De ce se schimbă radiația solară? Care sunt tipurile de radiații solare? Radiația infraroșie și rolul ei în viața omenirii

1. Ce se numește radiație solară? In ce unitati se masoara? De ce depinde valoarea lui?

Totalitatea energiei radiante trimise de Soare se numește radiație solară, de obicei este exprimată în calorii sau jouli pe centimetru pătrat pe minut. Radiația solară este distribuită neuniform pe pământ. Depinde:

Din densitatea și umiditatea aerului - cu cât sunt mai mari, cu atât suprafața pământului primește mai puține radiații;

De la latitudinea geografică a zonei - cantitatea de radiație crește de la poli la ecuator. Cantitatea de radiație solară directă depinde de lungimea drumului pe care razele soarelui o parcurg prin atmosferă. Când Soarele este la zenit (unghiul de incidență al razelor este de 90 °), razele sale cad pe Pământ drumul cel mai scurtși își oferă intens energia unei zone mici;

De la mișcarea anuală și zilnică a Pământului - la latitudinile mijlocii și înalte, afluxul de radiație solară variază foarte mult în funcție de sezon, ceea ce este asociat cu o modificare a înălțimii Soarelui la amiază și a duratei zilei;

Din natura suprafeței pământului - cu cât suprafața este mai ușoară, cu atât reflectă mai multă lumina solară.

2. Care sunt tipurile de radiații solare?

Există următoarele tipuri de radiații solare: radiația care ajunge la suprafața pământului este formată din directe și difuze. Radiația care vine pe Pământ direct de la Soare sub formă de lumina directă a soarelui pe un cer fără nori se numește directă. Transportă cea mai mare cantitate de căldură și lumină. Dacă planeta noastră nu ar avea atmosferă, suprafața pământului ar primi doar radiație directă. Cu toate acestea, trecând prin atmosferă, aproximativ un sfert din radiația solară este împrăștiată de molecule de gaz și impurități, se abate de la calea directă. Unele dintre ele ajung la suprafața Pământului, formând radiații solare împrăștiate. Datorită radiației difuze, lumina pătrunde și în locurile în care lumina directă a soarelui (radiația directă) nu pătrunde. Această radiație creează lumină naturală și dă culoare cerului.

3. De ce se modifică fluxul de radiație solară în funcție de anotimpurile anului?

Rusia, în cea mai mare parte, este situată în latitudini temperate, situată între tropic și cercul polar, la aceste latitudini soarele răsare și apune în fiecare zi, dar niciodată la zenit. Datorită faptului că unghiul de înclinare a Pământului nu se modifică pe parcursul întregii sale revoluții în jurul Soarelui, în diferite anotimpuri cantitatea de căldură primită, la latitudini temperate, este diferită și depinde de unghiul Soarelui deasupra orizontului. Deci, la o latitudine de 450 max, unghiul de incidență al razelor solare (22 iunie) este de aproximativ 680, iar min (22 decembrie) este de aproximativ 220. Cu cât unghiul de incidență al razelor solare este mai mic, cu atât mai puțină căldură au aduce, prin urmare, există diferențe sezoniere semnificative în radiația solară primită în diferite anotimpuri ale anului: iarnă, primăvară, vară, toamnă.

4. De ce este necesar să se cunoască înălțimea Soarelui deasupra orizontului?

Înălțimea Soarelui deasupra orizontului determină cantitatea de căldură care vine pe Pământ, deci există o relație directă între unghiul de incidență a razelor solare și cantitatea de radiație solară care vine la suprafața pământului. De la ecuator la poli, în general, are loc o scădere a unghiului de incidență a razelor solare, iar ca urmare, de la ecuator la poli, cantitatea de radiație solară scade. Astfel, cunoscând înălțimea Soarelui deasupra orizontului, puteți afla cantitatea de căldură care vine la suprafața pământului.

5. Alegeți răspunsul corect. Cantitatea totală de radiație care ajunge la suprafața Pământului se numește: a) radiație absorbită; b) radiatia solara totala; c) radiaţii împrăştiate.

6. Alegeți răspunsul corect. La deplasarea spre ecuator, cantitatea de radiație solară totală: a) crește; b) scade; c) nu se modifică.

7. Alegeți răspunsul corect. Cel mai mare indicator al radiaţiei reflectate are: a) zăpada; b) pământ negru; c) nisip; d) apa.

8. Crezi că este posibil să te bronzezi într-o zi înnorată de vară?

Radiația solară totală este formată din două componente: difuză și directă. În același timp, razele Soarelui, independent de natura lor, poartă ultraviolete, care afectează bronzul.

9. Folosind harta din Figura 36, ​​determinați radiația solară totală pentru zece orașe din Rusia. Ce concluzie ai tras?

Radiația totală în diferite orașe ale Rusiei:

Murmansk: 10 kcal/cm2 pe an;

Arhangelsk: 30 kcal/cm2 pe an;

Moscova: 40 kcal/cm2 pe an;

Perm: 40 kcal/cm2 pe an;

Kazan: 40 kcal/cm2 pe an;

Chelyabinsk: 40 kcal/cm2 pe an;

Saratov: 50 kcal/cm2 pe an;

Volgograd: 50 kcal/cm2 pe an;

Astrahan: 50 kcal/cm2 pe an;

Rostov-pe-Don: peste 50 kcal/cm2 pe an;

Modelul general în distribuția radiației solare este următorul: cu cât un obiect (oraș) este mai aproape de pol, cu atât mai puțină radiație solară cade pe el (oraș).

10. Descrieți cum diferă anotimpurile în zona dvs. ( conditii naturale, viețile oamenilor, ocupațiile lor). În ce anotimp al anului este viața cea mai activă?

Relieful dificil, în mare parte de la nord la sud, ne permite să distingem 3 zone în regiune, care se deosebesc atât ca relief, cât și ca caracteristici climatice: munte-pădure, silvostepă și stepă. Clima zonei de munte-pădure este rece și umedă. Regimul de temperatură variază în funcție de relief. Această zonă este caracterizată de veri scurte și răcoroase și ierni lungi înzăpezite. Stratul permanent de zăpadă se formează în perioada 25 octombrie - 5 noiembrie și rămâne până la sfârșitul lunii aprilie și în ani individuali stratul de zăpadă rămâne până în perioada 10-15 mai. Cea mai rece lună este ianuarie. Temperatura medie iarna este de minus 15-16°C, minima absolută este de 44-48°C. Cea mai caldă lună este iulie cu o temperatură medie a aerului de plus 15-17°C, temperatura maximă absolută a aerului vara în această zonă a atins plus 37-38°C Clima zonei de silvostepă este caldă, cu ierni destul de reci și înzăpezite. Temperatura medie din ianuarie este de minus 15,5-17,5°C, temperatura minimă absolută a aerului a atins minus 42-49°C. Temperatura medie a aerului în iulie este de plus 18-19°C. Temperatura maximă absolută este de plus 42,0°C Clima a zonei de stepă este foarte caldă și aridă. Iarna este rece aici înghețuri severe, viscol care se observă timp de 40-50 de zile, determinând un transfer puternic de zăpadă. Temperatura medie din ianuarie este de minus 17-18 ° C. În iernile severe, temperatura minimă a aerului scade la minus 44-46 ° C.

Sursa de căldură și energie luminoasă pentru Pământ este radiația solară. Valoarea sa depinde de latitudinea locului, deoarece unghiul de incidență al razelor solare scade de la ecuator la poli. Cu cât unghiul de incidență al razelor solare este mai mic, cu atât suprafata mare un fascicul de raze solare de aceeași secțiune transversală este distribuit și, prin urmare, există mai puțină energie pe unitate de suprafață.

Datorită faptului că în timpul anului Pământul face 1 rotație în jurul Soarelui, mișcându-se, menținând un unghi constant de înclinare a axei sale față de planul orbitei (ecliptică), apar anotimpuri ale anului, caracterizate prin diferite condiții de încălzire la suprafață. .

Pe 21 martie și 23 septembrie, Soarele se află la zenit sub ecuator (echinocții). Pe 22 iunie, Soarele este la zenit peste Tropicul de Nord, pe 22 decembrie - peste Sud. Zonele luminoase și zonele termice se disting pe suprafața pământului (în funcție de izoterma medie anuală + 20 ° C, granița zonei calde (fierbinte) trece; între izotermele medii anuale + 20 ° C și izoterma + 10 ° C există o zonă temperată; conform izotermei + 10 ° C - centura rece a granițelor.

Razele soarelui trec prin atmosfera transparenta fara sa o incalzeasca, ajung la suprafata pamantului, o incalzesc, iar aerul este incalzit din ea datorita radiatiilor cu unde lungi. Gradul de încălzire a suprafeței și, prin urmare, a aerului, depinde în primul rând de latitudinea zonei, precum și de 1) înălțime deasupra nivelului mării (pe măsură ce crește, temperatura aerului scade în medie cu 0,6ºС la 100 m). 2) caracteristici ale suprafeței subiacente care pot fi diferite ca culoare și au o albedo-reflectivitate diferită stânci. De asemenea, diferite suprafețe au capacitate de căldură și transfer de căldură diferite. apa din spate capacitate termică mare se încălzește încet și încet, dar pământul este invers. 3) de la coaste până la adâncimea continentelor, cantitatea de vapori de apă din aer scade și, cu cât atmosfera este mai transparentă, cu atât mai puțină lumină solară este împrăștiată în ea de picături de apă și mai multă lumină solară ajunge la suprafața Pământului.

Totalitatea materiei solare și a energiei care intră pe pământ se numește radiație solară. Este împărțit în direct și împrăștiat. radiatii directe- un set de lumina directa a soarelui care patrunde in atmosfera cu un cer fara nori. radiații împrăștiate- o parte din radiația împrăștiată în atmosferă, în timp ce razele merg în toate direcțiile. P + P = Radiația totală. O parte din radiația totală reflectată de pe suprafața Pământului se numește radiație reflectată. O parte din radiația totală absorbită de suprafața Pământului este radiația absorbită. Energia termică care se deplasează din atmosfera încălzită spre suprafața Pământului, spre fluxul de căldură de pe Pământ se numește contraradiația atmosferei.

Cantitatea anuală de radiație solară totală în kcal/cm 2 an (conform T.V. Vlasova).

