Slnko pre nás na Zemi hrá dôležitú úlohu. Poskytuje planéte a všetkému na nej dôležité faktory ako svetlo a teplo. Ale čo je slnečné žiarenie, spektrum slnečného žiarenia, ako to všetko ovplyvňuje nás a globálnu klímu ako celok?
Čo je slnečné žiarenie?
Pri pomyslení na slovo „žiarenie“sa vám zvyčajne vynoria zlé myšlienky. Ale slnečné žiarenie je v skutočnosti veľmi dobrá vec – je to slnečné svetlo! Každá živá bytosť na Zemi na ňom závisí. Je nevyhnutný na prežitie, ohrieva planétu, poskytuje potravu pre rastliny.
Slnečné žiarenie je všetko svetlo a energia, ktorá pochádza zo slnka, a existuje mnoho rôznych foriem. V elektromagnetickom spektre sa rozlišujú rôzne typy svetelných vĺn vyžarovaných slnkom. Sú ako vlny, ktoré vidíte v oceáne: pohybujú sa hore a dole az jedného miesta na druhé. Spektrum slnečného štúdia môže mať rôznu intenzitu. Rozlišovaťultrafialové, viditeľné a infračervené žiarenie.
Svetlo hýbe energiou
Spektrum slnečného žiarenia obrazne pripomína klávesnicu klavíra. Jeden koniec má nízke tóny, zatiaľ čo druhý koniec má vysoké tóny. To isté platí pre elektromagnetické spektrum. Jeden koniec má nízke frekvencie a druhý koniec má vysoké frekvencie. Nízkofrekvenčné vlny sú dlhé počas daného časového obdobia. Sú to veci ako radar, televízia a rádiové vlny. Vysokofrekvenčné žiarenie sú vysokoenergetické vlny s krátkou vlnovou dĺžkou. To znamená, že samotná vlnová dĺžka je pre daný časový úsek veľmi krátka. Sú to napríklad gama lúče, röntgenové lúče a ultrafialové lúče.
Môžete si to predstaviť takto: nízkofrekvenčné vlny sú ako stúpanie do kopca s postupným stúpaním, zatiaľ čo vysokofrekvenčné vlny sú ako rýchle stúpanie do strmého, takmer vertikálneho kopca. Výška každého kopca je rovnaká. Frekvencia elektromagnetickej vlny určuje, koľko energie nesie. Elektromagnetické vlny, ktoré sú dlhšie, a teda nižšie frekvencie, nesú oveľa menej energie ako vlny s kratšími vlnovými dĺžkami a vyššími frekvenciami.
To je dôvod, prečo môžu byť röntgenové a ultrafialové žiarenie nebezpečné. Nesú toľko energie, že ak sa dostanú do vášho tela, môžu poškodiť bunky a spôsobiť problémy, ako je rakovina a zmeny DNA. Veci ako rádiové a infračervené vlny, ktoré nesú oveľa menej energie, v skutočnosti nemajú žiadny vplyvnemáme žiadny vplyv. To je dobré, pretože sa určite nechcete vystaviť riziku jednoduchým zapnutím sterea.
Viditeľné svetlo, ktoré my aj iné zvieratá vidíme očami, sa nachádza takmer v strede spektra. Nevidíme žiadne iné vlny, ale to neznamená, že tam nie sú. V skutočnosti hmyz vidí ultrafialové svetlo, ale nie naše viditeľné svetlo. Kvety pre nich vyzerajú úplne inak ako pre nás, a to im pomáha vedieť, ktoré rastliny navštíviť a od ktorých sa radšej vyhýbať.
Zdroj všetkej energie
Slnečné svetlo považujeme za samozrejmosť, ale nemusí to tak byť, pretože v skutočnosti všetka energia na Zemi závisí od tejto veľkej jasnej hviezdy v strede našej slnečnej sústavy. A keď už sme v nej, mali by sme poďakovať aj našej atmosfére, pretože časť žiarenia pohltí skôr, ako sa k nám dostane. Je to dôležitá rovnováha: príliš veľa slnečného svetla a Zem sa zahrieva, príliš málo a začína mrznúť.
