सौर विकिरण का वितरण निर्भर करता है। जलवायु के लिए सौर विकिरण का मूल्य। विकिरण के भौगोलिक वितरण के बारे में

1. सौर विकिरण किसे कहते हैं? इसे किन इकाइयों में मापा जाता है? इसका मूल्य किस पर निर्भर करता है?

सूर्य द्वारा भेजी गई विकिरण ऊर्जा की समग्रता को सौर विकिरण कहा जाता है, जिसे आमतौर पर कैलोरी या जूल प्रति वर्ग सेंटीमीटर प्रति मिनट में व्यक्त किया जाता है। सौर विकिरण पृथ्वी पर असमान रूप से वितरित है। निर्भर करता है:

हवा के घनत्व और आर्द्रता से - वे जितने अधिक होते हैं, पृथ्वी की सतह को उतना ही कम विकिरण प्राप्त होता है;

क्षेत्र के भौगोलिक अक्षांश से - ध्रुवों से भूमध्य रेखा तक विकिरण की मात्रा बढ़ जाती है। प्रत्यक्ष सौर विकिरण की मात्रा उस पथ की लंबाई पर निर्भर करती है जिससे सूर्य की किरणें वायुमंडल से होकर गुजरती हैं। जब सूर्य अपने चरम पर होता है (किरणों का आपतन कोण 90° होता है), तो उसकी किरणें पृथ्वी पर पड़ती हैं सबसे छोटा रास्ताऔर तीव्रता से अपनी ऊर्जा एक छोटे से क्षेत्र में दें;

पृथ्वी की वार्षिक और दैनिक गति से - मध्य और उच्च अक्षांशों में, सौर विकिरण का प्रवाह ऋतुओं के साथ बहुत भिन्न होता है, जो सूर्य की दोपहर की ऊंचाई और दिन की लंबाई में परिवर्तन से जुड़ा होता है;

पृथ्वी की सतह की प्रकृति से - सतह जितनी हल्की होती है, उतनी ही अधिक धूप परावर्तित होती है।

2. सौर विकिरण को किस प्रकार में बांटा गया है?

मौजूद निम्नलिखित प्रकारसौर विकिरण: पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाले विकिरण प्रत्यक्ष और विसरित होते हैं। बादल रहित आकाश में सूर्य से सीधे सूर्य के प्रकाश के रूप में पृथ्वी पर आने वाले विकिरण को प्रत्यक्ष कहते हैं। इसमें सबसे अधिक मात्रा में ऊष्मा और प्रकाश होता है। यदि हमारे ग्रह में वायुमंडल नहीं होता, तो पृथ्वी की सतह को केवल प्रत्यक्ष विकिरण प्राप्त होता। हालांकि, वायुमंडल से गुजरते हुए, लगभग एक चौथाई सौर विकिरण गैस के अणुओं और अशुद्धियों से बिखर जाता है, सीधे रास्ते से भटक जाता है। उनमें से कुछ बिखरे हुए सौर विकिरण का निर्माण करते हुए, पृथ्वी की सतह तक पहुँचते हैं। प्रकीर्णित विकिरण के कारण प्रकाश उन स्थानों में भी प्रवेश करता है जहाँ प्रत्यक्ष सूर्य का प्रकाश (प्रत्यक्ष विकिरण) प्रवेश नहीं करता है। यह विकिरण दिन के उजाले का निर्माण करता है और आकाश को रंग देता है।

3. वर्ष के मौसम के अनुसार सौर विकिरण का इनपुट क्यों बदलता है?

रूस, अधिकांश भाग के लिए, समशीतोष्ण अक्षांशों में स्थित है, उष्णकटिबंधीय और आर्कटिक सर्कल के बीच स्थित है, इन अक्षांशों में सूर्य हर दिन उगता है और सेट होता है, लेकिन कभी भी अपने चरम पर नहीं होता है। इस तथ्य के कारण कि सूर्य के चारों ओर अपनी संपूर्ण क्रांति के दौरान पृथ्वी के झुकाव के कोण को नहीं बदला जाता है, विभिन्न मौसमों में समशीतोष्ण अक्षांशों में आने वाली गर्मी की मात्रा भिन्न होती है और क्षितिज के ऊपर सूर्य के कोण पर निर्भर करती है। तो, अधिकतम 450 अक्षांश पर, सूर्य की किरणों का आपतन कोण (22 जून) लगभग 680 है, और न्यूनतम (22 दिसंबर) लगभग 220 है। सूर्य की किरणों का आपतन कोण जितना छोटा होगा, ऊष्मा उतनी ही कम होगी। वे लाते हैं, इसलिए वर्ष के विभिन्न मौसमों में प्राप्त सौर विकिरण में महत्वपूर्ण मौसमी अंतर हैं: सर्दी, वसंत, गर्मी, शरद ऋतु।

4. क्षितिज के ऊपर सूर्य की ऊंचाई जानना क्यों आवश्यक है?

क्षितिज के ऊपर सूर्य की ऊँचाई पृथ्वी पर आने वाली ऊष्मा की मात्रा को निर्धारित करती है, इसलिए, सूर्य की किरणों के आपतन कोण और पृथ्वी की सतह पर आने वाले सौर विकिरण की मात्रा के बीच सीधा संबंध है। भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक, सामान्य तौर पर, सौर किरणों के आपतन कोण में कमी देखी जाती है, और इसके परिणामस्वरूप, भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक सौर विकिरण का मान घट जाता है। इस प्रकार, क्षितिज के ऊपर सूर्य की ऊंचाई जानने के बाद, आप पृथ्वी की सतह पर आने वाली गर्मी की मात्रा का पता लगा सकते हैं।

5. सही उत्तर चुनें। पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाले विकिरण की कुल मात्रा कहलाती है: a) अवशोषित विकिरण; बी) कुल सौर विकिरण; वी) बिखरा हुआ विकिरण.

6. सही उत्तर चुनें। भूमध्य रेखा की ओर बढ़ने पर, कुल सौर विकिरण का मान: a) बढ़ जाता है; बी) घट जाती है; ग) नहीं बदलता है।

7. सही उत्तर चुनें। परावर्तित विकिरण का सबसे बड़ा संकेतक है: क) बर्फ; बी) काली मिट्टी; ग) रेत; घ) पानी।

8. आप क्या सोचते हैं, क्या बादल गर्मी के दिन धूप सेंकना संभव है?

कुल सौर विकिरण में दो घटक होते हैं: बिखरा हुआ और प्रत्यक्ष। इसी समय, सूर्य की किरणें, उनकी प्रकृति की परवाह किए बिना, पराबैंगनी प्रकाश ले जाती हैं, जो टैनिंग को प्रभावित करती हैं।

9. चित्र 36 में दिए गए मानचित्र का उपयोग करके रूस के दस शहरों के लिए कुल सौर विकिरण ज्ञात कीजिए। आपका निष्कर्ष क्या है?

कुल विकिरण अलग अलग शहररूस:

मरमंस्क: प्रति वर्ष 10 किलो कैलोरी / सेमी 2;

आर्कान्जेस्क: प्रति वर्ष 30 किलो कैलोरी / सेमी 2;

मास्को: प्रति वर्ष 40 किलो कैलोरी / सेमी 2;

पर्म: 40 किलो कैलोरी / सेमी 2 प्रति वर्ष;

कज़ान: प्रति वर्ष 40 किलो कैलोरी / सेमी 2;

चेल्याबिंस्क: प्रति वर्ष 40 किलो कैलोरी / सेमी 2;

सेराटोव: प्रति वर्ष 50 किलो कैलोरी / सेमी 2;

वोल्गोग्राड: प्रति वर्ष 50 किलो कैलोरी / सेमी 2;

अस्त्रखान: प्रति वर्ष 50 किलो कैलोरी / सेमी 2;

रोस्तोव-ऑन-डॉन: प्रति वर्ष 50 किलो कैलोरी / सेमी 2 से अधिक;

सौर विकिरण के वितरण में सामान्य पैटर्न इस प्रकार है: एक वस्तु (शहर) ध्रुव के जितना करीब होती है, उतनी ही कम सौर विकिरण उस (शहर) पर पड़ती है।

10. वर्णन करें कि आपके क्षेत्र में मौसम कैसे भिन्न होते हैं (प्राकृतिक परिस्थितियां, लोगों का जीवन, उनके व्यवसाय)। वर्ष के किस मौसम में जीवन सबसे अधिक सक्रिय होता है?

कठिन राहत, उत्तर से दक्षिण तक की बड़ी लंबाई क्षेत्र में 3 क्षेत्रों को अलग करना संभव बनाती है, जो राहत और जलवायु विशेषताओं दोनों में भिन्न होती है: पर्वत-जंगल, वन-स्टेप और स्टेपी। पर्वत-वन क्षेत्र की जलवायु ठंडी और आर्द्र होती है। तापमान शासन राहत के आधार पर बदलता है। इस क्षेत्र की विशेषता छोटी ठंडी ग्रीष्मकाल और लंबी बर्फीली सर्दियाँ हैं। 25 अक्टूबर से 5 नवंबर तक स्थायी बर्फ का आवरण बनता है और अप्रैल के अंत तक रहता है, और कुछ वर्षों में बर्फ का आवरण 10-15 मई तक बना रहता है। सबसे ठंडा महीना जनवरी है। औसत सर्दियों का तापमान माइनस 15-16 ° है, पूर्ण न्यूनतम 44-48 ° है। सबसे गर्म महीना जुलाई है जिसमें औसत हवा का तापमान + 15-17 ° है, इसमें गर्मियों में अधिकतम अधिकतम हवा का तापमान होता है। क्षेत्र प्लस 37-38 ° С तक पहुंच गया, वन-स्टेप ज़ोन की जलवायु गर्म है, बल्कि ठंडी और बर्फीली सर्दियाँ हैं। औसत जनवरी का तापमान शून्य से 15.5-17.5 डिग्री सेल्सियस कम है, पूर्ण न्यूनतम हवा का तापमान शून्य से 42-49 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच गया है। जुलाई में औसत हवा का तापमान प्लस 18-19 डिग्री सेल्सियस है। पूर्ण अधिकतम तापमान प्लस 42.0 डिग्री सेल्सियस है। स्टेपी ज़ोन बहुत गर्म और शुष्क है। यहाँ सर्दी ठंडी है, साथ गंभीर ठंढ, बर्फ़ीला तूफ़ान, जो 40-50 दिनों तक देखे जाते हैं, जिससे भारी हिमपात होता है। औसत जनवरी का तापमान माइनस 17-18 ° है। भीषण सर्दियों में, न्यूनतम हवा का तापमान माइनस 44-46 ° तक गिर जाता है।

सौर विकिरण प्रमुख जलवायु-निर्माण कारक है और व्यावहारिक रूप से पृथ्वी की सतह और उसके वातावरण में होने वाली सभी भौतिक प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का एकमात्र स्रोत है। यह जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि को निर्धारित करता है, जिससे एक या दूसरे का निर्माण होता है तापमान व्यवस्था; बादलों और वर्षा के गठन की ओर जाता है; वायुमंडल के सामान्य संचलन का मूल कारण है, जिससे मानव जीवन पर इसकी सभी अभिव्यक्तियों में जबरदस्त प्रभाव पड़ता है। निर्माण और वास्तुकला में, सौर विकिरण सबसे महत्वपूर्ण पर्यावरणीय कारक है - इमारतों का उन्मुखीकरण, उनकी रचनात्मक, अंतरिक्ष-योजना, रंगीन, प्लास्टिक समाधान और कई अन्य विशेषताएं इस पर निर्भर करती हैं।

GOST R 55912-2013 "बिल्डिंग क्लाइमेटोलॉजी" के अनुसार, सौर विकिरण से संबंधित निम्नलिखित परिभाषाएँ और अवधारणाएँ अपनाई जाती हैं:

• प्रत्यक्ष विकिरण -सूर्य की दृश्य डिस्क से सीधे आने वाली समानांतर किरणों की किरण के रूप में सतह पर आने वाले कुल सौर विकिरण का हिस्सा;
• फैलाना सौर विकिरण- वायुमंडल में बिखरने के बाद पूरे आकाश से सतह पर आने वाले कुल सौर विकिरण का हिस्सा;
• परावर्तित विकिरण- अंतर्निहित सतह से परावर्तित कुल सौर विकिरण का हिस्सा (भवन के अग्रभाग, इमारतों की छतों सहित);
• सौर विकिरण तीव्रता- किरणों के लंबवत स्थित एक इकाई क्षेत्र से समय की प्रति इकाई गुजरने वाले सौर विकिरण की मात्रा।

आधुनिक घरेलू GOSTs, SP (SNiPs) और निर्माण और वास्तुकला से संबंधित अन्य नियामक दस्तावेजों में सौर विकिरण के सभी मूल्यों को किलोवाट प्रति घंटे प्रति 1 m 2 (kWh / m 2) में मापा जाता है। समय की इकाई को आमतौर पर एक महीने के रूप में लिया जाता है। सौर विकिरण प्रवाह शक्ति (kW / m 2) का तात्कालिक (दूसरा) मान प्राप्त करने के लिए, महीने के लिए दिए गए मान को एक महीने में दिनों की संख्या, एक दिन में घंटों की संख्या और घंटों में सेकंड से विभाजित किया जाना चाहिए। .