Radiație eficientă- o valoare care exprimă transferul efectiv de căldură de la suprafața Pământului în atmosferă. Diferența dintre radiația Pământului și contraradiația atmosferei determină încălzirea suprafeței. Echilibrul radiațiilor depinde direct de radiația efectivă - rezultatul interacțiunii a două procese de sosire și consum de radiație solară. Cantitatea de echilibru este în mare parte afectată de tulburare. Acolo unde este semnificativ noaptea, interceptează radiația cu undă lungă a Pământului, împiedicându-l să scape în spațiu.

Temperatura suprafeței subiacente și a straturilor de suprafață ale aerului și echilibrul termic depind direct de afluxul radiației solare.

Bilanțul termic determină temperatura, mărimea și modificarea acesteia pe suprafața care este încălzită direct de razele solare. Când este încălzită, această suprafață transferă căldură (în intervalul undelor lungi) atât către straturile subiacente, cât și către atmosferă. Suprafața în sine se numește suprafață activă.

Componentele principale ale echilibrului termic al atmosferei și ale suprafeței Pământului în ansamblu

Indicator	Valoare în %
Energia care vine la suprafața Pământului de la Soare
Radiația reflectată de atmosferă în spațiul interplanetar, inclusiv 1) reflectat de nori 2) se risipește
Radiația absorbită de atmosferă, inclusiv: 1) absorbit de nori 2) absorbit de ozon 3) absorbit de vaporii de apă
Radiația care ajunge la suprafața de bază (directă + difuză)
Din aceasta: 1) este reflectată de suprafața subiacentă din afara atmosferei 2) este absorbit de suprafața de dedesubt.
Din aceasta: 1) radiație eficientă 2) schimbul turbulent de căldură cu atmosfera 3) consumul de căldură pentru evaporare

În cursul diurn al temperaturii la suprafață, uscată și lipsită de vegetație, într-o zi senină, maxima are loc după ora 14:00, iar cea minimă are loc în jurul orei răsăritului. Înnorirea, umiditatea și vegetația de suprafață pot perturba cursul zilnic al temperaturii.

Maximele pe timp de zi ale temperaturii suprafeței terestre pot fi de +80 o C sau mai mult. Fluctuațiile zilnice ajung la 40 o. Valorile valorilor extreme și amplitudinile temperaturii depind de latitudinea locului, anotimp, înnorare, proprietățile termice ale suprafeței, culoarea acesteia, rugozitatea, natura stratului de vegetație, orientarea pantei (expunerea).

Când este încălzită, suprafața transferă căldură către sol. Timpul este alocat transferului de căldură de la strat la strat, iar momentele de apariție a valorilor maxime și minime de temperatură în timpul zilei sunt întârziate la fiecare 10 cm cu aproximativ 3 ore. Cu cât stratul este mai adânc, cu atât primește mai puțină căldură și cu atât fluctuațiile de temperatură din el sunt mai slabe. La o adâncime medie de aproximativ 1 m, fluctuațiile zilnice ale temperaturii solului „se stinge”. Stratul în care se opresc se numește stratul de temperatură zilnică constantă.

La o adâncime de 5-10 m la latitudini tropicale și 25 m la latitudini mari, există un strat de temperatură anuală constantă, unde temperatura este apropiată de temperatura medie anuală a aerului deasupra suprafeței.

Apa se încălzește mai lent și eliberează căldură mai lent. În plus, razele soarelui pot pătrunde la adâncimi mari, încălzind direct straturile mai adânci. Transferul de căldură în adâncime nu se datorează atât conductivității termice moleculare, cât într-o măsură mai mare datorită amestecării apelor în mod turbulent sau a curenților. La răcire straturi de suprafață apă, are loc convecția termică, care este însoțită și de amestecare.

Spre deosebire de uscat, fluctuațiile de temperatură diurne de la suprafața oceanului sunt mai mici. La latitudini mari, în medie, doar 0,1ºС, în temperat - 0,4ºС, în tropicale - 0,5ºС. Adâncimea de penetrare a acestor oscilații este de 15-20 m.

Amplitudini anuale ale temperaturii pe suprafața oceanului de la 1ºС în latitudinile ecuatoriale până la 10,2ºС în latitudinile temperate. Fluctuațiile anuale de temperatură pătrund până la o adâncime de 200-300 m.

Momentele de maximă de temperatură în corpurile de apă sunt întârziate față de pământ. Maximul apare la aproximativ 15-16 ore, cel minim - 2-3 ore după răsărit. Temperatura maximă anuală de la suprafața oceanului din emisfera nordică are loc în august, cea minimă - în februarie.

ATMOSFERA

Atmosfera. Structura, compoziția, originea, semnificația pentru apărarea civilă. Procese termice în atmosferă. Radiația solară, tipurile sale, distribuția latitudinală și transformarea de către suprafața terestră.

Atmosfera- învelișul de aer al Pământului, ținut de forța gravitațională și participând la rotația planetei. Forța gravitației menține atmosfera aproape de suprafața Pământului. Cea mai mare presiune și densitate a atmosferei se observă la suprafața pământului, pe măsură ce vă ridicați, presiunea și densitatea scad. La o altitudine de 18 km, presiunea scade cu un factor de 10, iar la o altitudine de 80 km, cu un factor de 75.000. Limita inferioară a atmosferei este suprafața Pământului, limita superioară se presupune în mod convențional a fi o înălțime de 1000-1200 km. Masa atmosferei este de 5,13 x 10 15 tone, iar 99% din această cantitate este conținută în stratul inferior până la o înălțime de 36 km.

Dovezile pentru existența straturilor înalte ale atmosferei sunt următoarele:

La o altitudine de 22-25 km, în atmosferă se află nori sidefați;

La o altitudine de 80 km se văd nori noctilucenți;

La o altitudine de aproximativ 100-120 km se observă arderea meteoriților, adică. aici atmosfera are încă suficientă densitate;

La o altitudine de aproximativ 220 km începe împrăștierea luminii de către gazele atmosferei (fenomenul crepusculului);

Aurorele încep la aproximativ 1000-1200 km, acest fenomen se explică prin ionizarea aerului de către fluxurile corpusculare venite de la soare. O atmosferă extrem de rarefiată se extinde până la o altitudine de 20.000 km, formează coroana terestră, trecând imperceptibil în gaz interplanetar.

Atmosfera, ca și planeta în ansamblu, se rotește în sens invers acelor de ceasornic de la vest la est. Datorită rotației capătă forma unui elipsoid, adică. Grosimea atmosferei în apropierea ecuatorului este mai mare decât în ​​apropierea polilor. Are o proeminență în direcția opusă Soarelui, această „coadă de gaz” a Pământului, rară ca o cometă, are o lungime de aproximativ 120 de mii de km. Atmosfera este conectată cu alte geosfere prin schimbul de căldură și umiditate. Energia proceselor atmosferice este radiația electromagnetică a soarelui.

Dezvoltarea atmosferei. Deoarece hidrogenul și heliul sunt cele mai comune elemente din spațiu, ele au făcut, fără îndoială, și parte din norul de gaz și praf protoplanetar din care a apărut Pământul. Datorită temperaturii foarte scăzute a acestui nor, prima atmosferă terestră ar putea consta doar din hidrogen și heliu, deoarece. toate celelalte elemente ale materiei din care era compus norul erau în stare solidă. O astfel de atmosferă se observă în planetele gigantice, evident, datorită atracției mari a planetelor și distanței față de Soare, acestea și-au păstrat atmosferele primare.

Apoi a urmat încălzirea Pământului: căldura a fost generată de contracția gravitațională a planetei și de dezintegrarea elementelor radioactive din interiorul acesteia. Pământul și-a pierdut atmosfera hidrogen-heliu și și-a creat propria atmosferă secundară din gazele eliberate din adâncurile sale (dioxid de carbon, amoniac, metan, hidrogen sulfurat). Potrivit lui A.P. Vinogradov (1959), în această atmosferă H 2 O a fost cel mai mare, urmat de CO 2 , CO, HCl, HF, H 2 S, N 2 , NH 4 Cl și CH 4 (compoziția gazelor vulcanice moderne este aproximativ aceeași ). V. Sokolov (1959) credea că aici există și H2 și NH3. Nu era oxigen și condițiile reducătoare dominau atmosfera. Acum atmosfere similare sunt observate pe Marte și Venus, acestea sunt 95% dioxid de carbon.

Următoarea etapă în dezvoltarea atmosferei a fost de tranziție - de la abiogen la biogene, de la condiții reducătoare la cele oxidante. Principal părțile constitutiveînvelișul de gaz al Pământului a devenit N 2 , CO 2 , CO. Ca impurități secundare - CH4, O2. Oxigenul provine din moleculele de apă din atmosfera superioară sub influența razelor ultraviolete ale soarelui; ar putea fi eliberat și din acei oxizi din care constă scoarța terestră, dar cea mai mare parte a acesteia a fost cheltuită din nou pe oxidarea mineralelor scoarței terestre sau pe oxidarea hidrogenului și a compușilor săi în atmosferă.

Ultima etapă în dezvoltarea atmosferei de azot-oxigen este asociată cu apariția vieții pe Pământ și, cu apariția mecanismului de fotosinteză. Conținutul de oxigen - biogen - a început să crească. În același timp, atmosfera a pierdut aproape complet dioxid de carbon, dintre care o parte a intrat în depozitele uriașe de cărbune și carbonați.

Acesta este drumul de la atmosfera hidrogen-heliu la cea modernă, rol principalîn care acum joacă azotul și oxigenul, iar argonul și dioxidul de carbon sunt prezente ca impurități. Azotul modern este, de asemenea, de origine biogenă.

