Promieniowanie słoneczne: rodzaje, właściwości i definicja
Definicja promieniowania słonecznego: jest to energia emitowana przez Słońce w przestrzeni międzyplanetarnej.
Kiedy mówimy o ilości energii słonecznej docierającej do powierzchni naszej planety, używamy pojęć irradiancji i napromieniowania.Napromieniowanie słoneczne to energia otrzymana na jednostkę powierzchni (J/m2), czyli moc otrzymana w danym czasie.Podobnie natężenie promieniowania słonecznego to moc otrzymana w jednej chwili – wyrażana jest w watach na metr kwadratowy (W/m2).
Reakcje syntezy jądrowej zachodzą w jądrze Słońca i są źródłem energii Słońca.Promieniowanie jądrowe wytwarza promieniowanie elektromagnetyczne o różnych częstotliwościach i długościach fal.Promieniowanie elektromagnetyczne rozchodzi się w przestrzeni kosmicznej z prędkością światła (299 792 km/s).
Odsłonięto promieniowanie słoneczne: podróż do rodzajów i znaczenia promieniowania słonecznego
Wartość pojedyncza to stała słoneczna;stała słoneczna to ilość promieniowania otrzymanego natychmiastowo na jednostkę powierzchni w zewnętrznej części atmosfery ziemskiej, w płaszczyźnie prostopadłej do promieni słonecznych.Średnio wartość stałej słonecznej wynosi 1,366 W/m2.
Rodzaje promieniowania słonecznego
Na promieniowanie słoneczne składają się następujące rodzaje promieniowania:
Promienie podczerwone (IR): Promieniowanie podczerwone zapewnia ciepło i stanowi 49% promieniowania słonecznego.
Promienie widzialne (VI): stanowią 43% promieniowania i zapewniają światło.
Promienie ultrafioletowe (promieniowanie UV): stanowią 7%.
Inne rodzaje promieni: stanowią około 1% całości.
Rodzaje promieni ultrafioletowych
Z kolei promienie ultrafioletowe (UV) dzielą się na trzy typy:
Ultrafiolet A lub UVA: Z łatwością przenikają przez atmosferę, docierając do całej powierzchni Ziemi.
Ultrafiolet B lub UVB: fala krótka.Ma większe trudności z przejściem przez atmosferę.Dzięki temu docierają do strefy równikowej szybciej niż na dużych szerokościach geograficznych.
Ultrafiolet C lub UVC: fala krótka.Nie przechodzą przez atmosferę.Zamiast tego pochłania je warstwa ozonowa.
Właściwości promieniowania słonecznego
Całkowite promieniowanie słoneczne rozkłada się w szerokim spektrum o nierównomiernej amplitudzie o typowym kształcie dzwonu, co jest typowe dla widma ciała doskonale czarnego, za pomocą którego modelowane jest źródło światła słonecznego.Dlatego nie skupia się na jednej częstotliwości.
Maksimum promieniowania skupia się w paśmie promieniowania lub światła widzialnego, a jego szczyt znajduje się przy 500 nm poza atmosferą ziemską, co odpowiada kolorowi cyjanowo-zielonemu.
Zgodnie z prawem Wiena pasmo promieniowania aktywnego fotosyntetycznie oscyluje w zakresie od 400 do 700 nm i odpowiada promieniowaniu widzialnemu i stanowi 41% całkowitego promieniowania.W obrębie promieniowania fotosyntetycznie czynnego wyróżnia się podpasma z promieniowaniem:
niebiesko-fioletowy (400-490 nm)
zielony (490-560 nm)
żółty (560-590 nm)
pomarańczowo-czerwony (590-700 nm)
Podczas przechodzenia przez atmosferę promieniowanie słoneczne podlega odbiciu, załamaniu, absorpcji i dyfuzji przez różne gazy atmosferyczne w różnym stopniu w zależności od częstotliwości.
Atmosfera ziemska działa jak filtr.Zewnętrzna część atmosfery pochłania część promieniowania, resztę odbijając bezpośrednio w przestrzeń kosmiczną.Inne elementy działające jak filtr to dwutlenek węgla, chmury i para wodna, które czasami przekształcają się w promieniowanie rozproszone.
Musimy pamiętać, że promieniowanie słoneczne nie wszędzie jest takie samo.Na przykład obszary tropikalne otrzymują najwięcej promieniowania słonecznego, ponieważ promienie słoneczne są prawie prostopadłe do powierzchni Ziemi.
Dlaczego promieniowanie słoneczne jest konieczne?
Energia słoneczna jest głównym źródłem energii, a zatem silnikiem napędzającym nasze środowisko.Energia słoneczna, którą otrzymujemy poprzez promieniowanie słoneczne, bezpośrednio lub pośrednio odpowiada za aspekty istotne dla procesów biologicznych, takich jak fotosynteza, utrzymanie temperatury powietrza na planecie umożliwiającej życie czy wiatr.
Globalna energia słoneczna docierająca do powierzchni Ziemi jest 10 000 razy większa niż energia obecnie zużywana przez całą ludzkość.
Jak promieniowanie słoneczne wpływa na zdrowie?
Promieniowanie ultrafioletowe może mieć różny wpływ na ludzką skórę, w zależności od jego intensywności i długości fal.
Promieniowanie UVA może powodować przedwczesne starzenie się skóry i raka skóry.Może również powodować problemy z oczami i układem odpornościowym.
Promieniowanie UVB powoduje oparzenia słoneczne, ciemnienie, pogrubienie zewnętrznej warstwy skóry, czerniaka i inne rodzaje nowotworów skóry.Może również powodować problemy z oczami i układem odpornościowym.
Warstwa ozonowa uniemożliwia dotarcie większości promieniowania UVC do Ziemi.W medycynie promieniowanie UVC może pochodzić również z niektórych lamp lub wiązki lasera i służy do zabijania zarazków lub wspomagania gojenia się ran.Jest również stosowany w leczeniu niektórych chorób skóry, takich jak łuszczyca, bielactwo nabyte i guzki na skórze powodujące chłoniaka skórnego z komórek T.
Autor: Oriol Planas – inżynier techniczny przemysłu
Czas publikacji: 27 września 2023 r