बिल्डिंग कोड के कई शुरुआती संस्करणों में और जलवायु विज्ञान पर कई आधुनिक संदर्भ पुस्तकों में, सौर विकिरण मान मेगाजूल या किलोकलरीज प्रति एम 2 (एमजे / एम 2, केकेसी / एम 2) में दिए गए हैं। इन मानों के एक से दूसरे में रूपांतरण कारक परिशिष्ट 1 में दिए गए हैं।

भौतिक इकाई। सौर विकिरण पृथ्वी पर सूर्य से आता है। सूर्य हमारे सबसे निकट का तारा है, जो पृथ्वी से औसतन 149,450,000 किमी दूर है। जुलाई की शुरुआत में, जब पृथ्वी सूर्य ("एफ़ेलियन") से सबसे दूर होती है, तो यह दूरी बढ़कर 152 मिलियन किमी हो जाती है, और जनवरी की शुरुआत में यह घटकर 147 मिलियन किमी ("पेरीहेलियन") हो जाती है।

सौर कोर के अंदर, तापमान 5 मिलियन K से अधिक है, और दबाव पृथ्वी की तुलना में कई अरब गुना अधिक है, जिसके परिणामस्वरूप हाइड्रोजन हीलियम में परिवर्तित हो जाता है। इस थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया के दौरान, उज्ज्वल ऊर्जा पैदा होती है, जो सूर्य से सभी दिशाओं में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में फैलती है। इस मामले में, तरंग दैर्ध्य का एक पूरा स्पेक्ट्रम पृथ्वी पर आता है, जिसे मौसम विज्ञान में आमतौर पर शॉर्ट-वेव और लॉन्ग-वेव सेक्शन में विभाजित किया जाता है। शॉर्टवेवतरंग दैर्ध्य रेंज में विकिरण को 0.1 से 4 माइक्रोन (1 माइक्रोन = 10 ~ 6 मीटर) कहा जाता है। लंबी लंबाई (4 से 120 माइक्रोन तक) वाले विकिरण को कहा जाता है लंबी लहर।सौर विकिरण मुख्य रूप से शॉर्टवेव है - निर्दिष्ट तरंग दैर्ध्य रेंज में सभी ऊर्जा का 99% हिस्सा होता है सौर विकिरण, जबकि पृथ्वी की सतह और वायुमंडल लंबी-तरंग विकिरण उत्सर्जित करते हैं, और लघु-तरंग केवल प्रतिबिंबित कर सकती है।

सूर्य न केवल ऊर्जा का, बल्कि प्रकाश का भी स्रोत है। दृश्यमान प्रकाश तरंग दैर्ध्य की एक संकीर्ण सीमा में केवल 0.40 से 0.76 माइक्रोन तक होता है, लेकिन इस श्रेणी में सभी सौर विकिरण ऊर्जा का 47% होता है। लगभग 0.40 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश को बैंगनी माना जाता है, जिसमें लगभग 0.76 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य लाल होती है। मानव आँख अन्य सभी तरंग दैर्ध्य को नहीं समझती है, अर्थात। वे हमारे लिए अदृश्य हैं 1. इन्फ्रारेड विकिरण (0.76 से 4 माइक्रोन तक) 44% और पराबैंगनी (0.01 से 0.39 माइक्रोन) - सभी ऊर्जा का 9% है। वायुमंडल की ऊपरी सीमा पर सौर विकिरण के स्पेक्ट्रम में अधिकतम ऊर्जा स्पेक्ट्रम के नीले-नीले क्षेत्र में और पृथ्वी की सतह पर - पीले-हरे रंग में होती है।

एक निश्चित सतह पर आने वाले सौर विकिरण का एक मात्रात्मक माप है विकिरण,या सौर विकिरण का प्रवाह, - समय की प्रति इकाई क्षेत्र में गिरने वाली विकिरण ऊर्जा की मात्रा। सौर विकिरण की अधिकतम मात्रा वायुमंडल की ऊपरी सीमा में प्रवेश करती है और सौर स्थिरांक के मूल्य की विशेषता है। सौर स्थिरांक -यह सूर्य से पृथ्वी की औसत दूरी के साथ सूर्य की किरणों के लंबवत क्षेत्र के माध्यम से पृथ्वी के वायुमंडल की ऊपरी सीमा पर सौर विकिरण का प्रवाह है। 2007 में विश्व मौसम विज्ञान संगठन (WMO) द्वारा अनुमोदित नवीनतम आंकड़ों के अनुसार, यह मान 1.366 kW / m2 (1366 W / m2) है।

सौर विकिरण की काफी कम मात्रा पृथ्वी की सतह तक पहुँचती है, क्योंकि जैसे-जैसे सूर्य की किरणें वायुमंडल से गुजरती हैं, विकिरण कई महत्वपूर्ण परिवर्तनों से गुजरता है। इसका एक हिस्सा वायुमंडलीय गैसों और एरोसोल द्वारा अवशोषित किया जाता है और गर्मी में बदल जाता है, अर्थात। वायुमंडल को गर्म करने के लिए जाता है, और इसका एक हिस्सा बिखर जाता है और बिखरे हुए विकिरण के एक विशेष रूप में बदल जाता है।

प्रक्रिया अवशोषणवायुमंडल में विकिरण चयनात्मक है - विभिन्न गैसें इसे अवशोषित करती हैं विभिन्न साइटेंस्पेक्ट्रम और अलग-अलग डिग्री। सौर विकिरण को अवशोषित करने वाली मुख्य गैसें जल वाष्प (एच 20), ओजोन (0 3) और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) हैं। उदाहरण के लिए, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, समताप मंडल ओजोन 0.29 माइक्रोन से कम तरंग दैर्ध्य वाले जीवित जीवों के लिए हानिकारक विकिरण को पूरी तरह से अवशोषित करता है, यही कारण है कि ओजोन परत पृथ्वी पर जीवन के अस्तित्व के लिए एक प्राकृतिक ढाल है। ओजोन औसतन लगभग 3% सौर विकिरण को अवशोषित करता है। स्पेक्ट्रम के लाल और अवरक्त क्षेत्रों में, जल वाष्प अधिकांश सौर विकिरण को अवशोषित करता है। कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण बैंड स्पेक्ट्रम के एक ही क्षेत्र में स्थित हैं, हालांकि

प्रकाश और रंग के बारे में अधिक जानकारी "वास्तुशिल्प भौतिकी" अनुशासन के अन्य वर्गों में चर्चा की गई है।

सामान्य तौर पर, इसके द्वारा प्रत्यक्ष विकिरण का अवशोषण छोटा होता है। सौर विकिरण का अवशोषण प्राकृतिक और मानवजनित मूल के एरोसोल द्वारा भी होता है, विशेष रूप से दृढ़ता से - कालिख के कणों द्वारा। कुल मिलाकर, जल वाष्प और एरोसोल लगभग 15% सौर विकिरण, बादलों को अवशोषित करते हैं - लगभग 5%।

बिखरनेविकिरण अंतःक्रिया की एक भौतिक प्रक्रिया है विद्युत चुम्बकीय विकिरणऔर पदार्थ, जिसके दौरान अणु और परमाणु कुछ विकिरण को अवशोषित करते हैं, और फिर इसे सभी दिशाओं में फिर से उत्सर्जित करते हैं। यह बहुत ही महत्वपूर्ण प्रक्रिया, जो प्रकीर्णन कणों के आकार और आपतित विकिरण की तरंगदैर्घ्य के अनुपात पर निर्भर करता है। बिल्कुल साफ हवा में, जहां केवल गैस के अणुओं द्वारा ही प्रकीर्णन उत्पन्न होता है, यह आज्ञा का पालन करता है रेले का नियम, अर्थात। बिखरी हुई किरणों की तरंग दैर्ध्य की चौथी शक्ति के व्युत्क्रमानुपाती होता है। इस प्रकार, आकाश का नीला रंग स्वयं हवा का रंग है, इसमें सूर्य की किरणों के बिखरने के कारण, क्योंकि बैंगनी और नीली किरणें नारंगी और लाल किरणों की तुलना में हवा से बहुत बेहतर तरीके से बिखरी होती हैं।

यदि हवा में ऐसे कण हैं जिनका आकार विकिरण तरंग दैर्ध्य के बराबर है - एरोसोल, पानी की बूंदें, बर्फ के क्रिस्टल - तो प्रकीर्णन रेले के नियम का पालन नहीं करेगा, और बिखरा हुआ विकिरण लघु-तरंग किरणों में इतना समृद्ध नहीं होगा। 1-2 माइक्रोन से अधिक के व्यास वाले कणों पर, प्रकीर्णन नहीं होगा, बल्कि फैलाना प्रतिबिंब होगा, जो आकाश के सफेद रंग को निर्धारित करता है।

प्राकृतिक रोशनी के निर्माण में बिखराव बहुत बड़ी भूमिका निभाता है: सूर्य की अनुपस्थिति में दिनयह फैलाना (फैलाना) प्रकाश बनाता है। यदि प्रकीर्णन न होता तो प्रकाश वहीं होता जहाँ सीधी धूप पड़ती। शाम और भोर, सूर्योदय और सूर्यास्त के समय बादलों का रंग भी इस घटना से जुड़ा है।

तो, सौर विकिरण दो धाराओं के रूप में पृथ्वी की सतह पर आता है: प्रत्यक्ष और बिखरा हुआ विकिरण।

प्रत्यक्ष विकिरण(5) सौर डिस्क से सीधे पृथ्वी की सतह पर आता है। इस मामले में, विकिरण की अधिकतम संभव मात्रा सूर्य की किरणों के लंबवत स्थित एकल क्षेत्र द्वारा प्राप्त की जाएगी (5)। प्रति इकाई क्षैतिजसतह में कम मात्रा में विकिरण ऊर्जा Y होगी, जिसे भी कहा जाता है आतपन:

वाई =? -8एसएचए 0, (1.1)

कहाँ पे और 0 -क्षितिज के ऊपर सूर्य की ऊँचाई, जो क्षैतिज सतह पर सूर्य की किरणों के आपतन कोण को निर्धारित करती है।

बिखरा हुआ विकिरण(/)) सौर डिस्क को छोड़कर, आकाश के सभी बिंदुओं से पृथ्वी की सतह में प्रवेश करती है।

पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाले सभी सौर विकिरण को कहते हैं कुल सौर विकिरण (0:

• (1.2)
• 0 = + /) = और 0 + /).

इस प्रकार के विकिरण का आगमन महत्वपूर्ण रूप से न केवल खगोलीय कारणों पर निर्भर करता है, बल्कि बादलों पर भी निर्भर करता है। इसलिए, मौसम विज्ञान में, यह भेद करने के लिए प्रथागत है विकिरण की संभावित मात्राबादल रहित परिस्थितियों में देखा गया, और विकिरण की वास्तविक मात्रावास्तविक बादल स्थितियों के तहत होने वाली।

पृथ्वी की सतह पर पड़ने वाले सभी सौर विकिरण इसके द्वारा अवशोषित नहीं होते हैं और गर्मी में बदल जाते हैं। इसका कुछ भाग परावर्तित होता है और इसलिए, अंतर्निहित सतह से खो जाता है। इस भाग को कहा जाता है परावर्तित विकिरण(/? k), और इसका मान पर निर्भर करता है albedoपृथ्वी की सतह (एल के):

एक कश्मीर = - 100%.

अल्बेडो को एक इकाई के अंशों में या प्रतिशत के रूप में मापा जाता है। निर्माण और वास्तुकला में, इकाई अंश अधिक सामान्यतः उपयोग किए जाते हैं। वे भवन और परिष्करण सामग्री की परावर्तनशीलता, मुखौटे के रंग की चमक आदि को भी मापते हैं। जलवायु विज्ञान में एल्बिडो की माप को प्रतिशत में स्वीकार किया जाता है।

अल्बेडो का पृथ्वी की जलवायु के निर्माण पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, क्योंकि यह अंतर्निहित सतह की परावर्तनशीलता का एक अभिन्न संकेतक है। यह इस सतह की स्थिति (खुरदरापन, रंग, नमी की मात्रा) पर निर्भर करता है और बहुत विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होता है। उच्चतम अल्बेडो मान (75% तक) ताजी गिरी हुई बर्फ की विशेषता है, और सबसे कम - पानी की सतह के लिए सूर्य के प्रकाश की तीव्र घटना ("3%) के साथ। मिट्टी और वनस्पति की सतह के अल्बेडो औसतन 10 से 30% तक भिन्न होते हैं।

अगर हम पूरी पृथ्वी को समग्र मानें तो इसका एल्बिडो 30% होता है। इस मान को कहा जाता है पृथ्वी के ग्रहीय एल्बिडोऔर परावर्तित और बिखरे हुए सौर विकिरण के अनुपात का प्रतिनिधित्व करता है जो वातावरण में प्रवेश करने वाले विकिरण की कुल मात्रा में स्थान छोड़ता है।

शहरी क्षेत्रों में, अल्बेडो आमतौर पर प्राकृतिक, अबाधित परिदृश्यों की तुलना में कम होता है। क्षेत्र के लिए विशिष्ट अल्बेडो मूल्य बड़े शहरसमशीतोष्ण जलवायु 15-18% है। दक्षिणी शहरों में, अल्बेडो, एक नियम के रूप में, अधिक होता है, क्योंकि उत्तरी शहरों में घने इमारतों और इमारतों के गहरे रंगों के साथ, अल्बेडो कम होता है। यह दक्षिणी गर्म देशों में अवशोषित सौर विकिरण की मात्रा को कम करने की अनुमति देता है, जिससे इमारतों की थर्मल पृष्ठभूमि कम हो जाती है, और उत्तरी ठंडे क्षेत्रों में, इसके विपरीत, अवशोषित सौर विकिरण के हिस्से को बढ़ाने के लिए, समग्र थर्मल पृष्ठभूमि में वृद्धि होती है।

अवशोषित विकिरण(* 0ГЛ) को भी कहा जाता है शॉर्टवेव विकिरण का संतुलन (कुलपति)और कुल और परावर्तित विकिरण (दो लघु-तरंग प्रवाह) के बीच का अंतर है:

^ आईएमबी = 5 के = 0 ~ आई के- (1.4)

यह पृथ्वी की सतह की ऊपरी परतों और उस पर स्थित हर चीज (वनस्पति, सड़कों, इमारतों, संरचनाओं, आदि) को गर्म करता है, जिसके परिणामस्वरूप वे मानव आंखों के लिए अदृश्य लंबी तरंग विकिरण उत्सर्जित करते हैं। इस विकिरण को आमतौर पर के रूप में जाना जाता है पृथ्वी की सतह का अपना विकिरण(? 3)। इसका मान, स्टीफ़न-बोल्ट्ज़मान नियम के अनुसार, निरपेक्ष तापमान की चौथी शक्ति के समानुपाती होता है।

वातावरण भी लंबी तरंग विकिरण उत्सर्जित करता है, के सबसेजो पृथ्वी की सतह पर आता है और लगभग पूरी तरह से इसके द्वारा अवशोषित हो जाता है। इस विकिरण को कहा जाता है वायुमंडल का काउंटर विकिरण (ई ए)।बढ़ते बादल और हवा की नमी के साथ वातावरण का काउंटर रेडिएशन बढ़ता है और बहुत होता है महत्वपूर्ण स्रोतपृथ्वी की सतह के लिए गर्मी। फिर भी, वायुमंडल का दीर्घ-तरंग विकिरण हमेशा पृथ्वी की तुलना में थोड़ा कम होता है, जिसके कारण पृथ्वी की सतह गर्मी खो देती है, और इन मूल्यों के बीच के अंतर को कहा जाता है पृथ्वी का प्रभावी विकिरण (E .)एफईएफ)।

औसतन, समशीतोष्ण अक्षांशों में, प्रभावी विकिरण के माध्यम से पृथ्वी की सतह अवशोषित सौर विकिरण से प्राप्त होने वाली गर्मी की मात्रा का लगभग आधा खो देती है। स्थलीय विकिरण को अवशोषित करके और स्थलीय सतह पर काउंटर विकिरण भेजकर, वातावरण रात में इस सतह की ठंडक को कम कर देता है। दिन के दौरान, यह पृथ्वी की सतह के ताप को रोकने के लिए बहुत कम करता है। पृथ्वी की सतह के ऊष्मीय शासन पर पृथ्वी के वायुमंडल के इस प्रभाव को कहा जाता है ग्रीनहाउस प्रभाव. इस प्रकार, ग्रीनहाउस प्रभाव की घटना पृथ्वी की सतह के पास गर्मी का फंसना है। इस प्रक्रिया में गैसें महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं तकनीकी उत्पत्ति, सबसे पहले - कार्बन डाइऑक्साइड, जिसकी सांद्रता शहरों के क्षेत्र में विशेष रूप से अधिक है। लेकिन मुख्य भूमिका अभी भी प्राकृतिक मूल की गैसों की है।