Compoziția gazelor atmosferice.

aerul atmosferic- un amestec mecanic de gaze in care praful si apa sunt continute in suspensie. Aerul curat și uscat la nivelul mării este un amestec de mai multe gaze, iar raportul dintre principalele gaze constitutive ale atmosferei - azot (concentrație în volum 78,08%) și oxigen (20,95%) - este constant. Pe lângă acestea, aerul atmosferic conține argon (0,93%) și dioxid de carbon (0,03%). Cantitatea de alte gaze - neon, heliu, metan, cripton, xenon, hidrogen, iod, monoxid de carbon iar oxizii de azot sunt neglijabili (mai puțin de 0,1%) (Tabel).

masa 2

Compoziția gazelor a atmosferei

	oxigen
	dioxid de carbon

În straturile înalte ale atmosferei, compoziția aerului se modifică sub influența radiației solare dure, ceea ce duce la dezintegrarea (disocierea) moleculelor de oxigen în atomi. Oxigenul atomic este componenta principală a straturilor înalte ale atmosferei. În cele din urmă, în cele mai îndepărtate straturi ale atmosferei de suprafața Pământului, cele mai ușoare gaze, hidrogenul și heliul, devin componentele principale. Un nou compus, hidroxil OH, a fost descoperit în atmosfera superioară. Prezența acestui compus explică formarea vaporilor de apă la altitudini mari în atmosferă. Deoarece cea mai mare parte a materiei este concentrată la o distanță de 20 km de suprafața Pământului, modificările compoziției aerului cu înălțimea nu au un efect vizibil asupra compoziției generale a atmosferei.

Cele mai importante componente ale atmosferei sunt ozonul și dioxidul de carbon. Ozonul este oxigen triatomic ( DESPRE 3 ), prezentă în atmosferă de la suprafața Pământului până la o altitudine de 70 km. În straturile de suprafață ale aerului se formează în principal sub influența electricității atmosferice și în procesul de oxidare a substanțelor organice, iar în straturile superioare ale atmosferei (stratosferă) - ca urmare a acțiunii radiațiilor ultraviolete din Soarele pe o moleculă de oxigen. Cea mai mare parte a ozonului se află în stratosferă (din acest motiv, stratosfera este adesea numită ozonosferă). Stratul de concentrație maximă de ozon la o altitudine de 20-25 km se numește ecran de ozon. În general, stratul de ozon absoarbe aproximativ 13% din energia solară. Scăderea concentrației de ozon în anumite zone se numește „găuri de ozon”.

Dioxidul de carbon împreună cu vaporii de apă provoacă efectul de seră al atmosferei. Efectul de seră- încălzirea straturilor interioare ale atmosferei, datorită capacității atmosferei de a transmite radiații de unde scurte de la Soare și de a nu elibera radiații de unde lungi de pe Pământ. Dacă ar fi de două ori mai mult dioxid de carbon în atmosferă, temperatura medie a Pământului ar ajunge la 18 0 C, acum este de 14-15 0 C.

Greutatea totală a gazelor atmosferice este de aproximativ 4,5·10 15 t. Astfel, „greutatea” atmosferei pe unitatea de suprafață, sau presiunea atmosferică, este de aproximativ 10,3 t/m 2 la nivelul mării.

Există multe particule în aer, al căror diametru este de fracțiuni de micron. Sunt nucleele de condensare. Fără ele, formarea de ceață, nori și precipitații ar fi imposibilă. Particulele din atmosferă sunt asociate cu multe fenomene optice și atmosferice. Modalitățile de intrare în atmosferă sunt diferite: cenușă vulcanică, fum de la arderea combustibilului, polen de plante, microorganisme. Recent, emisiile industriale, produse ale dezintegrarii radioactive, au servit drept nuclee de condensare.

O componentă importantă a atmosferei este vaporii de apă, cantitatea acesteia în pădurile ecuatoriale umede ajunge la 4%, în regiunile polare scade la 0,2%. Vaporii de apă intră în atmosferă datorită evaporării de la suprafața solului și a corpurilor de apă, precum și a transpirației umidității de către plante. Vaporii de apă sunt un gaz cu efect de seră și, împreună cu dioxidul de carbon, captează cea mai mare parte a radiațiilor cu unde lungi ale Pământului, împiedicând planeta să se răcească.

Atmosfera nu este un izolator perfect; are capacitatea de a conduce electricitatea datorită acțiunii ionizatorilor - radiații ultraviolete de la soare, raze cosmice, radiații radio substanțe active. Conductivitatea electrică maximă se observă la o altitudine de 100-150 km. Ca urmare a acțiunii combinate a ionilor atmosferici și a încărcăturii suprafeței pământului, se creează un câmp electric al atmosferei. În raport cu suprafața pământului, atmosfera este încărcată pozitiv. Aloca neutrosfera– un strat cu o compoziție neutră (până la 80 km) și ionosferă este stratul ionizat.

Structura atmosferei.

Există mai multe straturi principale ale atmosferei. Cel de jos, adiacent suprafeței pământului, se numește troposfera(inaltime 8-10 km la poli, 12 km la latitudini temperate si 16-18 km deasupra ecuatorului). Temperatura aerului scade treptat odată cu înălțimea - cu o medie de 0,6ºC la fiecare 100 m de urcare, ceea ce se manifestă vizibil nu numai în zonele muntoase, ci și în zonele muntoase din Belarus.

Troposfera conține până la 80% din masa totală de aer, cantitatea principală de impurități atmosferice și aproape toți vaporii de apă. În această parte a atmosferei, la o altitudine de 10-12 km, se formează norii, au loc furtuni, ploi și alte procese fizice care modelează vremea și determină condițiile climatice din diferite zone ale planetei noastre. Se numește stratul inferior al troposferei care este direct adiacent suprafeței terestre stratul de pământ.

Influența suprafeței pământului se extinde până la aproximativ 20 km, iar apoi aerul este încălzit direct de Soare. Astfel, limita GO, situată la o înălțime de 20-25 km, este determinată, printre altele, de efectul termic al suprafeței terestre. La această altitudine, diferențele de latitudine ale temperaturii aerului dispar, iar zonarea geografică este încețoșată.

Mai sus începe stratosferă, care se extinde la o înălțime de 50-55 km de la suprafața oceanului sau a uscatului. Acest strat al atmosferei este rarificat semnificativ, cantitatea de oxigen și azot scade, iar hidrogenul, heliul și alte gaze ușoare cresc. Stratul de ozon format aici absoarbe radiațiile ultraviolete și afectează puternic condițiile termice ale suprafeței Pământului și procesele fizice din troposferă. În partea inferioară a stratosferei, temperatura aerului este constantă, aici este stratul izoterm. Începând de la o înălțime de 22 km, temperatura aerului crește, la limita superioară a stratosferei ajunge la 0 0 C (creșterea temperaturii se explică prin prezența ozonului aici, care absoarbe radiația solară). În stratosferă are loc mișcarea orizontală intensă a aerului. Viteza fluxurilor de aer atinge 300-400 km/h. Stratosfera conține mai puțin de 20% din aerul atmosferic.

La o altitudine de 55-80 km este mezosferă(în acest strat, temperatura aerului scade odată cu înălțimea și scade la –80 0 C lângă limita superioară), între 80-800 km este situat termosferă, care este dominată de heliu și hidrogen (temperatura aerului crește rapid odată cu altitudinea și atinge 1000 0 C la o altitudine de 800 km). Mezosfera și termosfera formează împreună un strat puternic numit ionosferă(regiune de particule încărcate - ioni și electroni).

Partea superioară, foarte rarefiată a atmosferei (de la 800 la 1200 km) este exosfera. Este dominată de gaze în stare atomică, temperatura crește până la 2000ºC.

În viața lui GO, atmosfera este de mare importanță. Atmosfera are un efect benefic asupra climei Pământului, protejându-l de răcirea și încălzirea excesivă. Fluctuațiile zilnice ale temperaturii pe planeta noastră fără atmosferă ar ajunge la 200ºC: în timpul zilei + 100ºC și peste, noaptea -100ºC. În prezent, temperatura medie a aerului de lângă suprafața Pământului este de +14ºC. Atmosfera nu permite meteorilor și radiațiilor dure să ajungă pe Pământ. Fără atmosferă, nu ar exista sunet, aurore, nori și precipitații.

Procesele de formare a climei sunt schimbul de căldură, schimbul de umiditate și circulația atmosferei.

Transferul de căldură în atmosferă. Transferul de căldură asigură regimul termic al atmosferei și depinde de balanța radiațiilor, adică. fluxurile de căldură care vin la suprafața pământului (sub formă de energie radiantă) și părăsesc aceasta (energia radiantă absorbită de Pământ este transformată în căldură).

Radiatie solara este fluxul de radiație electromagnetică care vine de la Soare. La limita superioară a atmosferei, intensitatea (densitatea de flux) a radiației solare este de 8,3 J/(cm 2 /min). Cantitatea de căldură care radiază 1 cm 2 dintr-o suprafață neagră în 1 minut cu incidența perpendiculară a luminii solare se numește constantă solară.

Cantitatea de radiație solară primită de Pământ depinde de:

1. de la distanta dintre Pamant si Soare. Pământul este cel mai aproape de Soare la începutul lunii ianuarie, cel mai îndepărtat la începutul lunii iulie; diferența dintre aceste două distanțe este de 5 milioane km, drept urmare Pământul în primul caz primește cu 3,4% mai mult, iar în al doilea cu 3,5% mai puține radiații decât la distanța medie de la Pământ la Soare (la începutul lunii aprilie). și la începutul lunii octombrie);

2. din unghiul de incidență a razelor solare pe suprafața pământului, care depinde la rândul său de latitudinea geografică, de înălțimea soarelui deasupra orizontului (schimbându-se în timpul zilei și anotimpurilor), de natura reliefului pământului. suprafaţă;

3. din transformarea energiei radiante în atmosferă (împrăștiere, absorbție, reflectare înapoi în spațiul mondial) și pe suprafața pământului. Albedo-ul mediu al Pământului este de 43%.

Aproximativ 17% din toate radiațiile sunt absorbite; ozonul, oxigenul, azotul absorb în principal razele ultraviolete cu unde scurte, vaporii de apă și dioxidul de carbon - radiații infraroșii cu undă lungă. Atmosfera disipează 28% din radiație; 21% merg la suprafața pământului, 7% merg în spațiu. Acea parte a radiației care vine la suprafața pământului de pe întreg firmamentul se numește radiații împrăștiate . Esența împrăștierii constă în faptul că particula, absorbind undele electromagnetice, devine ea însăși o sursă de emisie de lumină și radiază aceleași unde care cad pe ea. Moleculele de aer sunt foarte mici, comparabile ca mărime cu lungimea de undă a părții albastre a spectrului. În aerul pur predomină împrăștierea moleculară, deci culoarea cerului este albastră. Cu aerul prăfuit, culoarea cerului devine albicioasă. Culoarea cerului depinde de conținutul de impurități din atmosferă. Cu un conținut ridicat de vapori de apă, care împrăștie raze roșii, cerul capătă o nuanță roșiatică. Fenomenele amurgului și nopților albe sunt asociate cu radiația împrăștiată, deoarece După ce Soarele a apus sub orizont, straturile superioare ale atmosferei sunt încă iluminate.