Spektrum slnečného žiarenia v blízkosti povrchu Zeme, ktoré prechádza atmosférou, dodáva energiu v rôznych formách. Najprv sa pozrime na rôzne spôsoby prenosu:
- Vodivosť (vodivosť) je, keď sa energia prenáša z priameho kontaktu. Keď si popálite ruku horúcou panvicou, pretože ste si zabudli nasadiť chňapku, je to vedenie. Riad prenáša teplo do rúk priamym kontaktom. Taktiež, keď sa vaše nohy ráno dotknú studených dlaždíc v kúpeľni, prenášajú teplo na podlahu priamym kontaktom -vodivosť v akcii.
- Rozptyl je, keď sa energia prenáša cez prúdy v tekutine. Môže to byť aj plyn, ale postup je aj tak rovnaký. Keď sa kvapalina zahrieva, molekuly sú vzrušené, rozptýlené a menej husté, takže majú tendenciu stúpať. Keď vychladnú, opäť spadnú a vytvoria dráhu bunkového prúdu.
- Žiarenie (žiarenie) je, keď sa energia prenáša vo forme elektromagnetických vĺn. Zamyslite sa nad tým, aké dobré je sedieť pri ohni a cítiť, ako z neho na vás vyžaruje vítané teplo – to je žiarenie. Rádiové vlny, svetlo a tepelné vlny sa môžu šíriť z jedného miesta na druhé bez pomoci akýchkoľvek materiálov.
Základné spektrá slnečného žiarenia
Slnko má rôzne žiarenie: od röntgenových lúčov po rádiové vlny. Slnečná energia je svetlo a teplo. Jeho zloženie:
- 6-7% UV svetlo,
- asi 42 % viditeľného svetla,
- 51 % NIR.
Slnečnú energiu prijímame s intenzitou 1 kilowatt na meter štvorcový na hladine mora mnoho hodín denne. Asi polovica žiarenia je vo viditeľnej krátkovlnnej časti elektromagnetického spektra. Druhá polovica je v blízkej infračervenej oblasti a trochu v ultrafialovej oblasti.
UV žiarenie
Je to ultrafialové žiarenie v slnečnom spektre, ktoré má intenzitu väčšiu ako ostatné: až 300-400 nm. Časť tohto žiarenia, ktorá nie je absorbovaná atmosférouspôsobuje úpal alebo úpal u ľudí, ktorí boli na slnku po dlhú dobu. UV žiarenie v slnečnom svetle má pozitívne aj negatívne účinky na zdravie. Je hlavným zdrojom vitamínu D.
Viditeľné žiarenie
Viditeľné žiarenie v slnečnom spektre má priemernú intenzitu. Kvantitatívne odhady toku a variácií jeho spektrálneho rozloženia vo viditeľnom a blízkom infračervenom pásme elektromagnetického spektra sú veľmi zaujímavé pri štúdiu vplyvov Slnka a Zeme. Rozsah od 380 do 780 nm je viditeľný voľným okom.
Dôvodom je, že väčšina energie slnečného žiarenia je sústredená v tomto rozsahu a určuje tepelnú rovnováhu zemskej atmosféry. Slnečné svetlo je kľúčovým faktorom v procese fotosyntézy, ktorý používajú rastliny a iné autotrofné organizmy na premenu svetelnej energie na chemickú energiu, ktorú možno použiť ako palivo pre telo.
Infračervené žiarenie
Infračervené spektrum v rozsahu od 700 nm do 1 000 000 nm (1 mm) obsahuje dôležitú časť elektromagnetického žiarenia, ktoré dopadá na Zem. Infračervené žiarenie v slnečnom spektre má tri druhy intenzity. Vedci rozdeľujú tento rozsah na 3 typy na základe vlnovej dĺžky:
- A: 700-1400 nm.
- B: 1400-3000 nm.
- C: 3000-1mm.
Záver
Veľazvieratá (vrátane človeka) majú citlivosť v rozsahu asi 400-700 nm a použiteľné spektrum farebného videnia u ľudí je napríklad asi 450-650 nm. Okrem efektov, ktoré sa vyskytujú pri západe a východe slnka, sa spektrálne zloženie mení predovšetkým v závislosti od toho, ako slnečné svetlo dopadá priamo na zem.
Každé dva týždne Slnko dodáva našej planéte dostatok energie na celý rok. Slnečné žiarenie sa v tejto súvislosti čoraz viac považuje za alternatívny zdroj energie.