वायुमंडल में मुख्य पदार्थ जो पृथ्वी से लंबी तरंग विकिरण को अवशोषित करता है और प्रति-विकिरण भेजता है भाप।यह 8.5 से 12 माइक्रोन तक की तरंग दैर्ध्य रेंज के अपवाद के साथ लगभग सभी लंबी-तरंग विकिरण को अवशोषित करता है, जिसे कहा जाता है "पारदर्शिता की खिड़की"भाप। केवल इस अंतराल में स्थलीय विकिरण वायुमंडल के माध्यम से विश्व अंतरिक्ष में प्रवेश करता है। जल वाष्प के अलावा, कार्बन डाइऑक्साइड लंबी-तरंग विकिरण को दृढ़ता से अवशोषित करता है, और यह जल वाष्प पारदर्शिता खिड़की में है कि ओजोन बहुत कमजोर है, साथ ही साथ मीथेन, नाइट्रोजन ऑक्साइड, क्लोरोफ्लोरोकार्बन (फ्रीन्स) और कुछ अन्य गैस अशुद्धियां भी हैं।

पृथ्वी की सतह के पास गर्मी बनाए रखना जीवन को बनाए रखने के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। इसके बिना, पृथ्वी का औसत तापमान मौजूदा तापमान की तुलना में 33 डिग्री सेल्सियस कम होगा, और जीवित जीव शायद ही पृथ्वी पर निवास कर सकें। इसलिए, बिंदु ग्रीनहाउस प्रभाव में नहीं है जैसे (आखिरकार, यह उस क्षण से उत्पन्न हुआ जब से वातावरण बना था), लेकिन इस तथ्य में कि मानवजनित गतिविधि के प्रभाव में होता है बढ़तयह प्रभाव। इसका कारण तकनीकी उत्पत्ति के ग्रीनहाउस गैसों की सांद्रता में तेजी से वृद्धि है, मुख्य रूप से जीवाश्म ईंधन के दहन के दौरान उत्सर्जित CO2। यह इस तथ्य को जन्म दे सकता है कि, समान आने वाले विकिरण के साथ, ग्रह पर शेष गर्मी के अनुपात में वृद्धि होगी, और इसके परिणामस्वरूप, पृथ्वी की सतह और वातावरण का तापमान भी बढ़ेगा। पिछले 100 वर्षों में, हमारे ग्रह के हवा के तापमान में औसतन 0.6 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि हुई है।

ऐसा माना जाता है कि जब CO2 की सांद्रता उसके पूर्व-औद्योगिक मूल्य के सापेक्ष दोगुनी हो जाती है वैश्विक वार्मिंगलगभग 3 ° (विभिन्न अनुमानों के अनुसार - 1.5 से 5.5 ° तक) होगा। इसके अलावा, शरद ऋतु में उच्च अक्षांशों के क्षोभमंडल में सबसे बड़ा परिवर्तन होना चाहिए सर्दियों की अवधि... नतीजतन, आर्कटिक और अंटार्कटिका में बर्फ पिघलनी शुरू हो जाएगी और विश्व महासागर का स्तर बढ़ना शुरू हो जाएगा। यह वृद्धि 25 से 165 सेमी तक हो सकती है, जिसका अर्थ है कि में स्थित कई शहर तटीय क्षेत्रसमुद्र और महासागरों में बाढ़ आ जाएगी।

इस प्रकार, यह लाखों लोगों के जीवन को प्रभावित करने वाला एक बहुत ही महत्वपूर्ण मुद्दा है। इसे ध्यान में रखते हुए, 1988 में टोरंटो में मानवजनित जलवायु परिवर्तन पर पहला अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन आयोजित किया गया था। वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे हैं कि वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में वृद्धि के कारण ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि के परिणाम वैश्विक परिणामों के बाद दूसरे स्थान पर हैं। परमाणु युद्ध... उसी समय, संयुक्त राष्ट्र (यूएन) में, जलवायु परिवर्तन पर विशेषज्ञों का अंतर सरकारी समूह - आईपीसीसी ( आईपीसीसी - जलवायु परिवर्तन पर अंतर सरकारी पैनल), जो दुनिया की आबादी के जीवन और स्वास्थ्य पर जलवायु, विश्व महासागर के पारिस्थितिकी तंत्र, संपूर्ण जीवमंडल पर सतह के तापमान में वृद्धि के प्रभाव का अध्ययन करता है।

1992 में, न्यूयॉर्क ने जलवायु परिवर्तन पर फ्रेमवर्क कन्वेंशन (FCCC) को अपनाया, मुख्य लक्ष्यजिसने वातावरण में ग्रीनहाउस गैसों की सांद्रता को उन स्तरों पर स्थिर करने की घोषणा की जो जलवायु प्रणाली में मानवीय हस्तक्षेप के खतरनाक परिणामों को रोकेंगे। के लिये व्यावहारिक कार्यान्वयनदिसंबर 1997 में क्योटो (जापान) में सम्मेलन अंतरराष्ट्रीय सम्मेलनक्योटो प्रोटोकॉल को अपनाया गया था। यह रूस सहित भाग लेने वाले देशों द्वारा ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के लिए विशिष्ट कोटा को परिभाषित करता है, जिसने 2005 में इस प्रोटोकॉल की पुष्टि की थी।

इस लेखन के समय, जलवायु परिवर्तन के लिए समर्पित सबसे हालिया सम्मेलनों में से एक पेरिस जलवायु सम्मेलन है, जो 30 नवंबर से 12 दिसंबर, 2015 तक आयोजित किया गया था। इस सम्मेलन का लक्ष्य वृद्धि को रोकने के लिए एक अंतरराष्ट्रीय समझौते पर हस्ताक्षर करना है। 2100 तक ग्रह का औसत तापमान। 2 डिग्री सेल्सियस।

इसलिए, लघु-तरंग और लंबी-तरंग विकिरण के विभिन्न प्रवाहों की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप, पृथ्वी की सतह लगातार गर्मी प्राप्त करती है और खोती है। विकिरण के आगमन और खपत का परिणामी मूल्य है विकिरण संतुलन (वी), जो पृथ्वी की सतह की ऊष्मीय स्थिति और हवा की सतह परत को निर्धारित करती है, अर्थात् उनका ताप या शीतलन:

वी = क्यू- "के -? प्रयास = 60 - ए) -? प्रभाव =

= (5 "पाप / ^> + डी) (एल-ए) -ई ^ एफ = बी के + बी ए। (

हीटिंग और कूलिंग की डिग्री का आकलन करने के लिए विकिरण संतुलन डेटा की आवश्यकता होती है अलग सतहदोनों विवो में और एक वास्तुशिल्प वातावरण में, गणना थर्मल स्थितियांइमारतों और संरचनाओं, वाष्पीकरण का निर्धारण, मिट्टी में गर्मी के भंडार, कृषि क्षेत्रों की सिंचाई की राशनिंग और अन्य राष्ट्रीय आर्थिक उद्देश्यों।

माप के तरीके। मौलिक मूल्यअनुसंधान विकिरण संतुलनजलवायु के नियमों को समझने और सूक्ष्म जलवायु परिस्थितियों के निर्माण के लिए पृथ्वी अपने घटकों के लिए अवलोकन डेटा की मौलिक भूमिका निर्धारित करती है - एक्टिनोमेट्रिक अवलोकन।

रूस में मौसम विज्ञान स्टेशनों पर, इसका उपयोग किया जाता है थर्मोइलेक्ट्रिक विधिविकिरण प्रवाह का मापन। मापा विकिरण को उपकरणों की काली प्राप्त सतह द्वारा अवशोषित किया जाता है, गर्मी में बदल जाता है और थर्मोपाइल के सक्रिय जंक्शनों को गर्म करता है, जबकि निष्क्रिय जंक्शन विकिरण द्वारा गर्म नहीं होते हैं और उनका तापमान कम होता है। सक्रिय और निष्क्रिय जंक्शनों के तापमान में अंतर के कारण, थर्मोपाइल के आउटपुट पर एक थर्मोइलेक्ट्रोमोटिव बल दिखाई देता है, जो मापा विकिरण की तीव्रता के समानुपाती होता है। इस प्रकार, अधिकांश एक्टिनोमेट्रिक उपकरण हैं रिश्तेदार- वे स्वयं विकिरण के प्रवाह को नहीं, बल्कि आनुपातिक मात्रा - करंट या वोल्टेज को मापते हैं। इसके लिए, डिवाइस जुड़े हुए हैं, उदाहरण के लिए, डिजिटल मल्टीमीटर से, और पहले - पॉइंटर गैल्वेनोमीटर से। इस मामले में, तथाकथित "रूपांतरण कारक" -विद्युत मापने वाले उपकरण का विभाजन मूल्य (डब्ल्यू / एम 2)। इस कारक की गणना रीडिंग के साथ एक या किसी अन्य सापेक्ष उपकरण की रीडिंग की तुलना करके की जाती है शुद्धउपकरण - पाइरेलियोमीटर।

निरपेक्ष उपकरणों के संचालन का सिद्धांत अलग है। इस प्रकार, एंगस्ट्रॉम क्षतिपूर्ति पाइरेलियोमीटर में, एक काले रंग की धातु की प्लेट सूर्य के संपर्क में आती है, जबकि इसी तरह की एक और प्लेट छाया में रहती है। उनके बीच एक तापमान अंतर उत्पन्न होता है, जो प्लेटों से जुड़े थर्मोएलेमेंट जंक्शनों में स्थानांतरित हो जाता है, और इस प्रकार थर्मोइलेक्ट्रिक करंट उत्तेजित हो जाता है। इस मामले में, बैटरी से एक धारा को छायांकित प्लेट के माध्यम से तब तक पारित किया जाता है जब तक कि यह उसी तापमान तक गर्म न हो जाए जो प्लेट धूप में होती है, जिसके बाद थर्मोइलेक्ट्रिक करंट गायब हो जाता है। पारित "क्षतिपूर्ति" धारा की ताकत से, कोई काली प्लेट द्वारा प्राप्त गर्मी की मात्रा निर्धारित कर सकता है, जो बदले में, पहली प्लेट द्वारा सूर्य से प्राप्त गर्मी की मात्रा के बराबर होगी। इस प्रकार, सौर विकिरण की मात्रा निर्धारित की जा सकती है।

रूस के मौसम विज्ञान स्टेशनों पर (और पहले - यूएसएसआर), विकिरण संतुलन के घटकों का अवलोकन करते हुए, एक्टिनोमेट्रिक डेटा की श्रृंखला की एकरूपता एक ही प्रकार के उपकरणों के उपयोग और उनके सावधानीपूर्वक अंशांकन द्वारा सुनिश्चित की जाती है, साथ ही साथ एक ही माप और डेटा प्रोसेसिंग तकनीक के रूप में। अभिन्न सौर विकिरण के रिसीवर के रूप में (

सविनोव में - यानिशेव्स्की थर्मोइलेक्ट्रिक एक्टिनोमीटर, जिसकी उपस्थिति अंजीर में दिखाई गई है। 1.6, प्राप्त करने वाला भाग सिल्वर फ़ॉइल से बनी एक पतली काली धातु की डिस्क है, जिसमें विषम (सक्रिय) थर्मोपाइल जंक्शनों को इन्सुलेशन के माध्यम से चिपकाया जाता है। माप के दौरान, यह डिस्क सौर विकिरण को अवशोषित करती है, जिसके परिणामस्वरूप डिस्क और सक्रिय जंक्शनों का तापमान बढ़ जाता है। सम (निष्क्रिय) जंक्शनों को इन्सुलेशन के माध्यम से उपकरण के मामले में तांबे की अंगूठी से चिपकाया जाता है और बाहरी हवा के तापमान के करीब तापमान होता है। यह तापमान अंतर, जब थर्मोपाइल का बाहरी सर्किट बंद हो जाता है, तो एक थर्मोइलेक्ट्रिक करंट पैदा होता है, जिसकी ताकत सौर विकिरण की तीव्रता के समानुपाती होती है।

चावल। 1.6.

एक पाइरनोमीटर (चित्र। 1.7) में, प्राप्त करने वाला हिस्सा अक्सर थर्मोएलेमेंट्स की एक बैटरी होती है, उदाहरण के लिए, मैंगनीन और कॉन्स्टेंटन से, काले और सफेद जंक्शनों के साथ, जो आने वाले विकिरण के प्रभाव में असमान रूप से गर्म होते हैं। पूरे आकाश से बिखरे हुए विकिरण को देखने के लिए डिवाइस के प्राप्त करने वाले हिस्से में एक क्षैतिज स्थिति होनी चाहिए। पाइरनोमीटर एक स्क्रीन द्वारा प्रत्यक्ष विकिरण से छायांकित होता है, और वातावरण के आने वाले विकिरण से यह एक कांच के गुंबद द्वारा संरक्षित होता है। कुल विकिरण को मापते समय, पायरानोमीटर सीधी किरणों से छायांकित नहीं होता है।

चावल। 1.7.

एक विशेष उपकरण (हिंगेड प्लेट) आपको पाइरेनोमीटर हेड को दो स्थान देने की अनुमति देता है: रिसीवर ऊपर और रिसीवर नीचे। बाद के मामले में, पायरानोमीटर पृथ्वी की सतह से परावर्तित लघु-तरंग विकिरण को मापता है। मार्ग अवलोकनों में, तथाकथित अल्बे-डोमोमीटर मार्चिंग,जो एक पायरानोमीटर हेड होता है जो एक हैंडल के साथ झुके हुए जिम्बल से जुड़ा होता है।

थर्मोइलेक्ट्रिक बैलेंस मीटर में थर्मोपाइल के साथ एक आवास, दो प्राप्त करने वाली प्लेट और एक हैंडल होता है (चित्र। 1.8)। डिस्क के आकार का शरीर (/) में एक चौकोर कटआउट होता है जहां थर्मोपाइल जुड़ा होता है (2). संभाल ( 3 ), शरीर को मिलाप, रैक पर बैलेंस मीटर स्थापित करने का कार्य करता है।

चावल। 1.8.