Partea superioară a norilor reflectă aproximativ 24% din radiație. În consecință, aproximativ 31% din toată radiația solară care intră în limita superioară a atmosferei vine la suprafața pământului sub forma unui flux de raze, se numește radiatii directe . Se numește suma radiațiilor directe și difuze (52%) radiatia totala. Raportul dintre radiația directă și cea împrăștiată variază în funcție de înnorirea, praful atmosferei și înălțimea Soarelui. Distribuția radiației solare totale pe suprafața pământului este zonală. Cea mai mare radiație solară totală de 840-920 kJ/cm 2 pe an se observă la latitudinile tropicale ale emisferei nordice, ceea ce se explică prin înnorință scăzută și transparență ridicată a aerului. la ecuator radiatia totala scade la 580-670 kJ/cm 2 pe an din cauza nebulozității mari și a transparenței reduse din cauza umidității ridicate. În latitudinile temperate, radiația totală este de 330-500 kJ / cm 2 pe an, în latitudinile polare - 250 kJ / cm 2 pe an, iar în Antarctica, datorită altitudinii mari a continentului și umidității scăzute a aerului, este ușor. superior.

Radiația solară totală care intră pe suprafața pământului este parțial reflectată înapoi. Raportul dintre radiația reflectată și total, exprimat ca procent, se numește albedo. Albedo caracterizează reflectivitatea unei suprafețe și depinde de culoarea, umiditatea și alte proprietăți ale acesteia.

Zăpada proaspăt căzută are cea mai mare reflectivitate - până la 90%. Albedo de nisipuri 30-35%, iarbă - 20%, pădure de foioase - 16-27%, conifere - 6-19%; Cernoziomul uscat are un albedo de 14%, umed - 8%. Albedo-ul Pământului ca planetă este considerat egal cu 35%.

Prin absorbția radiațiilor, Pământul însuși devine o sursă de radiații. Radiația termică a Pământului - radiatii terestre- este de undă lungă, pentru că Lungimea de undă depinde de temperatură: cu cât temperatura corpului radiant este mai mare, cu atât lungimea de undă a razelor emise de acesta este mai mică. Radiația suprafeței pământului încălzește atmosfera și ea însăși începe să radieze radiații în spațiul mondial ( contraradiația atmosferei) și la suprafața pământului. Contraradiația atmosferei este, de asemenea, cu lungime de undă lungă. Două fluxuri de radiații cu undă lungă se întâlnesc în atmosferă - radiația de suprafață (radiația terestră) și radiația atmosferică. Se numește diferența dintre ele, care determină pierderea efectivă de căldură de către suprafața pământului radiații eficiente , este îndreptată spre Cosmos, deoarece mai multă radiație terestră. Radiația eficientă este mai mare în timpul zilei și vara, deoarece. depinde de încălzirea suprafeței. Radiația eficientă depinde de umiditatea aerului: cu cât sunt mai mulți vapori de apă sau picături de apă în aer, cu atât radiațiile sunt mai puține (prin urmare, pe vreme înnorată iarna este întotdeauna mai cald decât pe vreme senină). În general, pentru Pământ, radiația efectivă este de 190 kJ/cm2 pe an (cea mai mare în deșerturile tropicale este de 380, cea mai scăzută în latitudinile polare este de 85 kJ/cm2 pe an).

Pământul primește simultan radiații și le dă departe. Se numește diferența dintre radiația primită și cea cheltuită balanța radiațiilor, sau radiatii reziduale. Sosirea balanței de radiații a suprafeței este radiația totală (Q) și contraradiația atmosferei. Consum - radiatii reflectate (R k) si radiatii terestre. Diferența dintre radiația terestră și contraradiația atmosferei - radiația efectivă (E eff) are semnul minus și face parte din debitul în balanța radiațiilor:

R b \u003d Q-E eff -R k

Bilanțul de radiații este distribuit zonal: scade de la ecuator la poli. Cel mai mare bilant de radiatii este caracteristic latitudinilor ecuatoriale si se ridica la 330-420 kJ/cm2 pe an, la latitudini tropicale scade la 250-290 kJ/cm2 pe an (datorita cresterii radiatiei efective), in latitudinile temperate radiatia. echilibrul scade la 210-85 kJ/cm 2 pe an, la latitudini polare valoarea sa se apropie de zero. Caracteristica generala balanța radiațiilor faptul că peste oceane la toate latitudinile balanța radiațiilor este mai mare cu 40-85 kJ/cm2, deoarece albedo-ul apei și radiația efectivă a oceanului sunt mai mici.

Partea de intrare a bilanțului de radiații al atmosferei (R b) este formată din radiația efectivă (E eff) și radiația solară absorbită (R p), partea de cheltuieli este determinată de radiația atmosferică care merge în spațiu (E a):

R b \u003d E eff - E a + R p

Bilanțul de radiații al atmosferei este negativ, în timp ce cel al suprafeței este pozitiv. Bilanțul total de radiații al atmosferei și al suprafeței pământului este egal cu zero, adică. Pământul se află într-o stare de echilibru radiant.

Echilibrul termic este suma algebrică a fluxurilor de căldură care vin la suprafața pământului sub forma balanței de radiații și care părăsesc acesta. Constă în echilibrul termic al suprafeței și al atmosferei. În partea de intrare a balanței termice a suprafeței pământului este balanța radiativă, în partea de ieșire - costul căldurii pentru evaporare, pentru încălzirea atmosferei de pe Pământ, pentru încălzirea solului. Căldura este folosită și pentru fotosinteză. Formarea solului, dar aceste costuri nu depășesc 1%. Trebuie remarcat faptul că deasupra oceanelor se cheltuiește mai multă căldură pentru evaporare, la latitudini tropicale - pentru încălzirea atmosferei.

În bilanţul termic al atmosferei, partea de intrare este căldura degajată în timpul condensării vaporilor de apă şi transferată de la suprafaţă în atmosferă; debitul este suma bilanţului negativ al radiaţiilor. Bilanțul termic al suprafeței pământului și al atmosferei este zero, adică. Pământul se află într-o stare de echilibru termic.

Regimul termic al suprafeței pământului.

Direct de la razele soarelui, suprafața pământului este încălzită și deja din ea - atmosfera. Suprafața care primește și degajă căldură se numește suprafata activa . În regimul de temperatură al suprafeţei se disting variaţiile de temperatură zilnice şi anuale. Variația diurnă a temperaturilor de suprafață – modificarea temperaturii suprafeței în timpul zilei. Cursul zilnic al temperaturilor suprafeței terestre (uscat și lipsit de vegetație) se caracterizează printr-un maxim la ora 13:00 și unul minim înainte de răsărit. Maximele diurne ale temperaturii suprafeței terestre pot atinge 80 0 C în zonele subtropicale și aproximativ 60 0 C în latitudinile temperate.

Se numește diferența dintre temperatura maximă și minimă zilnică a suprafeței intervalul de temperatură zilnic. Amplitudinea temperaturii zilnice poate ajunge la 40 0 ​​С vara, cea mai mică amplitudine a temperaturilor zilnice iarna - până la 10 0 С.

Variația anuală a temperaturii suprafeței - modificarea temperaturii medii lunare la suprafata pe parcursul anului, datorita cursului radiatiei solare si depinde de latitudinea locului. În latitudinile temperate, temperaturile maxime ale suprafeței terestre se observă în iulie, cele minime - în ianuarie; pe ocean, înaltele și minimele întârzie o lună.

Amplitudinea anuală a temperaturilor de suprafață egal cu diferența dintre temperaturile medii lunare maxime și minime; crește odată cu creșterea latitudinii locului, ceea ce se explică prin creșterea fluctuațiilor în magnitudinea radiației solare. Amplitudinea anuală a temperaturii atinge cele mai mari valori pe continente; cu atât mai puțin pe oceane și țărmuri. Cea mai mică amplitudine anuală a temperaturii se observă la latitudinile ecuatoriale (2-3 0), cea mai mare - la latitudinile subarctice de pe continente (mai mult de 60 0).

Regimul termic al atmosferei. Aerul atmosferic este ușor încălzit de lumina directă a soarelui. pentru că carcasa de aer trece liber razele soarelui. Atmosfera este încălzită de suprafața de dedesubt. Căldura este transferată în atmosferă prin convecție, advecție și condensare a vaporilor de apă. Straturile de aer, încălzite de sol, devin mai ușoare și se ridică în sus, în timp ce aerul mai rece, deci, mai greu coboară. Ca urmare a termice convecțieîncălzirea straturilor înalte de aer. Al doilea proces de transfer de căldură este advecția– transfer orizontal de aer. Rolul advecției este de a transfera căldură de la latitudini joase la înalte; în sezonul de iarnă, căldura este transferată de la oceane către continente. Condensul vaporilor de apă– proces important, care transferă căldură către straturile înalte ale atmosferei - în timpul evaporării, căldura este preluată de la suprafața care se evaporă, în timpul condensării în atmosferă, această căldură este eliberată.

Temperatura scade odata cu inaltimea. Se numește modificarea temperaturii aerului pe unitatea de distanță gradient vertical de temperatură în medie, este de 0,60 la 100 m. În același timp, cursul acestei scăderi în straturi diferite troposfera este diferită: 0,3-0,4 0 până la o înălțime de 1,5 km; 0,5-0,6 - între înălțimi de 1,5-6 km; 0,65-0,75 - de la 6 la 9 km și 0,5-0,2 - de la 9 la 12 km. În stratul de suprafață (2 m grosime), pantele, când sunt convertite la 100 m, sunt de sute de grade. În aerul în creștere, temperatura se schimbă adiabatic. proces adiabatic - procesul de modificare a temperaturii aerului în timpul mișcării sale verticale fără schimb de căldură cu mediul (într-o masă, fără schimb de căldură cu alte medii).

