greenmarket.su

Излучение солнцем тепла и света

Влияние солнечного света на организм человека

Солнце – источник тепла и света на земле. Оно заряжает энергией и жизненными силами, поднимает настроение. Все мы с нетерпением ждем ясных весенних дней, чтобы понежиться под теплыми солнечными лучами. Но так ли полезен солнечный свет? Кроме положительной стороны, он имеет и свои «подводные камни».

Немного науки

В научной терминологии солнечный свет называют солнечной радиацией. Солнце производит выброс большого количества электромагнитного излучения, характеризующегося по частоте и длине волн. Особое воздействие на человека оказывают оптические, то есть видимые глазу, волны. К ним относятся видимый свет, инфракрасные и ультрафиолетовые лучи. Видимый свет позволяет нам различать предметы, ориентироваться в пространстве, и раскрывает спектр цветов, доступный глазу человека. Инфракрасные лучи занимают значительную часть солнечного излучения. Они обеспечивают теплом и способствуют поддержанию климатических условий на различных участках земли. Большая часть ультрафиолетовых лучей задерживается в слое атмосферы, и только малая их доля достигает земной оболочки. Но влияние их огромно. УФ лучи участвуют в фотосинтезе и поддерживают органическую жизнь на планете.

Все виды излучений зависят от времени года, географической широты местности, прозрачности атмосферного слоя. Зимой, когда солнце находится низко над горизонтом, и угол падения лучей очень мал, земля получает меньше излучения, чем летом. Большее количество лучей отражается от земли. На экваторе они падают отвесно, и влияние солнечной радиации заметно выше, чем в средних широтах.

Польза солнечного излучения

Солнце необходимо для правильного функционирования нашего организма. Ультрафиолетовые лучи способствуют выработке витамина D, без которого кальций не сможет усваиваться. Нехватка кальция в организме приводит к болезням зубов, ломкости волос и ногтей, развитию остеопороза, рахита у детей, снижению иммунитета. Витамин D также можно получить из продуктов питания. Рекордсменом по его содержанию является рыбий жир. Существуют различные пищевые добавки, содержащие витамин D. Но принимать их следует строго по инструкции, так как может возникнуть передозировка. Под влиянием ультрафиолета «солнечного» витамина вырабатывается гораздо больше, чем можно получить с пищей, и в таком количестве, какое необходимо организму, что исключает передозировку.

Солнечный свет – отличный антидепрессант. Все мы сталкивались с осенней или зимней хандрой, когда за окном все в сером цвете, небо затянуто облаками, на душе тоска и ничего не хочется делать. Но стоит выглянуть солнцу, как настроение поднимается, появляется энергия, которую срочно нужно куда-нибудь выплеснуть. Все дело в серотонине – гормоне радости, который производится под действием солнечного света. Именно он заряжает нас позитивом и придает сил.

Солнечный свет регулирует выброс мелатонина – гормона сна. Этот гормон вырабатывается в темноте. Если долгое время проводить в закрытом пространстве с недостаточным освещением, то мелатонина будет производиться больше, чем нужно. Следствием этого станет повышенная утомляемость, сонливость, раздражительность.

Солнце обладает бактерицидными и обеззараживающими свойствами. Учеными доказано, что ультрафиолетовое излучение способно убивать большинство болезнетворных бактерий, избавляя организм от разного вида инфекций, таких как ангина, бронхит, пневмония, туберкулез. Так же было выявлено положительное влияние солнечного света при лечении псориаза и экземы.

Благоприятное воздействие солнечный свет оказывает на обменные процессы в организме, улучшает работу мозга, желудочно-кишечного тракта, повышает иммунитет. Под влиянием солнца сосуды расширяются, насыщая клетки кислородом, обеспечивая быстрое заживление ран и ожогов.

Вред солнечного излучения

Солнечный свет вызывает преждевременное старение, так называемое фотостарение. Ультрафиолетовые лучи проникают вглубь кожи, обезвоживая ее. В результате снижается тонус кожи и сокращается выработка коллагена. Если долгое время проводить на солнце, могут появиться мелкие морщины, кожа потеряет эластичность.

Опасен солнечный свет для людей с большим количеством родинок. Под действием ультрафиолета родинки могут мутировать в злокачественные образования: меланому, плоскоклеточный рак, базальноклеточную карциному. Увеличение размера, неравномерный оттенок, ассиметрия родинок являются первыми симптомами рака. При обнаружении хотя бы одного из них срочно обращайтесь к врачу. Риску возникновения рака также подвержены люди со светлым оттенком кожи, светлыми или рыжими волосами, светлым цветом глаз.