बैलेंस मीटर की एक काली प्राप्त प्लेट ऊपर की ओर, दूसरी नीचे की ओर, पृथ्वी की सतह की ओर निर्देशित होती है। बिना छायांकित संतुलन मीटर के संचालन का सिद्धांत इस तथ्य पर आधारित है कि सक्रिय सतह (Y, /) पर आने वाले सभी प्रकार के विकिरण और ई ए),ऊपर की ओर मुख किए हुए उपकरण की काली प्राप्त सतह द्वारा अवशोषित कर लिए जाते हैं, और सक्रिय सतह से निकलने वाले सभी प्रकार के विकिरण (/? k, /? l और ई 3),नीचे की ओर उन्मुख प्लेट द्वारा अवशोषित। प्रत्येक प्राप्त करने वाली प्लेट स्वयं भी लंबी-तरंग विकिरण का उत्सर्जन करती है, इसके अलावा, आसपास की हवा और डिवाइस के शरीर के साथ गर्मी का आदान-प्रदान होता है। हालांकि, आवास की उच्च तापीय चालकता के कारण, एक बड़ा गर्मी हस्तांतरण होता है, जो प्राप्त प्लेटों के बीच एक महत्वपूर्ण तापमान अंतर के गठन की अनुमति नहीं देता है। इस कारण से, दोनों प्लेटों के आंतरिक विकिरण की उपेक्षा की जा सकती है, और उनके ताप के बीच के अंतर का उपयोग किसी भी सतह के विकिरण संतुलन के मूल्य को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है, जिसमें संतुलन मीटर स्थित है।

चूंकि बैलेंस मीटर की प्राप्त सतहें कांच के आवरण से ढकी नहीं होती हैं (अन्यथा लंबी-तरंग विकिरण को मापना असंभव होगा), इस उपकरण की रीडिंग हवा की गति पर निर्भर करती है, जिससे प्राप्त सतहों के बीच तापमान अंतर कम हो जाता है। इस कारण से, बैलेंस मीटर की रीडिंग शांत स्थितियों की ओर ले जाती है, जो पहले डिवाइस के स्तर पर हवा की गति को मापती है।

के लिये स्वचालित पंजीकरणमाप, ऊपर वर्णित उपकरणों में उत्पन्न होने वाली थर्मोइलेक्ट्रिक धारा एक रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रॉनिक पोटेंशियोमीटर को आपूर्ति की जाती है। वर्तमान ताकत में परिवर्तन एक चलती कागज टेप पर दर्ज किया जाता है, जबकि एक्टिनोमीटर को स्वचालित रूप से घूमना चाहिए ताकि इसका प्राप्त करने वाला हिस्सा सूर्य का अनुसरण करे, और पाइरनोमीटर को हमेशा एक विशेष रिंग शील्ड द्वारा प्रत्यक्ष विकिरण से छायांकित किया जाना चाहिए।

बुनियादी मौसम संबंधी अवलोकनों के विपरीत, एक्टिनोमेट्रिक अवलोकन दिन में छह बार निम्नलिखित समय पर किए जाते हैं: 00 घंटे 30 मिनट, 06 घंटे 30 मिनट, 09 घंटे 30 मिनट, 12 घंटे 30 मिनट, 15 घंटे 30 मिनट और 18 घंटे 30 मि. चूंकि सभी प्रकार के लघु-तरंग विकिरण की तीव्रता क्षितिज के ऊपर सूर्य की ऊंचाई पर निर्भर करती है, इसलिए अवलोकन तिथियां इसके अनुसार निर्धारित की जाती हैं माध्य सौर समयस्टेशन।

सामान्य मूल्य। प्रत्यक्ष और कुल विकिरण के प्रवाह के मूल्य वास्तु और जलवायु विश्लेषण में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यह उनके विचार से है कि क्षितिज के किनारों पर इमारतों का उन्मुखीकरण, उनकी अंतरिक्ष-योजना और रंगीन समाधान, आंतरिक लेआउट, उद्घाटन का आकार और कई अन्य वास्तुशिल्प विशेषताएं संबंधित हैं। इसलिए, सौर विकिरण के इन मूल्यों के लिए विशिष्ट मूल्यों की दैनिक और वार्षिक भिन्नता को ठीक माना जाएगा।

ऊर्जा रोशनी बादल रहित आकाश में प्रत्यक्ष सौर विकिरणसूर्य की ऊंचाई पर निर्भर करता है, सूर्य की किरण के मार्ग में वातावरण के गुणों की विशेषता है पारदर्शिता गुणांक(एक मान यह दर्शाता है कि सूर्य की किरणें गिरने पर सौर विकिरण का कितना अनुपात पृथ्वी की सतह तक पहुंचता है) और इस पथ की लंबाई पर।

बादल रहित आकाश में प्रत्यक्ष सौर विकिरण में दोपहर के घंटों में अधिकतम के साथ काफी सरल दैनिक भिन्नता होती है (चित्र 1.9)। चित्र के अनुसार, दिन के दौरान, सौर विकिरण का प्रवाह, पहले तेज, फिर अधिक धीरे-धीरे, सूर्योदय से दोपहर तक बढ़ता है और पहले धीरे-धीरे, फिर दोपहर से सूर्यास्त तक तेजी से घटता है। जनवरी और जुलाई में एक स्पष्ट आकाश के साथ दोपहर के समय विकिरण में अंतर मुख्य रूप से सूर्य की दोपहर की ऊंचाई में अंतर से जुड़ा होता है, जो गर्मियों की तुलना में सर्दियों में कम होता है। इसी समय, महाद्वीपीय क्षेत्रों में, सुबह और दोपहर के घंटों में वातावरण की पारदर्शिता में अंतर के कारण, दैनिक विषमता अक्सर देखी जाती है। वातावरण की पारदर्शिता प्रत्यक्ष सौर विकिरण के मासिक औसत मूल्यों के वार्षिक पाठ्यक्रम को भी प्रभावित करती है। बादल रहित आकाश में अधिकतम विकिरण वसंत के महीनों में स्थानांतरित हो सकता है, क्योंकि वसंत ऋतु में वातावरण की धूल और नमी की मात्रा शरद ऋतु की तुलना में कम होती है।

5 1, किलोवाट / एम 2

बी ",किलोवाट / एम 2

चावल। 1.9.

और औसत बादल स्थितियों के तहत (बी):

7 - जुलाई में किरणों के लंबवत सतह पर; 2 - जुलाई में एक क्षैतिज सतह पर; 3 - जनवरी में लंबवत सतह पर; 4 - जनवरी में एक क्षैतिज सतह पर

बादल सौर विकिरण के आगमन को कम कर देता है और अपने दैनिक पाठ्यक्रम को महत्वपूर्ण रूप से बदल सकता है, जो दोपहर और दोपहर प्रति घंटा मात्रा के अनुपात में प्रकट होता है। तो, वसंत-गर्मी के महीनों में रूस के अधिकांश महाद्वीपीय क्षेत्रों में, दोपहर के पूर्व के घंटों में प्रत्यक्ष विकिरण की प्रति घंटा राशि दोपहर की तुलना में अधिक होती है (चित्र 1.9, बी)।यह मुख्य रूप से क्लाउड कवर के दैनिक पाठ्यक्रम द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो सुबह 9-10 बजे विकसित होना शुरू होता है और दोपहर में अधिकतम तक पहुंच जाता है, इस प्रकार विकिरण को कम करता है। वास्तविक बादलों की स्थिति में प्रत्यक्ष सौर विकिरण के प्रवाह में समग्र कमी बहुत महत्वपूर्ण हो सकती है। उदाहरण के लिए, व्लादिवोस्तोक में, इसकी मानसून जलवायु के साथ, गर्मियों में ये नुकसान 75% हैं, और सेंट पीटर्सबर्ग में, प्रति वर्ष औसतन, बादल पृथ्वी की सतह पर 65% प्रत्यक्ष विकिरण संचारित नहीं करते हैं, मास्को में - लगभग आधा .

वितरण वार्षिक राशिरूस के क्षेत्र में औसत बादल स्थितियों के तहत प्रत्यक्ष सौर विकिरण अंजीर में दिखाया गया है। 1.10. काफी हद तक, यह कारक, जो सौर विकिरण की मात्रा को कम करता है, वायुमंडल के संचलन पर निर्भर करता है, जिससे विकिरण के अक्षांशीय वितरण का उल्लंघन होता है।

जैसा कि चित्र से देखा जा सकता है, सामान्य तौर पर, क्षैतिज सतह पर आने वाले प्रत्यक्ष विकिरण की वार्षिक मात्रा उच्च अक्षांशों से निम्न अक्षांशों तक 800 से लगभग 3000 MJ / m2 तक बढ़ जाती है। रूस के यूरोपीय भाग में बादलों की एक बड़ी संख्या पूर्वी साइबेरिया के क्षेत्रों की तुलना में वार्षिक मात्रा में कमी की ओर ले जाती है, जहां मुख्य रूप से एशियाई एंटीसाइक्लोन के प्रभाव के कारण, सर्दियों में वार्षिक मात्रा में वृद्धि होती है। साथ ही, ग्रीष्म मानसून के कारण तटीय क्षेत्रों में विकिरण के वार्षिक आगमन में कमी आती है सुदूर पूर्व... रूस में प्रत्यक्ष सौर विकिरण की दोपहर की तीव्रता में परिवर्तन की सीमा गर्मियों में 0.54-0.91 kW / m2 से सर्दियों में 0.02-0.43 kW / m2 तक भिन्न होती है।

बिखरा हुआ विकिरण,क्षैतिज सतह पर पहुंचने में भी दिन के दौरान परिवर्तन होता है, दोपहर से पहले बढ़ता है और उसके बाद घटता है (चित्र 1.11)।

प्रत्यक्ष सौर विकिरण के मामले में, बिखरे हुए विकिरण का आगमन न केवल सूर्य की ऊंचाई और दिन की लंबाई से प्रभावित होता है, बल्कि वातावरण की पारदर्शिता से भी प्रभावित होता है। हालांकि, उत्तरार्द्ध में कमी से बिखरे हुए विकिरण में वृद्धि होती है (प्रत्यक्ष के विपरीत)। इसके अलावा, एक बहुत विस्तृत श्रृंखला में बिखरा हुआ विकिरण बादल पर निर्भर करता है: औसत बादल स्थितियों के तहत, इसका आगमन एक स्पष्ट आकाश के साथ देखे गए मूल्यों के दोगुने से अधिक है। कुछ दिनों में बादल छाए रहने से यह सूचक 3-4 गुना बढ़ जाता है। इस प्रकार, बिखरा हुआ विकिरण विशेष रूप से सूर्य की निम्न स्थिति में सीधी रेखा को महत्वपूर्ण रूप से पूरक कर सकता है।

चावल। 1.10. औसत बादल की स्थिति के तहत एक क्षैतिज सतह में प्रवेश करने वाला प्रत्यक्ष सौर विकिरण, प्रति वर्ष एमजे / एम 2 (1 एमजे / एम 2 = 0.278 किलोवाट एच / एम 2)

/), किलोवाट / एम 2 0.3 जी

• 0,2 -
• 0,1 -

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 घंटे

चावल। 1.11.

और औसत बादल स्थितियों के तहत (बी)

उष्ण कटिबंध में बिखरा हुआ सौर विकिरण 50 से 75% प्रत्यक्ष होता है; 50-60 ° अक्षांश पर यह सीधे के करीब है, और उच्च अक्षांशों पर यह लगभग पूरे वर्ष प्रत्यक्ष सौर विकिरण से अधिक है।

बहुत महत्वपूर्ण कारकबिखरे हुए विकिरण प्रवाह को प्रभावित करना है albedoअंतर्निहित सतह। यदि एल्बिडो काफी बड़ा है, तो वातावरण द्वारा विपरीत दिशा में बिखरे हुए, अंतर्निहित सतह से परावर्तित विकिरण, बिखरे हुए विकिरण के आगमन में उल्लेखनीय वृद्धि का कारण बन सकता है। बर्फ के आवरण की उपस्थिति में प्रभाव सबसे अधिक स्पष्ट होता है, जिसमें उच्चतम परावर्तन होता है।

बादल रहित आकाश में कुल विकिरण (संभावित विकिरण)स्थान के अक्षांश, सूर्य की ऊंचाई, वातावरण के प्रकाशिक गुणों और अंतर्निहित सतह की प्रकृति पर निर्भर करता है। साफ आसमान की स्थितियों में, दोपहर में अधिकतम के साथ एक साधारण दैनिक बदलाव होता है। दैनिक परिवर्तन की विषमता, प्रत्यक्ष विकिरण की विशेषता, कुल विकिरण में बहुत कम प्रकट होती है, क्योंकि दिन के दूसरे भाग में वायुमंडलीय मैलापन में वृद्धि के कारण प्रत्यक्ष विकिरण में कमी की भरपाई बिखरे हुए विकिरण में वृद्धि के कारण होती है एक ही कारक। वार्षिक पाठ्यक्रम में, अधिकांश भूभाग पर बादल रहित आकाश के साथ कुल विकिरण की अधिकतम तीव्रता-

रूस का बयानबाजी जून में अधिकतम दोपहर के सूरज की ऊंचाई के कारण मनाया जाता है। हालांकि, कुछ क्षेत्रों में यह प्रभाव वायुमंडलीय पारदर्शिता के प्रभाव से और मई में अधिकतम बदलाव (उदाहरण के लिए, ट्रांसबाइकलिया, प्रिमोरी, सखालिन और पूर्वी साइबेरिया के कई क्षेत्रों में) से प्रभावित है। बादल रहित आकाश में कुल सौर विकिरण के मासिक और वार्षिक योगों का वितरण तालिका में दिया गया है। 1.9 और अंजीर। 1.12 अक्षांश-औसत मान के रूप में।

उपरोक्त तालिका और आंकड़े से यह देखा जा सकता है कि वर्ष के सभी मौसमों में सूर्य की ऊंचाई में परिवर्तन के अनुसार उत्तर से दक्षिण की ओर तीव्रता और विकिरण की मात्रा दोनों में वृद्धि होती है। एक अपवाद मई से जुलाई की अवधि है, जब लंबे दिन की लंबाई और सूर्य की ऊंचाई का संयोजन उत्तर में कुल विकिरण के उच्च मूल्य प्रदान करता है और सामान्य तौर पर, रूस के क्षेत्र में, विकिरण क्षेत्र धुंधला होता है, अर्थात। स्पष्ट ग्रेडिएंट नहीं है।

तालिका 1.9

क्षैतिज सतह पर कुल सौर विकिरण

बादल रहित आकाश के साथ (kWh / m2)

	भौगोलिक अक्षांश, ° N
सितंबर

चावल। 1.12. विभिन्न अक्षांशों पर बादल रहित आकाश के साथ क्षैतिज सतह पर कुल सौर विकिरण (1 MJ / m2 = 0.278 kWh / m2)