Excepții sunt adesea observate în distribuția verticală a temperaturii descrisă. Se întâmplă ca straturile superioare de aer să fie mai calde decât cele inferioare adiacente pământului. Acest fenomen se numește inversarea temperaturii (creșterea temperaturii cu altitudinea) . Cel mai adesea, o inversare este o consecință a unei răciri puternice a stratului de aer de la suprafață, cauzată de o răcire puternică a suprafeței pământului în nopțile senine, liniștite, în principal iarna. Cu un relief accidentat, masele de aer rece curg incet in jos pe versanti si stagneaza in bazine, depresiuni etc. Inversiunile se pot forma, de asemenea, atunci când masele de aer se deplasează din regiunile calde în cele reci, deoarece atunci când aerul încălzit curge pe o suprafață subiacentă rece, straturile sale inferioare se răcesc vizibil (inversie prin compresie).

Variațiile zilnice și anuale ale temperaturii aerului.

Cursul zilnic al temperaturii aerului se numește schimbarea temperaturii aerului în timpul zilei - în general, reflectă cursul temperaturii suprafeței pământului, dar momentele de apariție a maximelor și minimelor sunt oarecum târzii, maximul are loc la ora 14:00, minim după răsărit.

Amplitudinea zilnică a temperaturii aerului (diferența dintre temperaturile maxime și minime ale aerului în timpul zilei) este mai mare pe uscat decât peste ocean; scade la mutarea la latitudini mari (cel mai mare în deșerturile tropicale - până la 40 0 ​​​​C) și crește în locurile cu sol gol. Mărimea amplitudinii zilnice a temperaturii aerului este unul dintre indicatorii continentalității climei. În deșerturi, este mult mai mare decât în ​​zonele cu climă maritimă.

Variația anuală a temperaturii aerului (modificarea temperaturii medii lunare pe parcursul anului) este determinată în primul rând de latitudinea locului. Amplitudinea anuală a temperaturii aerului - diferența dintre temperaturile medii lunare maxime și minime.

Distribuția geografică a temperaturii aerului este prezentată folosind izoterme - linii care leagă punctele de pe hartă cu aceeași temperatură. Distribuția temperaturii aerului este zonală; izotermele anuale au în general o lovitură sublatitudinală și corespund distribuției anuale a balanței radiațiilor.

În medie pe an, cea mai caldă paralelă este 10 0 N.L. cu temperatura de 27 0 C este ecuatorul termic. Vara, ecuatorul termic se deplasează la 20 0 N, iarna se apropie de ecuator cu 5 0 N. Deplasarea ecuatorului termic în SP se explică prin faptul că în SP suprafața de teren situată la latitudini joase este mai mare în comparație cu SP, și are temperaturi mai ridicate pe parcursul anului.

Radiația solară este radiația inerentă luminii sistemului nostru planetar. Soarele este principala stea în jurul căreia se învârte Pământul, precum și planetele învecinate. De fapt, aceasta este o minge uriașă de gaz fierbinte, care emite în mod constant fluxuri de energie în spațiul din jurul ei. Aceasta este ceea ce ei numesc radiații. Mortală, în același timp, această energie este unul dintre principalii factori care fac viata posibila pe planeta noastră. Ca orice lucru în această lume, beneficiile și daunele radiației solare pentru viața organică sunt strâns legate între ele.

Vedere generala

Pentru a înțelege ce este radiația solară, trebuie mai întâi să înțelegeți ce este Soarele. Principala sursă de căldură, care asigură condițiile existenței organice pe planeta noastră, în spațiile universale este doar o mică stea de la periferia galactică a Căii Lactee. Dar pentru pământeni, Soarele este centrul unui mini-univers. La urma urmei, planeta noastră se învârte în jurul acestui cheag de gaz. Soarele ne dă căldură și lumină, adică furnizează forme de energie fără de care existența noastră ar fi imposibilă.

În antichitate, sursa radiației solare - Soarele - era o zeitate, un obiect demn de închinare. Traiectoria solară de-a lungul cerului li se părea oamenilor o dovadă evidentă a voinței lui Dumnezeu. Încercările de a aprofunda în esența fenomenului, de a explica ce este acest luminar, au fost făcute de mult timp, iar Copernic a adus o contribuție deosebit de semnificativă la ele, formând ideea de heliocentrism, care era izbitor de diferită de geocentrismul general acceptat în acea epocă. Cu toate acestea, se știe sigur că, chiar și în cele mai vechi timpuri, oamenii de știință s-au gândit de mai multe ori la ce este Soarele, de ce este atât de important pentru orice formă de viață de pe planeta noastră, de ce mișcarea acestui luminar este exact așa cum îl vedem noi. .

Progresul tehnologiei a făcut posibil să înțelegem mai bine ce este Soarele, ce procese au loc în interiorul stelei, la suprafața acesteia. Oamenii de știință au aflat ce este radiația solară, cum un obiect gazos afectează planetele din zona sa de influență, în special, clima pământului. Acum omenirea are o bază de cunoștințe suficient de voluminoasă pentru a spune cu încredere: a fost posibil să aflăm care este radiația emisă de Soare, cum se măsoară acest flux de energie și cum se formulează caracteristicile efectului său asupra forme diferite viata organica pe pamant.

Despre termeni

Cel mai important pas în stăpânirea esenței conceptului a fost făcut în secolul trecut. Atunci eminentul astronom A. Eddington a formulat o presupunere: fuziunea termonucleară are loc în adâncurile solare, ceea ce face posibilă ieșirea în evidență. un număr imens energie radiată în spațiul din jurul stelei. În încercarea de a estima cantitatea de radiație solară, s-au făcut eforturi pentru a determina parametrii efectivi ai mediului de pe stele. Astfel, temperatura centrală, potrivit oamenilor de știință, ajunge la 15 milioane de grade. Acest lucru este suficient pentru a face față influenței respingătoare reciproce a protonilor. Ciocnirea unităților duce la formarea nucleelor ​​de heliu.

Noile informații au atras atenția multor oameni de știință proeminenți, inclusiv A. Einstein. În încercarea de a estima cantitatea de radiație solară, oamenii de știință au descoperit că nucleele de heliu sunt inferioare ca masă față de valoarea totală a 4 protoni necesari pentru a forma o nouă structură. Astfel, a fost dezvăluită o caracteristică a reacțiilor, numită „defect de masă”. Dar în natură, nimic nu poate dispărea fără urmă! În încercarea de a găsi cantități „scăpate”, oamenii de știință au comparat recuperarea energiei și specificul schimbării masei. Atunci a fost posibil să se dezvăluie că diferența este emisă de cuante gamma.

Obiectele radiate își fac drum de la miezul stelei noastre către suprafața sa prin numeroase straturi atmosferice gazoase, ceea ce duce la fragmentarea elementelor și formarea de radiații electromagnetice pe baza acestora. Printre alte tipuri de radiații solare se numără și lumina percepută de ochiul uman. Estimările aproximative sugerează că procesul de trecere a razelor gamma durează aproximativ 10 milioane de ani. Încă opt minute - și energia radiată ajunge la suprafața planetei noastre.

Cum și ce?

Radiația solară se numește complexul total de radiații electromagnetice, care se caracterizează printr-o gamă destul de largă. Aceasta include așa-numitul vânt solar, adică flux de energie, format din electroni, particule de lumină. La stratul limită al atmosferei planetei noastre se observă constant aceeași intensitate a radiației solare. Energia unei stele este discretă, transferul ei se realizează prin cuante, în timp ce nuanța corpusculară este atât de nesemnificativă încât se pot considera razele drept unde electromagnetice. Și distribuția lor, după cum au descoperit fizicienii, are loc uniform și în linie dreaptă. Astfel, pentru a descrie radiația solară, este necesar să se determine lungimea de undă caracteristică a acesteia. Pe baza acestui parametru, se obișnuiește să se distingă mai multe tipuri de radiații:

• cald;
• unda radio;
• Lumină albă;
• ultraviolet;
• gamma;
• raze X.

Raportul dintre cele mai bune infraroșu, vizibil, ultraviolet este estimat după cum urmează: 52%, 43%, 5%.

Pentru o evaluare cantitativă a radiațiilor, este necesar să se calculeze densitatea fluxului de energie, adică cantitatea de energie care ajunge într-o zonă limitată a suprafeței într-o anumită perioadă de timp.

Studiile au arătat că radiația solară este absorbită în principal de atmosfera planetară. Datorită acestui fapt, încălzirea are loc la o temperatură confortabilă pentru viața organică, caracteristică Pământului. Învelișul de ozon existent permite trecerea doar a unei sutime din radiația ultravioletă. În același timp, lungimile de undă scurte care sunt periculoase pentru ființele vii sunt complet blocate. Straturile atmosferice sunt capabile să împrăștie aproape o treime din razele solare, încă 20% sunt absorbite. În consecință, nu mai mult de jumătate din toată energia ajunge la suprafața planetei. Acest „reziduu” în știință este numit radiație solară directă.

Ce zici mai detaliat?

Sunt cunoscute mai multe aspecte care determină cât de intensă va fi radiația directă. Cele mai semnificative sunt considerate a fi unghiul de incidență în funcție de latitudine ( caracteristică geografică teren de pe glob), un anotimp care determină cât de departe este un anumit punct de o sursă de radiație. Depinde mult de caracteristicile atmosferei - cât de poluată este, câți nori sunt la un moment dat. În cele din urmă, natura suprafeței pe care cade fasciculul, și anume capacitatea sa de a reflecta undele de intrare, joacă un rol.

Radiația solară totală este o valoare care combină volumele împrăștiate și radiația directă. Parametrul utilizat pentru estimarea intensității este estimat în calorii pe unitatea de suprafață. În același timp, amintiți-vă că în timp diferit zile, valorile inerente radiațiilor diferă. În plus, energia nu poate fi distribuită uniform pe suprafața planetei. Cu cât este mai aproape de stâlp, cu atât intensitatea este mai mare, în timp ce straturile de zăpadă sunt foarte reflectorizante, ceea ce înseamnă că aerul nu are ocazia să se încălzească. Prin urmare, cu cât mai departe de ecuator, cu atât indicatorii totali ai radiației undelor solare vor fi mai mici.

După cum au reușit să dezvăluie oamenii de știință, energia radiației solare are un impact grav asupra climei planetare, subjugând activitatea vitală a diferitelor organisme care există pe Pământ. În țara noastră, precum și pe teritoriul vecinilor săi cei mai apropiați, ca și în alte țări situate în emisfera nordică, iarna ponderea predominantă revine radiațiilor împrăștiate, dar vara domină radiația directă.

unde infraroșii

Din cantitatea totală de radiație solară totală, un procent impresionant aparține spectrului infraroșu, care nu este perceput de ochiul uman. Datorită unor astfel de valuri, suprafața planetei este încălzită, transmitându-se treptat energie termală masele de aer. Acest lucru ajută la menținerea unui climat confortabil, la menținerea condițiilor de existență a vieții organice. Dacă nu există eșecuri grave, clima rămâne condiționat neschimbată, ceea ce înseamnă că toate creaturile pot trăi în condițiile lor obișnuite.

Lumina noastră nu este singura sursă de unde din spectrul infraroșu. Radiația similară este caracteristică oricărui obiect încălzit, inclusiv o baterie obișnuită dintr-o casă umană. Pe principiul percepției radiației infraroșii funcționează numeroase dispozitive, făcând posibil să se vadă corpuri încălzite în întuneric, condiții altfel incomode pentru ochi. Apropo, dispozitivele compacte care au devenit atât de populare recent funcționează pe un principiu similar pentru a evalua prin care părți ale clădirii au loc cele mai mari pierderi de căldură. Aceste mecanisme sunt deosebit de răspândite în rândul constructorilor, precum și al proprietarilor de case particulare, deoarece ajută la identificarea prin ce zone se pierde căldura, la organizarea protecției acestora și la prevenirea consumului inutil de energie.

Nu subestima impactul radiației solare infraroșii asupra corpului uman doar pentru că ochii noștri nu pot percepe astfel de unde. În special, radiațiile sunt utilizate în mod activ în medicină, deoarece permit creșterea concentrației de leucocite în sistemul circulator, precum și normalizarea fluxului sanguin prin creșterea lumenului vaselor de sânge. Dispozitivele bazate pe spectrul IR sunt utilizate ca profilactic împotriva patologiilor cutanate, terapeutice procese inflamatoriiîn formă acută și cronică. Cel mai medicamentele moderne ajută la tratarea cicatricilor coloide și a rănilor trofice.

Este curios

Pe baza studiului factorilor de radiație solară, a fost posibil să se creeze dispozitive cu adevărat unice numite termografe. Ele fac posibilă detectarea în timp util a diferitelor boli care nu sunt disponibile pentru detectare în alte moduri. Acesta este modul în care puteți găsi cancer sau un cheag de sânge. IR protejează într-o oarecare măsură împotriva radiațiilor ultraviolete, care sunt periculoase pentru viața organică, ceea ce a făcut posibilă utilizarea undelor din acest spectru pentru a restabili sănătatea astronauților care au fost în spațiu mult timp.

Natura din jurul nostru este încă misterioasă până în prezent, acest lucru se aplică și radiațiilor de diferite lungimi de undă. În special, lumina infraroșie nu este încă pe deplin explorată. Oamenii de știință știu că utilizarea necorespunzătoare a acestuia poate dăuna sănătății. Deci, este inacceptabil să se utilizeze echipamente care generează o astfel de lumină pentru tratarea zonelor inflamate purulente, a sângerării și a neoplasmelor maligne. Spectrul infraroșu este contraindicat persoanelor care suferă de funcționarea afectată a inimii, a vaselor de sânge, inclusiv a celor localizate în creier.

lumina vizibila

Unul dintre elementele radiației solare totale este lumina vizibilă pentru ochiul uman. Fasciculele de valuri se propagă în linii drepte, astfel încât nu există suprapunere unele pe altele. La un moment dat, acesta a devenit subiectul unui număr considerabil de lucrări științifice: oamenii de știință și-au propus să înțeleagă de ce există atât de multe nuanțe în jurul nostru. S-a dovedit că parametrii cheie ai luminii joacă un rol:

• refracţie;
• reflecţie;
• absorbţie.

După cum au descoperit oamenii de știință, obiectele nu sunt capabile să fie surse de lumină vizibilă singure, dar pot absorbi radiația și o pot reflecta. Unghiurile de reflexie, frecvența undelor variază. De-a lungul secolelor, capacitatea unei persoane de a vedea a fost îmbunătățită treptat, dar anumite limitări se datorează structurii biologice a ochiului: retina este de așa natură încât poate percepe doar anumite raze de unde luminoase reflectate. Această radiație este un mic decalaj între undele ultraviolete și infraroșii.

Numeroase trăsături luminoase curioase și misterioase au devenit nu numai subiectul multor lucrări, dar au stat la baza nașterii unei noi discipline fizice. În același timp, au apărut practici neștiințifice, teorii, adepții cărora cred că culoarea poate afecta starea fizică uman, psihic. Pe baza unor astfel de presupuneri, oamenii se înconjoară cu obiecte care sunt cele mai plăcute ochilor lor, făcând viața de zi cu zi mai confortabilă.

Ultraviolet

Un aspect la fel de important al radiației solare totale este studiul ultravioletului, format din valuri de lungimi mari, medii și mici. Ele diferă unele de altele atât prin parametrii fizici, cât și prin particularitățile influenței lor asupra formelor de viață organică. Undele ultraviolete lungi, de exemplu, sunt împrăștiate în principal în straturile atmosferice și doar un mic procent ajunge la suprafața pământului. Cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât o astfel de radiație poate pătrunde mai adânc în pielea umană (și nu numai).

Pe de o parte, radiațiile ultraviolete sunt periculoase, dar fără ea, existența unei vieți organice diverse este imposibilă. O astfel de radiație este responsabilă pentru formarea calciferolului în organism, iar acest element este necesar pentru construcția țesutului osos. Spectrul UV este o puternică prevenire a rahitismului, osteocondrozei, care este deosebit de importantă în copilărie. În plus, astfel de radiații:

• normalizează metabolismul;
• activează producția de enzime esențiale;
• intensifică procesele de regenerare;
• stimulează fluxul sanguin;
• dilată vasele de sânge;
• stimulează sistemul imunitar;
• duce la formarea de endorfine, ceea ce înseamnă că supraexcitația nervoasă scade.

dar pe de altă parte

S-a afirmat mai sus că radiația solară totală este cantitatea de radiație care a ajuns la suprafața planetei și este împrăștiată în atmosferă. În consecință, elementul acestui volum este ultravioletul de toate lungimile. Trebuie amintit că acest factor are atât aspecte pozitive, cât și negative de influență asupra vieții organice. Baia de soare, deși adesea este benefică, poate fi un pericol pentru sănătate. Prea mult timp sub direct lumina soarelui, mai ales în condiții activitate crescută strălucitor, dăunător și periculos. Efectele pe termen lung asupra organismului, precum și activitatea prea mare a radiațiilor, cauzează:

• arsuri, roșeață;
• edem;
• hiperemie;
• căldură;
• greaţă;
• vărsături.

Iradierea ultravioletă prelungită provoacă o încălcare a apetitului, funcționarea sistemului nervos central, sistem imunitar. De asemenea, începe să mă doară capul. Simptomele descrise sunt manifestări clasice ale insolației. Persoana însăși nu poate realiza întotdeauna ce se întâmplă - starea se agravează treptat. Dacă se observă că cineva din apropiere s-a îmbolnăvit, trebuie acordat primul ajutor. Schema este următoarea:

• ajută la trecerea de la lumina directă la un loc răcoros umbrit;
• puneți pacientul pe spate, astfel încât picioarele să fie mai sus decât capul (acest lucru va ajuta la normalizarea fluxului sanguin);
• se răcește gâtul și fața cu apă și se pune o compresă rece pe frunte;
• desfaceți cravata, cureaua, scoateți hainele strâmte;
• la o jumătate de oră după atac, dați un pahar de apă rece (o cantitate mică).

Dacă victima și-a pierdut cunoștința, este important să solicitați imediat ajutor de la un medic. Echipa de ambulanță va muta persoana într-un loc sigur și va administra o injecție de glucoză sau vitamina C. Medicamentul este injectat într-o venă.

Cum să faci plajă corect?

Pentru a nu învăța din experiență cât de neplăcută poate fi cantitatea excesivă de radiație solară primită în timpul bronzării, este important să respectați regulile de petrecere a timpului în siguranță la soare. Lumina ultravioletă inițiază producerea de melanină, un hormon care ajută pielea să se protejeze de impact negativ valuri. Sub influența acestei substanțe, pielea devine mai închisă, iar nuanța se transformă în bronz. Până în prezent, disputele despre cât de util și dăunător este pentru o persoană nu scad.

Pe de o parte, arsurile solare reprezintă o încercare a organismului de a se proteja de expunerea excesivă la radiații. Acest lucru crește probabilitatea formării de neoplasme maligne. Pe de altă parte, bronzul este considerat la modă și frumos. Pentru a minimiza riscurile pentru dvs., este rezonabil să analizați înainte de a începe procedurile de plajă cât de periculoasă este cantitatea de radiație solară primită în timpul plajei, cum să minimizați riscurile pentru dvs. Pentru a face experiența cât mai plăcută posibil, cei care fac plajă ar trebui:

• să bei multă apă;
• utilizați produse de protecție a pielii;
• faceți plajă seara sau dimineața;
• nu petreceți mai mult de o oră sub razele directe ale soarelui;
• nu bea alcool;
• includeți în meniu alimente bogate în seleniu, tocoferol, tirozină. Nu uitați de beta-caroten.

Valoarea radiației solare pentru corpul uman este excepțional de mare, atât aspectele pozitive, cât și cele negative nu trebuie trecute cu vederea. Trebuie să știți că la diferite persoane apar reacții biochimice cu caracteristici individuale, așa că pentru cineva chiar și o jumătate de oră plaja poate fi periculoasă. Este rezonabil să consultați un medic înainte de sezonul de plajă, să evaluați tipul și starea pielii. Acest lucru va ajuta la prevenirea vătămării sănătății.

Dacă este posibil, arsurile solare trebuie evitate la bătrânețe, în perioada nașterii unui copil. Bolile canceroase, tulburările psihice, patologiile pielii și insuficiența cardiacă nu sunt combinate cu plaja.

Radiația totală: unde este deficitul?