बादलकुल सौर विकिरण न केवल बादलों की मात्रा और आकार से, बल्कि सौर डिस्क की स्थिति से भी निर्धारित होता है। बादलों के माध्यम से चमकने वाली सौर डिस्क के साथ, बिखरे हुए विकिरण की वृद्धि के कारण बादल रहित परिस्थितियों की तुलना में कुल विकिरण बढ़ सकता है।

औसत बादल की स्थिति के लिए, कुल विकिरण की पूरी तरह से प्राकृतिक दैनिक भिन्नता देखी जाती है: सूर्योदय से दोपहर तक क्रमिक वृद्धि और दोपहर से सूर्यास्त तक कमी। उसी समय, बादल का दैनिक पाठ्यक्रम दोपहर के सापेक्ष पाठ्यक्रम की समरूपता का उल्लंघन करता है, जो बादल रहित आकाश की विशेषता है। तो, गर्म अवधि में रूस के अधिकांश क्षेत्रों में, सुदूर पूर्व के मानसून क्षेत्रों के अपवाद के साथ, कुल विकिरण के पूर्व-दोपहर के मूल्य दोपहर की तुलना में 3-8% अधिक हैं, जहां अनुपात है उलट। कुल विकिरण की औसत लंबी अवधि के मासिक योगों की वार्षिक भिन्नता में, निर्धारित खगोलीय कारक के साथ, एक संचलन कारक प्रकट होता है (बादल के प्रभाव के माध्यम से), इसलिए, अधिकतम जून से जुलाई और यहां तक ​​​​कि मई तक स्थानांतरित हो सकता है। (चित्र 1.13)।

• 600 -
• 500 -
• 400 -
• 300 -
• 200 -

एम. चेल्युस्किन

सलेखर्ड

आर्कान्जेस्क

सेंट पीटर्सबर्ग

पेत्रोपाव्लेव्स्क

कमचटका

खाबरोवस्की

आस्ट्राखान

चावल। 1.13. वास्तविक बादल स्थितियों के तहत रूस के अलग-अलग शहरों में एक क्षैतिज सतह पर कुल सौर विकिरण (1 एमजे / एम 2 = 0.278 केडब्ल्यूएच / एम 2)

5 ", एमजे / एम 2 700

तो, कुल विकिरण का वास्तविक मासिक और वार्षिक आगमन संभव का केवल एक हिस्सा है। गर्मियों में संभव से वास्तविक मात्रा का सबसे बड़ा विचलन सुदूर पूर्व में नोट किया जाता है, जहां बादल कुल विकिरण को 40-60% तक कम कर देता है। सामान्य तौर पर, कुल विकिरण का कुल वार्षिक आगमन रूस के क्षेत्र में अक्षांशीय दिशा में भिन्न होता है, जो उत्तरी समुद्र के तटों पर 2800 MJ / m2 से बढ़कर रूस के दक्षिणी क्षेत्रों में 4800-5000 MJ / m2 हो जाता है - उत्तर काकेशस, निचला वोल्गा क्षेत्र, ट्रांसबाइकलिया और प्रिमोर्स्की क्षेत्र। (अंजीर। 1.14)।

चावल। 1.14. क्षैतिज सतह में प्रवेश करने वाला कुल विकिरण, प्रति वर्ष एमजे / एम 2

गर्मियों में, पर स्थित शहरों के बीच वास्तविक बादल स्थितियों के तहत कुल सौर विकिरण में अंतर विभिन्न अक्षांश, उतना "नाटकीय" नहीं जितना पहली नज़र में लग सकता है। रूस के यूरोपीय भाग के लिए अस्त्रखान से केप चेल्युस्किन तक, ये मान 550-650 MJ / m2 के भीतर हैं। सर्दियों में, अधिकांश शहरों में, आर्कटिक के अपवाद के साथ, जहां ध्रुवीय रात शुरू होती है, कुल विकिरण प्रति माह 50-150 एमजे / एम 2 है।

तुलना के लिए: जनवरी में 1 शहरी विकास का औसत ताप मान (मास्को के लिए वास्तविक आंकड़ों के अनुसार गणना) शहरी शहरी केंद्रों में प्रति माह 220 एमजे / एम 2 से लेकर कम के साथ अंतर-राजमार्ग क्षेत्रों में 120-150 एमजे / एम 2 तक है। -घनत्व आवासीय भवनों। औद्योगिक और सांप्रदायिक भंडारण क्षेत्रों के क्षेत्रों में, जनवरी में ताप सूचकांक 140 MJ / m 2 है। जनवरी में मास्को में कुल सौर विकिरण 62 MJ/m2 है। इस प्रकार, में सर्दियों का समयसौर विकिरण के उपयोग के कारण, इरकुत्स्क और याकुत्स्क में भी एक औसत घनत्व भवन की गणना की गई गर्मी घनत्व के 10-15% (सौर बैटरी की दक्षता 40% को ध्यान में रखते हुए) को कवर करना संभव है, जिसे इसके लिए जाना जाता है उनके धूप वाले सर्दियों के मौसम, भले ही उनका क्षेत्र पूरी तरह से फोटोवोल्टिक पैनलों से ढका हो।

गर्मियों में, कुल सौर विकिरण 6-9 गुना बढ़ जाता है, और गर्मी की खपत सर्दियों की तुलना में 5-7 गुना कम हो जाती है। जुलाई में गर्मी सूचकांक आवासीय क्षेत्रों में 35 एमजे / एम 2 या उससे कम और औद्योगिक क्षेत्रों में 15 एमजे / एम 2 या उससे कम हो जाता है, यानी। कुल सौर विकिरण के 3-5% से अधिक नहीं के मूल्यों के लिए। इसलिए, गर्मियों में, जब हीटिंग और प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता न्यूनतम होती है, पूरे रूस में इस अक्षय प्राकृतिक संसाधन की अधिकता है जिसका उपयोग नहीं किया जा सकता है, जो एक बार फिर फोटोवोल्टिक पैनलों का उपयोग करने की उपयुक्तता पर संदेह करता है, के अनुसार कम से कम, शहरों और अपार्टमेंट इमारतों में।

बिजली की खपत (बिना गर्म और गर्म पानी की आपूर्ति के), जो कुल भवन क्षेत्र के असमान वितरण, जनसंख्या घनत्व और विभिन्न क्षेत्रों के कार्यात्मक उद्देश्य से भी जुड़ी है, है

गर्मी घनत्व भवन क्षेत्र के प्रति 1 मीटर 2 सभी प्रकार की ऊर्जा (बिजली, हीटिंग, गर्म पानी की आपूर्ति) की खपत का औसत संकेतक है।

37 MJ / m2 प्रति माह से मामले (1/12 . के रूप में गणना की गई) वार्षिक राशि) घनी निर्मित क्षेत्रों में और कम भवन घनत्व वाले क्षेत्रों में प्रति माह 10-15 एमजे / एम 2 तक। दिन के समय और गर्मियों में बिजली की खपत स्वाभाविक रूप से कम हो जाती है। जुलाई में आवासीय और मिश्रित विकास के अधिकांश क्षेत्रों में बिजली की खपत का घनत्व 8-12 MJ / m 2 है, मास्को में वास्तविक बादल स्थितियों में कुल सौर विकिरण के साथ लगभग 600 MJ / m 2 है। इस प्रकार, शहरी विकास (उदाहरण के लिए, मास्को) की बिजली आपूर्ति की जरूरतों को पूरा करने के लिए, केवल 1.5-2% सौर विकिरण का उपयोग करना आवश्यक है। शेष विकिरण, यदि निपटाया जाता है, तो अत्यधिक होगा। उसी समय, शाम और रात में रोशनी के लिए दिन के सौर विकिरण के संचय और संरक्षण का मुद्दा हल किया जाना बाकी है, जब बिजली आपूर्ति प्रणालियों पर भार अधिकतम होता है, और सूरज लगभग चमकता है या नहीं। इसके लिए उन क्षेत्रों के बीच लंबी दूरी पर बिजली के संचरण की आवश्यकता होगी जहां सूर्य अभी भी काफी ऊंचा है, और जहां सूर्य पहले ही क्षितिज से नीचे चला गया है। साथ ही, फोटोवोल्टिक पैनलों के उपयोग के कारण नेटवर्क में बिजली की हानि इसकी बचत के बराबर होगी। या तो आपको उपयोग करने की आवश्यकता है रिचार्जेबल बैटरीज़बड़ी क्षमता, उत्पादन, स्थापना और बाद में निपटान के लिए ऊर्जा लागत की आवश्यकता होगी, जो कि उनके संचालन की पूरी अवधि में संचित बिजली की बचत से कवर होने की संभावना नहीं है।

एक और, कोई कम महत्वपूर्ण कारक नहीं है जो इसे संदिग्ध बनाता है कि क्या संक्रमण सौर पेनल्सकैसे वैकल्पिक स्रोतपूरे शहर में बिजली की आपूर्ति यह है कि अंततः फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के संचालन से शहर के क्षेत्र में अवशोषित सौर विकिरण में उल्लेखनीय वृद्धि होगी, और इसके परिणामस्वरूप, शहर में हवा के तापमान में वृद्धि होगी। गर्मी का समय... इस प्रकार, एक साथ फोटो पैनल और उनसे संचालित एयर कंडीशनर के कारण शीतलन के साथ आंतरिक पर्यावरणशहरी हवा के तापमान में सामान्य वृद्धि होगी, जो अंततः अभी भी बहुत महंगे फोटोवोल्टिक पैनलों के उपयोग के माध्यम से ऊर्जा बचत के सभी आर्थिक और पर्यावरणीय लाभों को समाप्त कर देगी।

यह इस प्रकार है कि सौर विकिरण को बिजली में परिवर्तित करने के लिए उपकरणों की स्थापना मामलों की एक बहुत ही सीमित सूची में खुद को सही ठहराती है: केवल गर्मियों में, केवल शुष्क, गर्म, कम बादल वाले मौसम वाले जलवायु क्षेत्रों में, केवल छोटे शहरों या व्यक्तिगत कुटीर बस्तियों में, और केवल अगर इस बिजली का उपयोग एयर कंडीशनिंग और इमारतों के आंतरिक वातावरण के वेंटिलेशन के लिए प्रतिष्ठानों को संचालित करने के लिए किया जाता है। अन्य मामलों में - अन्य क्षेत्रों में, अन्य शहरी नियोजन की स्थिति और वर्ष के अन्य समय में - बिजली की जरूरतों के लिए फोटोवोल्टिक पैनलों और सौर कलेक्टरों का उपयोग और सामान्य भवनों की गर्मी की आपूर्ति मध्यम और बड़े शहरसमशीतोष्ण जलवायु में स्थित अप्रभावी है।

सौर विकिरण का जैव-जलवायु महत्व। जीवित जीवों पर सौर विकिरण के प्रभाव की निर्णायक भूमिका सौर स्पेक्ट्रम के दृश्य और अवरक्त भागों में तापीय ऊर्जा के कारण उनके विकिरण और गर्मी संतुलन के निर्माण में भागीदारी के लिए कम हो जाती है।

दृश्यमान किरणेंजीवों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं। अधिकांश जानवर, जैसे मनुष्य, प्रकाश की वर्णक्रमीय संरचना को भेद करने में अच्छे होते हैं, और कुछ कीड़े पराबैंगनी रेंज में भी देखते हैं। प्रकाश दृष्टि और प्रकाश अभिविन्यास होना एक महत्वपूर्ण उत्तरजीविता कारक है। उदाहरण के लिए, एक व्यक्ति के पास रंग दृष्टि है - जीवन में सबसे अधिक मनो-भावनात्मक और अनुकूलन कारकों में से एक। अंधेरे में रहने का विपरीत प्रभाव पड़ता है।

जैसा कि आप जानते हैं, हरे पौधे कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण करते हैं और इसलिए, मनुष्यों सहित अन्य सभी जीवों के लिए भोजन का उत्पादन करते हैं। यह प्रक्रिया, जीवन के लिए सबसे महत्वपूर्ण, सौर विकिरण के आत्मसात होने के दौरान होती है, और पौधे इसका उपयोग करते हैं निश्चित सीमातरंग दैर्ध्य की सीमा में स्पेक्ट्रम 0.38-0.71 माइक्रोन। इस विकिरण को कहा जाता है प्रकाश संश्लेषक रूप से सक्रिय विकिरण(PAR) और पौधों की उत्पादकता के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

प्रकाश का दृश्य भाग प्राकृतिक रोशनी पैदा करता है। उसके संबंध में, सभी पौधों को प्रकाश-प्रेमी और छाया-सहिष्णु में विभाजित किया गया है। अपर्याप्त रोशनी के कारण तने की कमजोरी हो जाती है, पौधों पर कान और कानों का बनना कमजोर हो जाता है, चीनी की मात्रा और तेल की मात्रा कम हो जाती है। खेती वाले पौधे, उनके लिए खनिज पोषण और उर्वरकों का उपयोग करना कठिन बना देता है।

जैविक क्रिया अवरक्त किरणोंके होते हैं थर्मल प्रभावजब पौधों और जानवरों के ऊतकों द्वारा अवशोषित किया जाता है। इस मामले में, अणुओं की गतिज ऊर्जा बदल जाती है, और विद्युत और रासायनिक प्रक्रियाएं तेज हो जाती हैं। अवरक्त विकिरण के कारण, आसपास के स्थान से पौधों और जानवरों द्वारा प्राप्त गर्मी की कमी (विशेषकर उच्च पर्वतीय क्षेत्रों और उच्च अक्षांशों में) की भरपाई की जाती है।

पराबैंगनी विकिरणमनुष्यों पर जैविक गुणों और प्रभावों के अनुसार, इसे तीन क्षेत्रों में विभाजित करने की प्रथा है: क्षेत्र ए - तरंग दैर्ध्य के साथ 0.32 से 0.39 माइक्रोन; क्षेत्र बी - 0.28 से 0.32 माइक्रोन और क्षेत्र सी - 0.01 से 0.28 माइक्रोन तक। क्षेत्र ए को अपेक्षाकृत कमजोर जैविक प्रभाव की विशेषता है। यह केवल एक संख्या के प्रतिदीप्ति का कारण बनता है कार्बनिक पदार्थ, मनुष्यों में यह त्वचा में रंगद्रव्य और कमजोर एरिथेमा (त्वचा की लाली) के गठन को बढ़ावा देता है।

बी क्षेत्र की किरणें बहुत अधिक सक्रिय हैं। जीवों की पराबैंगनी विकिरण, त्वचा में परिवर्तन, रक्त आदि के लिए विविध प्रतिक्रियाएं। मुख्य रूप से उनके कारण। पराबैंगनी विकिरण का ज्ञात विटामिन बनाने वाला प्रभाव वह एर्गोस्टेरोन है पोषक तत्त्वविटामिन ओ में गुजरता है, जिसका विकास और चयापचय पर एक मजबूत उत्तेजक प्रभाव पड़ता है।

जीवित कोशिकाओं पर सबसे शक्तिशाली जैविक प्रभाव सी क्षेत्र की किरणों द्वारा डाला जाता है।सूर्य के प्रकाश का जीवाणुनाशक प्रभाव मुख्य रूप से उनके कारण होता है। छोटी खुराक में पौधों, जानवरों और मनुष्यों, विशेष रूप से बच्चों को पराबैंगनी किरणों की आवश्यकता होती है। हालांकि, बड़ी संख्या में, सी क्षेत्र की किरणें सभी जीवित चीजों के लिए विनाशकारी हैं, और पृथ्वी पर जीवन केवल इसलिए संभव है क्योंकि यह लघु-तरंग विकिरण वायुमंडल की ओजोन परत द्वारा लगभग पूरी तरह से अवरुद्ध है। पृथ्वी के वायुमंडल की ओजोन परत के ह्रास के कारण हाल के दशकों में जीवमंडल और मनुष्यों पर पराबैंगनी विकिरण की अत्यधिक खुराक के प्रभाव की समस्या का समाधान विशेष रूप से आवश्यक हो गया है।

एक जीवित जीव पर पराबैंगनी विकिरण (यूवीआर) का पृथ्वी की सतह तक पहुंचने का प्रभाव बहुत विविध है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, मध्यम खुराक में, यह है लाभकारी प्रभाव: जीवन शक्ति बढ़ाता है, संक्रामक रोगों के लिए शरीर की प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाता है। यूवीआर की कमी से रोग संबंधी घटनाएं होती हैं, जिन्हें यूवी की कमी या यूवी भुखमरी कहा जाता है और विटामिन ई की कमी में प्रकट होते हैं, जिससे शरीर में फास्फोरस-कैल्शियम चयापचय का उल्लंघन होता है।

अत्यधिक यूवीआर से बहुत नुकसान हो सकता है गंभीर परिणाम: त्वचा कैंसर का गठन, अन्य ऑन्कोलॉजिकल संरचनाओं का विकास, फोटोकैराटाइटिस ("स्नो ब्लाइंडनेस") की उपस्थिति, फोटोकंजक्टिवाइटिस और यहां तक ​​​​कि मोतियाबिंद; जीवित जीवों की प्रतिरक्षा प्रणाली का उल्लंघन, साथ ही पौधों में उत्परिवर्तजन प्रक्रियाएं; निर्माण और वास्तुकला में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले बहुलक सामग्री के गुणों में परिवर्तन और विनाश। उदाहरण के लिए, यूवीआर मुखौटा पेंट को फीका कर सकता है या बहुलक परिष्करण और संरचनात्मक निर्माण उत्पादों के यांत्रिक विनाश का कारण बन सकता है।

सौर विकिरण का स्थापत्य और निर्माणात्मक महत्व। उम्र बढ़ने की प्रक्रियाओं के विश्लेषण में, सौर ऊर्जा डेटा का उपयोग इमारतों और हीटिंग और एयर कंडीशनिंग सिस्टम के गर्मी संतुलन की गणना के लिए किया जाता है विभिन्न सामग्री, किसी व्यक्ति की ऊष्मीय स्थिति पर विकिरण के प्रभाव को ध्यान में रखते हुए, एक विशिष्ट क्षेत्र के भूनिर्माण और कई अन्य उद्देश्यों के लिए हरे स्थानों की इष्टतम प्रजाति संरचना का चयन करना। सौर विकिरण पृथ्वी की सतह की प्राकृतिक रोशनी के तरीके को निर्धारित करता है, जिसका ज्ञान ऊर्जा खपत की योजना बनाते समय, विभिन्न संरचनाओं को डिजाइन करने और परिवहन के संचालन को व्यवस्थित करते समय आवश्यक है। इस प्रकार, विकिरण शासन प्रमुख शहरी नियोजन और वास्तुशिल्प और निर्माण कारकों में से एक है।

इमारतों का सूर्यातप एक स्वच्छ भवन के लिए सबसे महत्वपूर्ण स्थितियों में से एक है, इसलिए, प्रत्यक्ष सूर्य के प्रकाश के लिए सतहों के संपर्क में एक महत्वपूर्ण पर्यावरणीय कारक के रूप में विशेष ध्यान दिया जाता है। इसी समय, सूर्य न केवल आंतरिक वातावरण पर एक स्वच्छ प्रभाव डालता है, रोगजनकों को मारता है, बल्कि एक व्यक्ति को मनोवैज्ञानिक रूप से भी प्रभावित करता है। इस तरह के विकिरण का प्रभाव सूर्य के प्रकाश के संपर्क की प्रक्रिया की अवधि पर निर्भर करता है, इसलिए सूर्यातप को घंटों में मापा जाता है, और इसकी अवधि रूस के स्वास्थ्य मंत्रालय के संबंधित दस्तावेजों द्वारा सामान्यीकृत होती है।

आवश्यक न्यूनतम सौर विकिरण, प्रदान करना आरामदायक स्थितियांइमारतों का आंतरिक वातावरण, काम करने की स्थिति और व्यक्ति के बाकी हिस्सों में आवासीय और कार्य परिसर की आवश्यक रोशनी, मानव शरीर के लिए आवश्यक पराबैंगनी विकिरण की मात्रा, बाहरी बाड़ द्वारा अवशोषित गर्मी की मात्रा और इंटीरियर में स्थानांतरित होने की मात्रा शामिल है। इमारतों का, जो आंतरिक वातावरण के थर्मल आराम को सुनिश्चित करता है। इन आवश्यकताओं के आधार पर, वास्तुशिल्प और नियोजन निर्णय किए जाते हैं, रहने वाले कमरे, रसोई, उपयोगिता और कार्य कक्षों का उन्मुखीकरण निर्धारित किया जाता है। सौर विकिरण की अधिकता के साथ, लॉगगिआस, ब्लाइंड्स, शटर और अन्य सूर्य सुरक्षा उपकरणों को स्थापित करने की योजना है।

विभिन्न उन्मुख सतहों (ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज) पर पहुंचने वाले सौर विकिरण (प्रत्यक्ष और बिखरे हुए) की मात्रा का विश्लेषण निम्नलिखित पैमाने के अनुसार करने की सिफारिश की जाती है:

• प्रति माह 50 kWh / m2 से कम - नगण्य विकिरण;
• 50-100 kWh / m2 प्रति माह - औसत विकिरण;
• प्रति माह 100-200 kWh / m2 - उच्च विकिरण;
• प्रति माह 200 kWh / m2 से अधिक - अतिरिक्त विकिरण।

समशीतोष्ण अक्षांशों में, मुख्य रूप से सर्दियों के महीनों में, नगण्य विकिरण के साथ, इमारतों के थर्मल संतुलन में इसका योगदान इतना छोटा है कि इसे उपेक्षित किया जा सकता है। समशीतोष्ण अक्षांशों में औसत विकिरण के साथ, क्षेत्र में एक संक्रमण होता है नकारात्मक मानपृथ्वी की सतह और उस पर स्थित इमारतों, संरचनाओं, कृत्रिम कोटिंग्स आदि का विकिरण संतुलन। इस संबंध में, दैनिक पाठ्यक्रम में, वे दिन के दौरान सूर्य से गर्मी प्राप्त करने की तुलना में अधिक तापीय ऊर्जा खोना शुरू कर देते हैं। इमारतों के गर्मी संतुलन में ये नुकसान आंतरिक गर्मी स्रोतों (बिजली के उपकरण, गर्म पानी के पाइप, लोगों से चयापचय गर्मी की रिहाई, आदि) द्वारा कवर नहीं किए जाते हैं, और उन्हें हीटिंग सिस्टम के संचालन द्वारा मुआवजा दिया जाना चाहिए - हीटिंग अवधि शुरू होती है .

उच्च विकिरण और वास्तविक बादल की स्थिति के साथ, शहरी क्षेत्र की थर्मल पृष्ठभूमि और इमारतों का आंतरिक वातावरण कृत्रिम हीटिंग और कूलिंग सिस्टम के उपयोग के बिना आराम क्षेत्र में है।

समशीतोष्ण अक्षांशों के शहरों में अतिरिक्त विकिरण के साथ, विशेष रूप से समशीतोष्ण महाद्वीपीय और तीव्र महाद्वीपीय जलवायु में स्थित, इमारतों की अधिकता, उनके आंतरिक और बाहरी वातावरण को गर्मियों में देखा जा सकता है। इस संबंध में, वास्तुकारों को अत्यधिक सूर्यातप से वास्तुशिल्प पर्यावरण की रक्षा करने के कार्य का सामना करना पड़ता है। उपयुक्त अंतरिक्ष-नियोजन समाधानों का उपयोग किया जाता है, क्षितिज के किनारों पर इमारतों का इष्टतम अभिविन्यास, facades और प्रकाश उद्घाटन के वास्तुशिल्प सूर्य-संरक्षण तत्वों का चयन किया जाता है। यदि अति ताप से बचाव के लिए वास्तु उपाय पर्याप्त नहीं हैं, तो भवनों के आंतरिक वातावरण की कृत्रिम कंडीशनिंग की आवश्यकता है।

विकिरण मोड भी उद्घाटन के अभिविन्यास और आयामों की पसंद को प्रभावित करता है। कम विकिरण पर, उद्घाटन के आकार को किसी भी आकार में बढ़ाया जा सकता है, बशर्ते कि बाहरी बाड़ के माध्यम से गर्मी का नुकसान मानक से अधिक स्तर पर न हो। अत्यधिक विकिरण के मामले में, परिसर के सूर्यातप और प्राकृतिक रोशनी की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए प्रकाश के उद्घाटन को न्यूनतम आकार का बनाया जाता है।

Facades की लपट, जो उनकी परावर्तनशीलता (अल्बेडो) को निर्धारित करती है, को भी सूर्य संरक्षण की आवश्यकताओं के आधार पर चुना जाता है या, इसके विपरीत, शांत और ठंडे आर्द्र जलवायु वाले क्षेत्रों में और औसत के साथ सौर विकिरण के अधिकतम अवशोषण की संभावना को ध्यान में रखते हुए। या गर्मियों के महीनों में सौर विकिरण का नगण्य स्तर। उनकी परावर्तनशीलता के आधार पर क्लैडिंग सामग्री का चयन करने के लिए, यह जानना आवश्यक है कि विभिन्न अभिविन्यासों की इमारतों की दीवारों तक कितना सौर विकिरण पहुंचता है और इस विकिरण को अवशोषित करने के लिए विभिन्न सामग्रियों की क्षमता क्या है। चूंकि दीवार पर विकिरण का आगमन स्थान के अक्षांश पर निर्भर करता है और क्षितिज के किनारों के संबंध में दीवार कैसे उन्मुख होती है, तो दीवार का ताप और उससे सटे कमरों के अंदर का तापमान इस पर निर्भर करेगा।

विभिन्न मुखौटा परिष्करण सामग्री की अवशोषण क्षमता उनके रंग और स्थिति (तालिका 1.10) पर निर्भर करती है। यदि विभिन्न दिशाओं की दीवारों पर पहुंचने वाले सौर विकिरण की मासिक मात्रा 1 और इन दीवारों के अलबीडो को ज्ञात हो, तो उनके द्वारा अवशोषित गर्मी की मात्रा निर्धारित की जा सकती है।

तालिका 1.10

निर्माण सामग्री की अवशोषण क्षमता

विभिन्न झुकावों की ऊर्ध्वाधर सतहों पर बादल रहित आकाश के साथ आने वाले सौर विकिरण (प्रत्यक्ष और बिखरे हुए) की मात्रा पर डेटा संयुक्त उद्यम "निर्माण जलवायु विज्ञान" में दिया गया है।

सामग्री का नाम और प्रसंस्करण	विशेषता सतह	सतह	अवशोषित विकिरण,%
कंक्रीट प्लास्टर-रोल्ड	खुरदुरा
		हल्का नीला
		गहरा भूरा
		नीला सा
	कटाकर गिराय हुआ
		पीले भूरा
	पॉलिश
	साफ किया हुआ	हल्का ग्रे
	कटाकर गिराय हुआ
छत
छत सामग्री		भूरा
जस्ती इस्पात		हल्का ग्रे
दाद

भवन के लिफाफे के लिए उपयुक्त सामग्री और रंगों का चयन करके, अर्थात। दीवारों के अल्बेडो को बदलकर, दीवार द्वारा अवशोषित विकिरण की मात्रा को बदलना संभव है और इस प्रकार, सौर ताप द्वारा दीवारों के ताप को कम या बढ़ाना संभव है। यह तकनीक विभिन्न देशों की पारंपरिक वास्तुकला में सक्रिय रूप से उपयोग की जाती है। हर कोई जानता है कि दक्षिणी शहर अधिकांश आवासीय भवनों के सामान्य प्रकाश (रंगीन सजावट के साथ सफेद) रंग से प्रतिष्ठित हैं, जबकि, उदाहरण के लिए, स्कैंडिनेवियाई शहर मुख्य रूप से अंधेरे ईंटों से बने शहर हैं या इमारतों के गहरे रंग के म्यान का उपयोग करते हैं।

यह अनुमान लगाया गया है कि अवशोषित विकिरण के 100 kWh / m2 बाहरी सतह के तापमान को लगभग 4 ° C बढ़ा देते हैं। विकिरण की यह मात्रा, औसतन, प्रति घंटे रूस के अधिकांश क्षेत्रों में इमारतों की दीवारों द्वारा प्राप्त की जाती है, यदि वे दक्षिण और पूर्व के साथ-साथ पश्चिम, दक्षिण-पश्चिम और दक्षिण-पूर्व की ओर उन्मुख हैं, यदि वे बने हैं गहरे रंग की ईंटों की और उन पर प्लास्टर नहीं किया गया है या उनमें गहरे रंग का प्लास्टर है।

गर्मी इंजीनियरिंग गणना में सबसे अधिक बार उपयोग की जाने वाली विशेषता के लिए विकिरण को ध्यान में रखे बिना मासिक औसत दीवार तापमान से स्थानांतरित करने के लिए - बाहरी हवा का तापमान, एक अतिरिक्त तापमान योजक पेश किया जाता है पर,दीवार द्वारा अवशोषित सौर विकिरण की मासिक मात्रा के आधार पर कुलपति(अंजीर। 1.15)। इस प्रकार, दीवार पर पहुंचने वाले कुल सौर विकिरण की तीव्रता और इस दीवार की सतह के अलबीडो को जानकर, हम हवा के तापमान में उचित सुधार करके इसके तापमान की गणना कर सकते हैं।

कुलपति,केडब्ल्यूएच / एम 2

चावल। 1.15. सौर विकिरण के अवशोषण के कारण दीवार की बाहरी सतह के तापमान में वृद्धि

वी सामान्य मामलाअवशोषित विकिरण के कारण तापमान वृद्धि अन्य सभी चीजों के बराबर होने से निर्धारित होती है, अर्थात। हवा की गति की परवाह किए बिना, एक ही हवा के तापमान, आर्द्रता और संलग्न संरचना के थर्मल प्रतिरोध पर।