Destul de interesant de luat în considerare este procesul de distribuție a radiației solare. După cum am menționat mai sus, doar aproximativ jumătate din toate valurile pot ajunge la suprafața planetei. Unde dispar restul? Diferitele straturi ale atmosferei și particulele microscopice din care sunt formate joacă rolul lor. O parte impresionantă, așa cum sa indicat, este absorbită de stratul de ozon - toate acestea sunt unde a căror lungime este mai mică de 0,36 microni. În plus, ozonul este capabil să absoarbă unele tipuri de unde din spectrul vizibil pentru ochiul uman, adică intervalul de 0,44-1,18 microni.

Ultravioletele sunt absorbite într-o oarecare măsură de stratul de oxigen. Aceasta este caracteristică radiației cu o lungime de undă de 0,13-0,24 microni. Dioxidul de carbon, vaporii de apă pot absorbi un mic procent din spectrul infraroșu. Aerosolul atmosferic absoarbe o parte (spectrul IR) din cantitatea totală de radiație solară.

Undele din categoria scurtă sunt împrăștiate în atmosferă din cauza prezenței particulelor microscopice neomogene, aerosolului și norilor aici. Elementele neomogene, particulele ale căror dimensiuni sunt inferioare lungimii de undă, provoacă împrăștiere moleculară, iar pentru cele mai mari este caracteristic fenomenul descris de indicatrix, adică aerosol.

Restul radiației solare ajunge la suprafața pământului. Combină radiația directă, difuză.

Radiația totală: aspecte importante

Valoarea totală este cantitatea de radiație solară primită de teritoriu, precum și absorbită în atmosferă. Dacă nu există nori pe cer, cantitatea totală de radiație depinde de latitudinea zonei, de înălțimea poziției. corp ceresc, tipul de suprafață de teren din această zonă, precum și nivelul de transparență a aerului. Cu cât sunt mai multe particule de aerosoli împrăștiate în atmosferă, cu atât radiația directă este mai mică, dar proporția radiațiilor împrăștiate crește. În mod normal, în absența tulburării în radiația totală, difuza este o pătrime.

Țara noastră aparține celor din nord, așa că cea mai mare parte a anului în regiunile sudice radiatia este semnificativ mai mare decat in cele nordice. Acest lucru se datorează poziției stelei pe cer. Dar perioada scurtă mai-iulie este o perioadă unică, când chiar și în nord radiația totală este destul de impresionantă, deoarece soarele este sus pe cer, iar orele de lumină sunt mai lungi decât în ​​alte luni ale anului. În același timp, în medie, în jumătatea asiatică a țării, în absența norilor, radiația totală este mai semnificativă decât în ​​vest. Puterea maximă radiația valurilor se observă la prânz, iar maximul anual are loc în iunie, când soarele este cel mai sus pe cer.

Radiația solară totală este cantitatea de energie solară care ajunge pe planeta noastră. În același timp, trebuie amintit că diverși factori atmosferici duc la faptul că sosirea anuală a radiației totale este mai mică decât ar putea fi. Cel mai o mare diferentaîntre cel observat efectiv şi maximul posibil este tipic pentru regiunile din Orientul Îndepărtat în perioada de vara. Musonii provoacă nori excepțional de denși, astfel încât radiația totală este redusă cu aproximativ jumătate.

curios sa stiu

Cel mai mare procent din expunerea maximă posibilă la energia solară se observă de fapt (calculat pentru 12 luni) în sudul țării. Indicatorul ajunge la 80%.

Înnorirea nu duce întotdeauna la aceeași cantitate de împrăștiere solară. Forma norilor joacă un rol, caracteristicile discului solar la un anumit moment în timp. Dacă este deschis, atunci tulbureala determină o scădere a radiației directe, în timp ce radiația împrăștiată crește brusc.

Există, de asemenea, zile în care radiația directă are aproximativ aceeași putere ca radiația împrăștiată. Valoarea totală zilnică poate fi chiar mai mare decât radiația caracteristică unei zile complet fără nori.

Pe baza a 12 luni, trebuie acordată o atenție deosebită fenomenelor astronomice ca determinarea indicatorilor numerici de ansamblu. În același timp, nebulozitatea duce la faptul că maximul real de radiație poate fi observat nu în iunie, ci cu o lună mai devreme sau mai târziu.

Radiația în spațiu

De la limita magnetosferei planetei noastre și mai departe în spațiul cosmic, radiația solară devine un factor asociat cu un pericol de moarte pentru oameni. Încă din 1964, a fost publicată o importantă lucrare de popularizare despre metodele de apărare. Autorii săi au fost oamenii de știință sovietici Kamanin, Bubnov. Se știe că pentru o persoană, doza de radiații pe săptămână nu trebuie să fie mai mare de 0,3 roentgens, în timp ce pentru un an ar trebui să fie în intervalul 15 R. Pentru expunerea pe termen scurt, limita pentru o persoană este de 600 R. Zboruri în spațiu , mai ales în condiții de activitate solară imprevizibilă , poate fi însoțită de expunerea semnificativă a astronauților, care obligă să ia măsuri suplimentare protectie impotriva valurilor de diferite lungimi.

După misiunile Apollo, în timpul cărora s-au testat metode de protecție, s-au studiat factorii care afectează sănătatea umană, a trecut mai bine de un deceniu, dar până în prezent oamenii de știință nu pot găsi metode eficiente și de încredere pentru prezicerea furtunilor geomagnetice. Puteți face o prognoză pe ore, uneori pe mai multe zile, dar chiar și pentru o prognoză săptămânală, șansele de realizare nu sunt mai mari de 5%. Vântul solar este un fenomen și mai imprevizibil. Cu o probabilitate de unul din trei, astronauții, pornind într-o nouă misiune, pot cădea în fluxuri puternice de radiații. Acest lucru face și mai importantă problema atât a cercetării, cât și a predicției caracteristicilor radiațiilor, precum și a dezvoltării metodelor de protecție împotriva acesteia.

radiatie solara numit flux de energie radiantă de la soare care merge la suprafața globului. Energia radiantă a soarelui este sursa primară a altor tipuri de energie. Absorbit de suprafața pământului și a apei, se transformă în energie termică, iar în plantele verzi - în energie chimică. compusi organici. Radiația solară este cel mai important factor climatic și principala cauză a schimbărilor meteorologice, deoarece diferitele fenomene care apar în atmosferă sunt asociate cu energia termică primită de la soare.

Radiația solară, sau energia radiantă, este în mod inerent un flux oscilații electromagnetice, care se propagă în linie dreaptă cu o viteză de 300.000 km/s cu o lungime de undă de la 280 nm la 30.000 nm. Energia radiantă este emisă sub formă de particule individuale numite cuante sau fotoni. Pentru a măsura lungimea undelor luminoase, se folosesc nanometri (nm) sau microni, milimicroni (0,001 microni) și anstromi (0,1 milimicroni). Distingeți razele termice invizibile infraroșii cu o lungime de undă de 760 până la 2300 nm; raze de lumină vizibilă (roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, albastru și violet) cu o lungime de undă de 400 (violet) până la 759 nm (roșu); raze ultraviolete sau invizibile chimic, cu o lungime de undă de 280 până la 390 nm. Razele cu lungimea de undă mai mică de 280 de milimicroni nu ajung la suprafața pământului, datorită absorbției lor de către ozon în straturile înalte ale atmosferei.

La marginea atmosferei, compoziția spectrală a razelor solare în procente este următoarea: raze infraroșii 43%, lumină 52 și ultraviolete 5%. La suprafața pământului, la o înălțime a soarelui de 40°, radiația solară are (conform lui N. P. Kalitin) următoarea compoziție: raze infraroșii 59%, lumina 40 și ultraviolete 1% din toată energia. Intensitatea radiației solare crește odată cu înălțimea deasupra nivelului mării și, de asemenea, atunci când razele solare cad vertical, deoarece razele trebuie să treacă printr-o grosime mai mică a atmosferei. În alte cazuri, suprafața va primi mai puțină lumină solară, cu cât soarele este mai jos, sau în funcție de unghiul de incidență al razelor. Tensiunea radiației solare scade din cauza tulburării, poluării aerul atmosferic praf, fum etc.

Și în primul rând, există o pierdere (absorbție) a razelor cu unde scurte, apoi termică și luminoasă. Energia radiantă a soarelui este sursa vieții pe pământ a organismelor vegetale și animale și cel mai important factor din aerul înconjurător. Are o varietate de efecte asupra organismului, care la dozare optimă pot fi foarte pozitive, iar atunci când sunt excesive (supradozaj) pot fi negative. Toate razele au atât efecte termice, cât și chimice. Mai mult, pentru razele cu o lungime de undă mare, primul plan este efect termic, și cu o lungime mai scurtă - chimică.

Efectul biologic al razelor asupra organismului animal depinde de lungimea de undă și de amplitudinea lor: cu cât undele sunt mai scurte, cu atât oscilațiile lor sunt mai frecvente, cu atât energia cuantumului este mai mare și reacția organismului la o astfel de radiație este mai puternică. Undele scurte, razele ultraviolete, atunci când sunt expuse țesuturilor, provoacă fenomene de efect fotoelectric în ele cu apariția electronilor divizați și a ionilor pozitivi în atomi. Adâncimea de penetrare a diferitelor raze în corp nu este aceeași: razele infraroșii și roșii pătrund câțiva centimetri, vizibile (lumina) - câțiva milimetri, iar ultravioletele - doar 0,7-0,9 mm; razele mai scurte de 300 milimicroni pătrund în țesuturile animale la o adâncime de 2 milimicroni. Cu o adâncime atât de nesemnificativă de penetrare a razelor, acestea din urmă au un efect divers și semnificativ asupra întregului organism.

Radiatie solara- un factor foarte activ din punct de vedere biologic și cu acțiune constantă, care este de mare importanță în formarea unui număr de funcții ale corpului. Astfel, de exemplu, prin mijlocul ochiului, razele de lumină vizibile afectează întregul organism al animalelor, provocând reacții reflexe necondiționate și condiționate. Razele de căldură infraroșii își exercită influența asupra corpului atât direct, cât și prin obiectele din jurul animalelor. Corpul animalelor absoarbe continuu și emite el însuși raze infraroșii (schimb de radiații), iar acest proces poate varia semnificativ în funcție de temperatura pielii animalelor și a obiectelor din jur. Razele chimice ultraviolete, ale căror cuante au o energie mult mai mare decât cuantele razelor vizibile și infraroșii, se disting prin cea mai mare activitate biologică, acționează asupra corpului animalelor prin căi umorale și neuroreflexe. Razele UV acționează în primul rând asupra exteroreceptorilor pielii și apoi afectează în mod reflex organele interne, în special glandele endocrine.