साफ मौसम में, दोपहर में दक्षिणी दीवारें, दोपहर से पहले दक्षिण-पूर्वी और दोपहर में दक्षिण-पश्चिमी दीवारें सौर ताप के 350-400 kWh / m2 तक अवशोषित कर सकती हैं और गर्म हो सकती हैं ताकि उनका तापमान 15-20 ° C अधिक बाहरी तापमान हो सके। यह बड़े तापमान con- बनाता है

एक ही इमारत की दीवारों के बीच विश्वास। कुछ क्षेत्रों में ये विरोधाभास न केवल गर्मियों में, बल्कि ठंड के मौसम में भी बहुत कम हवा के तापमान पर भी महत्वपूर्ण हो जाते हैं। ख़ास तौर पर गंभीर अति तापउजागर धातु संरचनाएं। तो, उपलब्ध टिप्पणियों के अनुसार, याकुतिया में, एक समशीतोष्ण, तीव्र महाद्वीपीय जलवायु में स्थित है, जो सर्दियों और गर्मियों में कम बादल वाले मौसम की विशेषता है, दोपहर में एक स्पष्ट आकाश के साथ, संलग्न संरचनाओं के एल्यूमीनियम भागों और याकुतस्क की छत हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन बाद के कम मूल्यों पर भी हवा के तापमान से 40-50 डिग्री सेल्सियस अधिक गर्म होता है।

सौर विकिरण के अवशोषण के कारण इन्सुलेटेड दीवारों की अधिकता को वास्तुशिल्प डिजाइन के चरण में पहले से ही प्रदान किया जाना चाहिए। इस प्रभाव के लिए न केवल वास्तुशिल्प विधियों द्वारा अत्यधिक विद्रोह से दीवारों की सुरक्षा की आवश्यकता होती है, बल्कि इमारतों के उपयुक्त नियोजन समाधान, अलग-अलग उन्मुख पहलुओं के लिए विभिन्न शक्ति के हीटिंग सिस्टम का उपयोग, संरचनाओं में तनाव को दूर करने के लिए परियोजना में जोड़ों को सम्मिलित करना। और उनके तापमान विकृतियों आदि के कारण जोड़ों की जकड़न टूट जाती है।

टेबल 1.11 एक उदाहरण के रूप में, पूर्व यूएसएसआर की कई भौगोलिक वस्तुओं के लिए जून में अवशोषित सौर विकिरण की मासिक राशि दी गई अल्बेडो मूल्यों के लिए दी गई है। इस तालिका से देखा जा सकता है कि यदि भवन की उत्तरी दीवार का अलबेडो 30% है, और दक्षिणी 50% है, तो ओडेसा, त्बिलिसी और ताशकंद में वे उसी डिग्री तक गर्म हो जाएंगे। यदि उत्तरी क्षेत्रों में उत्तरी दीवार का एल्बीडो 10% तक कम हो जाता है, तो यह 30% के अलबेडो वाली दीवार की तुलना में लगभग 1.5 गुना अधिक गर्मी प्राप्त करेगा।

तालिका 1.11

जून में इमारतों की दीवारों द्वारा अवशोषित सौर विकिरण की मासिक मात्रा विभिन्न अल्बेडो मूल्यों (kWh / m2) पर

उपरोक्त उदाहरणों में, संयुक्त उद्यम जलवायु विज्ञान और जलवायु संदर्भ पुस्तकों में निहित कुल (प्रत्यक्ष और बिखरे हुए) सौर विकिरण के आंकड़ों के आधार पर, पृथ्वी की सतह और आसपास की वस्तुओं (उदाहरण के लिए, मौजूदा इमारतों) से परावर्तित सौर विकिरण नहीं है खाते में लिया इमारतों की दीवारें। यह उनके अभिविन्यास पर कम निर्भर करता है, इसलिए, यह निर्माण के लिए नियामक दस्तावेजों में नहीं दिया गया है। हालांकि, यह परावर्तित विकिरण प्रत्यक्ष या बिखरे हुए विकिरण की शक्ति में काफी तीव्र और तुलनीय हो सकता है। इसलिए, अत वास्तुशिल्पीय डिज़ाइनप्रत्येक विशिष्ट मामले की गणना करते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए।

सूरज की चकाचौंध डिस्क ने हमेशा लोगों के दिमाग को उत्साहित किया, किंवदंतियों और मिथकों के लिए एक उपजाऊ विषय के रूप में कार्य किया। प्राचीन काल से ही लोगों ने पृथ्वी पर इसके प्रभाव के बारे में अनुमान लगाया है। हमारे दूर के पूर्वज सच्चाई के कितने करीब थे। यह सूर्य की दीप्तिमान ऊर्जा है जिसके लिए हम पृथ्वी पर जीवन के अस्तित्व का ऋणी हैं।

हमारे प्रकाशमान का रेडियोधर्मी विकिरण क्या है और यह पृथ्वी की प्रक्रियाओं को कैसे प्रभावित करता है?

सौर विकिरण क्या है

सौर विकिरण पृथ्वी में प्रवेश करने वाले सौर पदार्थ और ऊर्जा का योग है। ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में प्रति सेकंड 300 हजार किलोमीटर की गति से फैलती है, वायुमंडल से गुजरती है और 8 मिनट में पृथ्वी पर पहुंच जाती है। इस "मैराथन" में भाग लेने वाली तरंगों की सीमा बहुत विस्तृत है - रेडियो तरंगों से लेकर एक्स-रे तक, जिसमें स्पेक्ट्रम का दृश्य भाग भी शामिल है। पृथ्वी की सतह पृथ्वी के वायुमंडल, सूर्य के प्रकाश द्वारा प्रत्यक्ष और बिखरी हुई दोनों के प्रभाव में है। यह वातावरण में नीली-नीली किरणों का प्रकीर्णन है जो स्पष्ट दिन पर आकाश के नीलेपन की व्याख्या करता है। सौर डिस्क का पीला-नारंगी रंग इस तथ्य के कारण है कि संबंधित तरंगें लगभग बिना प्रकीर्णन के गुजरती हैं।

2-3 दिनों की देरी से "सौर हवा" पृथ्वी पर पहुँचती है, जो एक निरंतरता है सौर कोरोनाऔर प्रकाश तत्वों (हाइड्रोजन और हीलियम), साथ ही इलेक्ट्रॉनों के परमाणुओं के नाभिक से मिलकर बनता है। यह बिल्कुल स्वाभाविक है कि सौर विकिरण का मानव शरीर पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है।

मानव शरीर पर सौर विकिरण का प्रभाव

सौर विकिरण के विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में अवरक्त, दृश्य और पराबैंगनी भाग होते हैं। चूँकि उनका क्वांटा है विभिन्न ऊर्जा, तो उनका व्यक्ति पर विभिन्न प्रकार का प्रभाव पड़ता है।

इनडोर प्रकाश व्यवस्था

सौर विकिरण का स्वच्छ मूल्य भी बहुत अधिक है। चूंकि बाहरी दुनिया के बारे में जानकारी प्राप्त करने में दृश्य प्रकाश एक निर्णायक कारक है, इसलिए इनडोर प्रदान करना आवश्यक है पर्याप्त स्तररोशनी। इसका विनियमन एसएनआईपी के अनुसार किया जाता है, जो सौर विकिरण के लिए विभिन्न के प्रकाश और जलवायु विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए संकलित किया जाता है। भौगोलिक क्षेत्रऔर विभिन्न सुविधाओं के डिजाइन और निर्माण में ध्यान में रखा जाता है।

सौर विकिरण के विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम का एक सतही विश्लेषण भी यह साबित करता है कि इस प्रकार के विकिरण का मानव शरीर पर कितना प्रभाव पड़ता है।

पृथ्वी पर सौर विकिरण का वितरण

सूर्य से आने वाली सभी किरणें पृथ्वी की सतह तक नहीं पहुंच पाती हैं। और इसके कई कारण हैं। पृथ्वी उन किरणों के हमले को दृढ़ता से दर्शाती है जो उसके जीवमंडल के लिए विनाशकारी हैं। यह कार्य हमारे ग्रह के ओजोन शील्ड द्वारा किया जाता है, जो पराबैंगनी विकिरण के सबसे आक्रामक भाग के पारित होने को रोकता है। जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड, हवा में निलंबित धूल कणों के रूप में वायुमंडलीय फिल्टर बड़े पैमाने पर सौर विकिरण को दर्शाता है, बिखेरता है और अवशोषित करता है।

इसका वह भाग जिसने इन सभी बाधाओं को पार कर लिया है, क्षेत्र के अक्षांश के आधार पर विभिन्न कोणों पर पृथ्वी की सतह पर गिरता है। सूर्य की जीवनदायिनी गर्मी हमारे ग्रह के क्षेत्र में असमान रूप से वितरित की जाती है। जैसे-जैसे वर्ष के दौरान सूर्य के खड़े होने की ऊंचाई बदलती है, क्षितिज के ऊपर का वायु द्रव्यमान बदल जाता है, जिसके माध्यम से सूर्य की किरणों का मार्ग निहित होता है। यह सब ग्रह के क्षेत्र में सौर विकिरण की तीव्रता के वितरण को प्रभावित करता है। सामान्य प्रवृत्तिक्या यह है - यह पैरामीटर ध्रुव से भूमध्य रेखा तक बढ़ता है, क्योंकि किरणों का आपतन कोण जितना अधिक होता है, प्रति इकाई क्षेत्र उतनी ही अधिक ऊष्मा प्राप्त होती है।

सौर विकिरण मानचित्र आपको पृथ्वी पर सौर विकिरण की तीव्रता के वितरण की एक तस्वीर प्राप्त करने की अनुमति देते हैं।

पृथ्वी की जलवायु पर सौर विकिरण का प्रभाव

सौर विकिरण के अवरक्त घटक का पृथ्वी की जलवायु पर निर्णायक प्रभाव पड़ता है।

स्पष्ट है कि ऐसा तभी होता है जब सूर्य क्षितिज से ऊपर होता है। यह प्रभाव हमारे ग्रह की सूर्य से दूर होने पर निर्भर करता है, जो साल भर बदलता रहता है। पृथ्वी की कक्षा एक दीर्घवृत्त है, जिसके अंदर सूर्य स्थित है। सूर्य के चारों ओर अपना वार्षिक पथ बनाते हुए, पृथ्वी अपने तारे से दूर जा रही है, फिर उसके पास आ रही है।

दूरी बदलने के अलावा, पृथ्वी में प्रवेश करने वाले विकिरण की मात्रा पृथ्वी की धुरी के कक्षा के तल की ओर झुकाव (66.5 °) और इसके कारण होने वाले मौसमों में परिवर्तन से निर्धारित होती है। गर्मियों में यह सर्दियों की तुलना में अधिक होता है। भूमध्य रेखा पर, यह कारक अनुपस्थित है, लेकिन जैसे-जैसे अवलोकन स्थल का अक्षांश बढ़ता है, गर्मी और सर्दी के बीच का अंतर महत्वपूर्ण हो जाता है।

सूर्य पर होने वाली प्रक्रियाओं में सभी प्रकार के प्रलय होते हैं। उनका प्रभाव आंशिक रूप से विशाल दूरियों, पृथ्वी के वायुमंडल के सुरक्षात्मक गुणों और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से ऑफसेट होता है।

सौर विकिरण से खुद को कैसे बचाएं

सौर विकिरण का इन्फ्रारेड घटक वह प्रतिष्ठित गर्मी है जो मध्य और उत्तरी अक्षांश के निवासी वर्ष के अन्य सभी मौसमों के लिए तत्पर रहते हैं। स्वस्थ और बीमार दोनों लोग सौर विकिरण का उपयोग स्वास्थ्य कारक के रूप में करते हैं।

हालांकि, हमें यह नहीं भूलना चाहिए कि गर्मी, पराबैंगनी प्रकाश की तरह, बहुत मजबूत अड़चन को दर्शाती है। उनकी कार्रवाई के दुरुपयोग से जलन हो सकती है, शरीर का सामान्य रूप से गर्म हो सकता है, और यहां तक ​​​​कि पुरानी बीमारियों का भी विस्तार हो सकता है। धूप सेंकते हुए आपको जीवन सिद्ध नियमों का पालन करना चाहिए। जब आप साफ धूप वाले दिनों में धूप सेंकते हैं तो आपको विशेष रूप से सावधान रहना चाहिए। शिशुओं और बुजुर्गों, पुराने तपेदिक के रोगियों और हृदय प्रणाली की समस्याओं के साथ, छाया में फैली हुई धूप से संतुष्ट होना चाहिए। यह पराबैंगनी प्रकाश शरीर की जरूरतों को पूरा करने के लिए काफी है।

यहां तक ​​कि बिना किसी विशेष स्वास्थ्य समस्या वाले युवाओं को भी सौर विकिरण से सुरक्षा प्रदान की जानी चाहिए।

अब एक आंदोलन है जिसके कार्यकर्ता धूप की कालिमा के खिलाफ हैं। और व्यर्थ नहीं। टैन्ड त्वचा निर्विवाद रूप से सुंदर है। लेकिन शरीर द्वारा उत्पादित मेलेनिन (जिसे हम सनबर्न कहते हैं) सौर विकिरण के प्रति इसकी रक्षात्मक प्रतिक्रिया है। धूप सेंकने से कोई फायदा नहीं!इस बात के भी प्रमाण हैं कि सनबर्न जीवन को छोटा कर देता है, क्योंकि विकिरण में संचयी गुण होते हैं - यह जीवन भर जमा रहता है।

यदि यह इतना गंभीर है, तो आपको सौर विकिरण से खुद को बचाने के तरीके के बारे में बताए गए नियमों का ईमानदारी से पालन करना चाहिए:

• धूप सेंकने के समय को सख्ती से सीमित करें और इसे केवल सुरक्षित घंटों के दौरान ही करें;
• सक्रिय धूप में रहते हुए, आपको चौड़ी-चौड़ी टोपी, बंद कपड़े पहनने चाहिए, धूप का चश्माऔर एक छाता;
• केवल उच्च गुणवत्ता वाले सनस्क्रीन का उपयोग करें।