Expunerea prelungită la doze optime de energie radiantă duce la adaptarea pielii, la o mai mică reactivitate a acesteia. Sub influența razelor solare, creșterea părului, funcția glandelor sudoripare și sebacee crește, stratul cornos se îngroașă și epiderma se îngroașă, ceea ce duce la creșterea rezistenței pielii a organismului. În piele are loc formarea de substanțe biologic active (histamină și substanțe asemănătoare histaminei), care intră în sânge. Aceleași raze accelerează regenerarea celulară în timpul vindecării rănilor și ulcerelor de pe piele. Sub actiunea energiei radiante, in special a razelor ultraviolete, pigmentul melanina se formeaza in stratul bazal al pielii, ceea ce reduce sensibilitatea pielii la razele ultraviolete. Pigmentul (bronzul) este ca un ecran biologic care contribuie la reflectarea și împrăștierea razelor.

Efectul pozitiv al razelor solare afectează sângele. Impactul lor sistematic moderat crește semnificativ hematopoieza cu o creștere simultană a numărului de eritrocite și a conținutului de hemoglobină din sângele periferic. La animalele după pierderi de sânge sau care s-au recuperat după boli grave, în special cele infecțioase, expunerea moderată la lumina solară stimulează regenerarea sângelui și crește coagulabilitatea acestuia. De la expunerea moderată la lumina soarelui la animale, schimbul de gaz crește. Adâncimea crește și frecvența respirației scade, cantitatea de oxigen introdusă crește, se eliberează mai mult dioxid de carbon și vapori de apă, în legătură cu care se îmbunătățește aportul de oxigen către țesuturi și procesele oxidative cresc.

O creștere a metabolismului proteinelor este exprimată printr-o depunere crescută de azot în țesuturi, ca urmare a căreia creșterea la animalele tinere este mai rapidă. Expunerea excesivă la soare poate provoca negativ echilibrul proteic mai ales la animalele care suferă de acut boli infecțioase, precum și alte boli însoțite de creșterea temperaturii corpului. Iradierea duce la creșterea depunerilor de zahăr în ficat și mușchi sub formă de glicogen. În sânge, cantitatea de produse suboxidate (corpi de acetonă, acid lactic etc.) scade brusc, crește formarea de acetilcolină și se normalizează metabolismul, ceea ce are o importanță deosebită pentru animalele foarte productive.

La animalele subnutrite, intensitatea metabolismului grăsimilor încetinește și depunerea grăsimilor crește. Iluminarea intensivă la animalele obeze, dimpotrivă, crește metabolismul grăsimilor și provoacă o ardere crescută a grăsimilor. Prin urmare, îngrășarea semi-grasă și grasă a animalelor ar trebui efectuată în condiții de radiație solară mai mică.

Sub influența razelor ultraviolete ale radiațiilor solare, ergosterolul găsit în plantele furajere și în pielea animalelor, dehidrocolesterolul este transformat în vitaminele active D 2 și D 3, care îmbunătățesc metabolismul fosfor-calciu; echilibrul negativ al calciului și fosforului se transformă într-unul pozitiv, ceea ce contribuie la depunerea acestor săruri în oase. Lumina solară și iradierea artificială cu raze ultraviolete este una dintre metodele moderne eficiente de prevenire și tratare a rahitismului și a altor boli ale animalelor asociate cu tulburările metabolismului calciului și fosforului.

Radiația solară, în special razele luminoase și ultraviolete, este principalul factor care provoacă periodicitatea sexuală sezonieră la animale, deoarece lumina stimulează funcția gonadotropă a glandei pituitare și a altor organe. Primăvara, în perioada de intensitate crescută a radiației solare și a expunerii la lumină, secreția gonadelor, de regulă, crește la majoritatea speciilor de animale. O creștere a activității sexuale la cămile, oi și capre se observă cu o scurtare a orelor de lumină. Dacă oile sunt ținute în camere întunecate în perioada aprilie-iunie, atunci estrul lor nu va veni în toamnă (ca de obicei), ci în mai. Lipsa luminii la animalele în creștere (în timpul creșterii și pubertății), potrivit lui K.V. Svechin, duce la modificări calitative profunde, adesea ireversibile, ale glandelor sexuale, iar la animalele adulte reduce activitatea sexuală și fertilitatea sau provoacă infertilitate temporară.

Lumina vizibilă sau gradul de iluminare are un impact semnificativ asupra dezvoltării ouălor, a estrului, a duratei sezonului de reproducere și a sarcinii. În emisfera nordică, sezonul de reproducere este de obicei scurt, iar în emisfera sudică cel mai lung. Sub influenta iluminat artificial animalelor, durata sarcinii lor este redusă de la câteva zile la două săptămâni. Efectul razelor de lumină vizibilă asupra gonadelor poate fi utilizat pe scară largă în practică. Experimentele efectuate în laboratorul de zooigienă VIEV au demonstrat că iluminarea incintei cu un coeficient geometric de 1: 10 (conform KEO, 1,2-2%) în comparație cu iluminarea de 1: 15-1: 20 și mai mică (conform cu KEO, 0,2 -0,5%) afectează pozitiv starea clinică și fiziologică a scroafelor și purceilor gestante până la vârsta de 4 luni, oferă descendenți puternici și viabili. Creșterea în greutate a purceilor este crescută cu 6% și siguranța acestora cu 10-23,9%.

Razele soarelui, în special ultraviolete, violete și albastre, ucid sau slăbesc viabilitatea multor microorganisme patogene, întârzie reproducerea acestora. Astfel, radiația solară este un puternic dezinfectant natural. Mediul extern. Sub influența luminii solare, tonusul general al corpului și rezistența acestuia la boli infecțioase, precum și reacțiile imune specifice cresc (P. D. Komarov, A. P. Onegov etc.). S-a dovedit că iradierea moderată a animalelor în timpul vaccinării contribuie la creșterea titrului și a altor corpuri imunitare, la creșterea indicelui fagocitar și, dimpotrivă, iradierea intensă scade proprietățile imune ale sângelui.

Din tot ce s-a spus, rezultă că lipsa radiației solare trebuie privită ca o condiție externă foarte nefavorabilă pentru animale, sub care sunt lipsite de cel mai important activator al proceselor fiziologice. Având în vedere acest lucru, animalele ar trebui plasate în încăperi destul de luminoase, prevăzute în mod regulat cu exerciții fizice și ținute pe pășune vara.

Raționalizarea luminii naturale în incintă se realizează după metode geometrice sau de iluminare. În practica construcției de animale și păsări de curte, se utilizează în principal metoda geometrică, conform căreia normele de lumină naturală sunt determinate de raportul dintre suprafața ferestrelor (sticlă fără rame) și suprafața podelei. Cu toate acestea, în ciuda simplității metodei geometrice, normele de iluminare nu sunt stabilite cu precizie folosind aceasta, deoarece în acest caz nu iau în considerare caracteristicile luminoase și climatice ale diferitelor zone geografice. Pentru mai mult definiție exactă iluminarea în încăperi utilizează metoda de iluminare sau definiția factor de lumină naturală(KEO). Coeficientul de iluminare naturală este raportul dintre iluminarea încăperii (punctul măsurat) și iluminarea exterioară în plan orizontal. KEO este derivat prin formula:

K = E:E n ⋅100%

Unde K este coeficientul luminii naturale; E - iluminare in camera (in lux); E n - iluminare exterioară (în lux).

Trebuie avut în vedere faptul că utilizarea excesivă a radiațiilor solare, în special în zilele cu insolație mare, poate provoca daune semnificative animalelor, în special, arsuri, boli oculare, insolaţie etc. Sensibilitatea la efectele razelor solare crește semnificativ de la introducerea în organism a așa-numiților sensibilizatori (hematoporfirina, pigmenți biliari, clorofilă, eozină, albastru de metilen etc.). Se crede că aceste substanțe acumulează raze cu undă scurtă și le transformă în raze cu undă lungă cu absorbția unei părți din energia eliberată de țesuturi, în urma căreia reactivitatea țesuturilor crește.

Arsurile solare la animale se observă mai des pe zonele corpului cu păr delicat, puțin, piele nepigmentată ca urmare a expunerii la căldură (eritem solar) și razele ultraviolete (inflamație fotochimică a pielii). La cai, arsurile solare sunt observate pe zonele nepigmentate ale scalpului, buzelor, nărilor, gâtului, inghinului și membrelor, iar la bovine pe pielea mamelonelor ugerului și a perineului. În regiunile sudice, arsurile solare sunt posibile la porcii de culoare albă.

Lumina puternică a soarelui poate provoca iritații ale retinei, corneei și membranelor vasculare ale ochiului și leziuni ale cristalinului. Cu radiații prelungite și intense, apar cheratită, opacizarea cristalinului și tulburări de acomodare a vederii. Perturbarea acomodarii se observă mai des la cai dacă sunt ținuți în grajduri cu ferestre joase orientate spre sud, de care sunt legați caii.

Insolația apare ca urmare a supraîncălzirii puternice și prelungite a creierului, în principal prin razele infraroșii termice. Acestea din urmă pătrund în scalp și craniu, ajung la creier și provoacă hiperemie și creșterea temperaturii acestuia. Ca urmare, animalul apare mai întâi oprimare, iar apoi excitație, centrii respiratori și vasomotori sunt perturbați. Se notează slăbiciune, mișcări necoordonate, dificultăți de respirație, puls rapid, hiperemie și cianoză a mucoaselor, tremur și convulsii. Animalul nu stă în picioare, cade la pământ; cazurile severe se termină adesea cu moartea animalului cu simptome de paralizie a inimii sau a centrului respirator. Insolația este deosebit de severă dacă este combinată cu insolație.

Pentru a proteja animalele de lumina directă a soarelui, este necesar să le țineți la umbră în cele mai calde ore ale zilei. Pentru a preveni insolația, în special la caii de lucru, sunt purtate benzi de pânză albă.