क्या सौर विकिरण हर मौसम में इंसानों के लिए खतरनाक है? पृथ्वी में प्रवेश करने वाले सौर विकिरण की मात्रा ऋतुओं के परिवर्तन से जुड़ी है। गर्मियों में मध्य अक्षांशों पर यह सर्दियों की तुलना में 25% अधिक होता है। भूमध्य रेखा पर ऐसा कोई अंतर नहीं है, लेकिन जैसे-जैसे अवलोकन स्थल का अक्षांश बढ़ता है, यह अंतर बढ़ता जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि सूर्य के संबंध में हमारा ग्रह 23.3 डिग्री के कोण पर झुका हुआ है। सर्दियों में, यह क्षितिज के नीचे स्थित होता है और पृथ्वी को केवल ग्लाइडिंग किरणों से प्रकाशित करता है, जो प्रकाशित सतह को कम गर्म करती हैं। किरणों की यह स्थिति एक बड़ी सतह पर उनके वितरण का कारण बनती है, जो गर्मियों में सरासर गिरावट की तुलना में उनकी तीव्रता को कम कर देती है। इसके अलावा, एक तीव्र कोण की उपस्थिति जब किरणें वायुमंडल से गुजरती हैं तो उनका मार्ग "लंबा" हो जाता है, जिससे वे अधिक गर्मी खो देते हैं। यह परिस्थिति सर्दियों में सौर विकिरण के प्रभाव को कम करती है।

सूर्य एक तारा है जो हमारे ग्रह के लिए गर्मी और प्रकाश का स्रोत है। वह जलवायु, ऋतुओं के परिवर्तन और पृथ्वी के संपूर्ण जीवमंडल की स्थिति को "नियंत्रित" करती है। और इस शक्तिशाली प्रभाव के नियमों का ज्ञान ही लोगों के स्वास्थ्य के लाभ के लिए इस जीवनदायी उपहार का उपयोग करने की अनुमति देगा।

स्लाव के बीच डज़बॉग, प्राचीन यूनानियों के बीच अपोलो, इंडो-ईरानियों के बीच मिथ्रा, प्राचीन मिस्रियों में अमोन रा, एज़्टेक के बीच टोनाटियू - ये प्राचीन पंथवाद में सूर्य देव के नाम हैं।

प्राचीन काल से, लोग समझते थे कि पृथ्वी पर जीवन के लिए सूर्य कितना महत्वपूर्ण है, और इसे देवता बनाया।

सूर्य की चमक बहुत अधिक है और इसकी मात्रा 3.85x10 23 kW है। सौर ऊर्जा, केवल 1 m2 के क्षेत्र में कार्य करती है, 1.4 kW मोटर को चार्ज कर सकती है।

ऊर्जा स्रोत है थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियातारे के मूल में गुजर रहा है।

इस मामले में उसने जो 4 बनाया है, वह पृथ्वी के सभी हीलियम को लगभग (0.01%) बनाता है।

हमारे सिस्टम का तारा विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण का उत्सर्जन करता है। सूर्य के कोरोना के बाहरी हिस्से से, सौर हवा बाहरी अंतरिक्ष में "उड़ा" देती है, जिसमें प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन और α-कण होते हैं। सौर हवा के साथ, तारे का 2-3x10 -14 द्रव्यमान सालाना खो जाता है। चुंबकीय तूफान और अरोरा कणिका विकिरण से जुड़े होते हैं।

विद्युत चुम्बकीय विकिरण (सौर विकिरण) प्रत्यक्ष और बिखरी हुई किरणों के रूप में हमारे ग्रह की सतह तक पहुँचता है। इसकी वर्णक्रमीय सीमा है:

• पराबैंगनी विकिरण;
• एक्स-रे;
• किरणें।

शॉर्टवेव भाग में केवल 7% ऊर्जा होती है। दृश्यमान प्रकाश सूर्य की विकिरण ऊर्जा का 48% हिस्सा है। यह मुख्य रूप से विकिरण के नीले-हरे रंग के स्पेक्ट्रम से बना है, 45% अवरक्त विकिरण है और केवल एक छोटा सा हिस्सा रेडियो उत्सर्जन द्वारा दर्शाया गया है।

तरंग दैर्ध्य के आधार पर पराबैंगनी विकिरण को इसमें विभाजित किया गया है:

अधिकांश लंबी-तरंग दैर्ध्य पराबैंगनी विकिरण पृथ्वी की सतह तक पहुँचती है। ग्रह की सतह तक पहुंचने वाली यूवी-बी ऊर्जा की मात्रा ओजोन परत की स्थिति पर निर्भर करती है। यूवी-सी ओजोन परत और वायुमंडलीय गैसों द्वारा लगभग पूरी तरह से अवशोषित हो जाता है। 1994 में वापस, WHO और WMO ने एक पराबैंगनी सूचकांक (UV, W / m2) पेश करने का प्रस्ताव रखा।

प्रकाश का दृश्य भाग वायुमंडल द्वारा अवशोषित नहीं होता है, लेकिन कुछ स्पेक्ट्रम की तरंगें बिखरी होती हैं। मध्यम तरंग दैर्ध्य रेंज में इन्फ्रारेड रंग या गर्मी ऊर्जा मुख्य रूप से जल वाष्प द्वारा अवशोषित होती है और कार्बन डाईऑक्साइड... दीर्घ-तरंग दैर्ध्य स्पेक्ट्रम का स्रोत पृथ्वी की सतह है।

ऊपर सूचीबद्ध सभी पर्वतमालाएं पृथ्वी पर जीवन के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं। सौर विकिरण का एक महत्वपूर्ण हिस्सा पृथ्वी की सतह तक नहीं पहुंचता है। निम्न प्रकार के विकिरण ग्रह की सतह के पास दर्ज किए जाते हैं:

• 1% पराबैंगनी;
• 40% ऑप्टिकल;
• 59% अवरक्त।

विकिरण के प्रकार

सौर विकिरण की तीव्रता निर्भर करती है:

• अक्षांश;
• मौसम;
• दिन का समय;
• वातावरण की स्थिति;
• पृथ्वी की सतह की विशेषताएं और राहत।

पृथ्वी के विभिन्न भागों में सौर विकिरण जीवित जीवों को अलग-अलग तरीकों से प्रभावित करता है।

प्रकाश ऊर्जा के प्रभाव में होने वाली फोटोबायोलॉजिकल प्रक्रियाओं को उनकी भूमिका के आधार पर निम्नलिखित समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

• जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का संश्लेषण (प्रकाश संश्लेषण);
• फोटोबायोलॉजिकल प्रक्रियाएं जो अंतरिक्ष में उन्मुख होने में मदद करती हैं और जानकारी प्राप्त करने में मदद करती हैं (फोटोटैक्सिस, दृष्टि, फोटोपेरोडिज्म);
• हानिकारक प्रभाव (उत्परिवर्तन, कार्सिनोजेनिक प्रक्रियाएं, जैव सक्रिय पदार्थों पर विनाशकारी प्रभाव)।

सूर्यातप गणना

प्रकाश विकिरण का शरीर में फोटोबायोलॉजिकल प्रक्रियाओं पर उत्तेजक प्रभाव पड़ता है - विटामिन, पिगमेंट, सेलुलर फोटोस्टिम्यूलेशन का संश्लेषण। वर्तमान में सूर्य के प्रकाश के संवेदीकरण प्रभाव का अध्ययन किया जा रहा है।

पराबैंगनी विकिरण प्रभावित त्वचा मानव शरीरविटामिन डी, बी 4 और प्रोटीन के संश्लेषण को उत्तेजित करता है, जो कई शारीरिक प्रक्रियाओं के नियामक हैं। पराबैंगनी विकिरण प्रभावित करता है:

• चयापचय प्रक्रियाएं;
• रोग प्रतिरोधक तंत्र;
• तंत्रिका प्रणाली;
• अंत: स्रावी प्रणाली।

पराबैंगनी विकिरण का संवेदीकरण प्रभाव तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है:

सूर्य की किरणों का उत्तेजक प्रभाव विशिष्ट और गैर-विशिष्ट प्रतिरक्षा में वृद्धि में व्यक्त किया जाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, मध्यम प्राकृतिक यूवी विकिरण के संपर्क में आने वाले बच्चों में, राशि जुकाम 1/3 घट जाती है। इसी समय, उपचार की प्रभावशीलता बढ़ जाती है, कोई जटिलता नहीं होती है, और रोग की अवधि कम हो जाती है।

यूवी विकिरण के लघु-तरंग दैर्ध्य स्पेक्ट्रम के जीवाणुनाशक गुणों का उपयोग चिकित्सा में किया जाता है, खाद्य उद्योग, दवा उत्पादनमीडिया, वायु और उत्पादों की कीटाणुशोधन के लिए। पराबैंगनी विकिरण कुछ ही मिनटों में ट्यूबरकल बेसिलस, 25 मिनट में स्टेफिलोकोकस ऑरियस और 60 मिनट में टाइफाइड बुखार के प्रेरक एजेंट को नष्ट कर देता है।

गैर-विशिष्ट प्रतिरक्षा, पराबैंगनी विकिरण के जवाब में, प्रशंसा और एग्लूटीनेशन टाइटर्स में वृद्धि, फागोसाइट गतिविधि में वृद्धि के साथ प्रतिक्रिया करती है। लेकिन बढ़ी हुई यूवी विकिरण शरीर में रोग परिवर्तन का कारण बनती है:

• त्वचा कैंसर;
• सौर पर्विल;
• प्रतिरक्षा प्रणाली को नुकसान, जो झाई, नेवी, सौर लेंटिगो की उपस्थिति में व्यक्त किया जाता है।

दर्शनीय धूप:

• दृश्य विश्लेषक का उपयोग करके 80% जानकारी प्राप्त करना संभव बनाता है;
• चयापचय प्रक्रियाओं को तेज करता है;
• मूड और सामान्य भलाई में सुधार;
• गर्म करता है;
• केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की स्थिति को प्रभावित करता है;
• सर्कैडियन लय निर्धारित करता है।

इन्फ्रारेड एक्सपोजर तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है:

• लंबी-लहर - एक कमजोर मर्मज्ञ क्षमता होती है और त्वचा की सतह से काफी हद तक अवशोषित होती है, जिससे एरिथेमा होता है;
• शॉर्टवेव - शरीर में गहराई से प्रवेश करता है, प्रदान करता है वाहिकाविस्फारक क्रिया, एनाल्जेसिक, विरोधी भड़काऊ।

जीवित जीवों पर प्रभाव के अलावा, पृथ्वी की जलवायु के निर्माण में सौर विकिरण का बहुत महत्व है।

जलवायु के लिए सौर विकिरण का महत्व

सूर्य ऊष्मा का मुख्य स्रोत है जो पृथ्वी की जलवायु का निर्माण करता है। पृथ्वी के विकास के शुरुआती चरणों में, सूर्य अब की तुलना में 30% कम गर्मी उत्सर्जित करता है। लेकिन गैसों और ज्वालामुखीय धूल के साथ वातावरण की संतृप्ति के लिए धन्यवाद, पृथ्वी पर जलवायु आर्द्र और गर्म थी।

सूर्यातप की तीव्रता चक्रीय होती है, जिससे जलवायु गर्म और ठंडी होती है। चक्रीयता छोटे को समझाती है हिम युग, जो XIV-XIX सदियों में आया था। और जलवायु का गर्म होना 1900-1950 की अवधि में देखा गया।

ग्रह के इतिहास में, अक्ष के झुकाव और कक्षा के चरम में परिवर्तन की आवधिकता नोट की जाती है, जो सतह पर सौर विकिरण के पुनर्वितरण को बदल देती है और जलवायु को प्रभावित करती है। उदाहरण के लिए, ये परिवर्तन सहारा रेगिस्तान के क्षेत्र में वृद्धि और कमी में परिलक्षित होते हैं।

इंटरग्लेशियल काल लगभग 10,000 वर्षों तक रहता है। अब पृथ्वी इंटरग्लेशियल काल में है, जिसे हेलियोसीन कहा जाता है। प्रारंभिक कृषि मानव गतिविधि के कारण, यह अवधि गणना से अधिक समय तक चलती है।

वैज्ञानिकों ने जलवायु परिवर्तन के 35-45 वर्षों के चक्रों का वर्णन किया है, जिसके दौरान शुष्क और गर्म जलवायु ठंडी और आर्द्र जलवायु में बदल जाती है। वे अंतर्देशीय जल निकायों के भरने, विश्व महासागर के स्तर और आर्कटिक में हिमनद में परिवर्तन को प्रभावित करते हैं।

सौर विकिरण विभिन्न तरीकों से वितरित किया जाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, 1984 से 2008 की अवधि में मध्य अक्षांशों में, कुल और प्रत्यक्ष सौर विकिरण में वृद्धि हुई और बिखरे हुए में कमी आई। तीव्रता में परिवर्तन वर्ष भर नोट किया जाता है। तो, चोटी मई-अगस्त में पड़ती है, और न्यूनतम - सर्दियों की अवधि में।

चूंकि सूर्य की ऊंचाई और गर्मियों में दिन के उजाले की अवधि अधिक होती है, इसलिए यह अवधि कुल वार्षिक विकिरण का 50% तक होती है। और नवंबर से फरवरी की अवधि में - केवल 5%.

पृथ्वी की एक निश्चित सतह पर पड़ने वाले सौर विकिरण की मात्रा महत्वपूर्ण जलवायु संकेतकों को प्रभावित करती है:

• तापमान;
• नमी;
• वायुमंडलीय दबाव;
• बादल;
• वर्षण;
• हवा की गति।

सौर विकिरण में वृद्धि से तापमान और वायुमंडलीय दबाव बढ़ता है; अन्य विशेषताएँ विपरीत संबंध में हैं। वैज्ञानिकों ने पाया है कि सूर्य से कुल और प्रत्यक्ष विकिरण का स्तर जलवायु पर सबसे अधिक प्रभाव डालता है।

धूप से बचाव के उपाय

मनुष्यों पर संवेदनशील और हानिकारक प्रभाव सौर विकिरण द्वारा गर्मी और सनस्ट्रोक के रूप में प्रकट होते हैं, नकारात्मक प्रभावत्वचा के लिए विकिरण। अब बड़ी संख्या में हस्तियां कमाना विरोधी आंदोलन में शामिल हो गई हैं।

उदाहरण के लिए, एंजेलीना जोली का कहना है कि वह दो सप्ताह की टैनिंग के लिए अपने जीवन के कई वर्षों का त्याग नहीं करना चाहती।

अपने आप को सौर विकिरण से बचाने के लिए, आपको चाहिए:

1. सुबह और शाम के समय धूप सेंकना सबसे सुरक्षित समय है;
2. धूप के चश्मे का उपयोग करें;
3. सक्रिय सूर्य के दौरान:

• सिर और शरीर के खुले क्षेत्रों को ढकें;
• यूवी फिल्टर के साथ सनस्क्रीन का उपयोग करें;
• विशेष कपड़े खरीदें;
• चौड़ी-चौड़ी टोपी या छतरी से खुद को धूप से बचाएं;
• पीने के शासन का निरीक्षण करें;
• तीव्र शारीरिक गतिविधि से बचें।

जब बुद्धिमानी से उपयोग किया जाता है, तो सौर विकिरण मानव शरीर पर लाभकारी प्रभाव डालता है।