Некоторые люди, желая получить более интенсивный загар, проводят под солнцем длительное время. Следствием этого могут стать сильные ожоги. Кожа краснеет, болит, повышается температура тела. Обладатели темной кожи меньше обгорают, так как у них в большем количестве вырабатывается пигментное вещество – меланин, защищающий кожу от ультрафиолета.

В жаркий безоблачный день есть вероятность получить солнечный удар, если долго находиться без головного убора. Человек чувствует усталость, тошноту, головокружение, учащение сердцебиения, головную боль. В худшем случае он теряет сознание. При признаках солнечного удара нужно немедленно вызвать скорую помощь, переместить пострадавшего в тень, положить на голову полотенце, смоченное холодной водой. Если человек в сознании, дать выпить прохладной воды.

Читать еще:  Метотрексат и алкоголь совместимость

Солнечное излучение опасно для глаз, поэтому врачи советуют не смотреть на солнце незащищенным взглядом. Ультрафиолет может вызвать не только ожоги глаз, но и такие опасные заболевания, как катаракта, синдром сухого глаза, птеригиум, кератит. Если вовремя не начать лечение, есть вероятность частично или полностью потерять зрение.

Людям с гипертонией и заболеваниями сердца не стоит долгое время проводить на солнце. Это может вызвать повышение артериального давления, тахикардию, гипертонический криз и даже инсульт.

Дозировка

Чтобы избежать негативных последствий солнечного света и получать от него только пользу, необходимо знать, сколько времени и когда следует принимать солнечные ванны. Самое опасное времяпровождение под солнцем с 11 до 15 часов дня. В эти часы солнце особенно высоко находится над уровнем горизонта, и воздействие солнечной радиации значительно возрастает. Безопаснее всего загорать утром или вечером.

Чтобы не обгореть в первый же день на пляже, стоит ограничить нахождение под солнцем до 15 минут, и с каждым последующим днем повышать дозировку. Так не будет причинен вред организму, а загар получится ровным и красивым.

Средства защиты

Прежде, чем выйти из дома под палящее солнце, следует подумать о защите организма от солнечной радиации.

Головной убор спасет от солнечного удара и перегрева. Бейсболки, кепки, широкополые шляпы должны быть из легких натуральных материалов, желательно светлого цвета.

Солнцезащитные очки не только оградят глаза от ультрафиолета, но и помогут избежать появления ранних мимических морщин вокруг глаз. Очки следует выбирать правильно. Дешевые некачественные очки могут пропускать ультрафиолетовые лучи и еще больше навредить зрению.

Существует большое разнообразие солнцезащитных кремов, масел, спреев. Их можно подобрать по назначению (для лица или тела), по типу кожи, по уровню защиты. Но стоит выбирать средства только проверенных производителей, чтобы не столкнуться с бесполезной подделкой, которая способна вызвать аллергию.

Всегда следует брать с собой прохладную воду, чтобы избежать обезвоживания организма. Вода может быть минеральной или бутилированной, но только не сладкой. Сладкий напиток еще больше усилит жажду. Добавьте в воду немного лимонного сока. Это улучшит вкусовые качества и добавит напитку много полезных витаминов и микроэлементов.

Солнечный свет приносит нашему организму большую пользу. Но, чтобы не навредить здоровью, учитывайте время пребывания под солнцем, пользуйтесь защитными средствами и не засыпайте на пляже.

Солнечная тепловая энергия. Природа и пригодность солнечного излучения

Солнечная тепловая энергия
1. Введение
2. Солнечный водонагреватель на крыше

Длины волн солнечного излучения

Солнце – огромный реактор ядерного синтеза, который превращает водород в гелий в количестве 4 миллиона тонн за секунду. Оно излучает тепловую энергию благодаря своей высокой внешней температуре – приблизительно 6000°C. Часть поступающего солнечного света (приблизительно 1/3) просто отражается от поверхности Земли. Остальной свет поглощается и в конечном счете нагревает Землю за счет инфракрасной длинноволновой части спектра. Земля получает столько энергии, сколько необходимо для стабильного энергоснабжения и нагрева для сохранения сохранения жизни людей.

Мы видим солнечное излучение как белый свет. Фактически же в нем есть широкий спектр длин волн, от «коротковолнового» инфракрасный (длиннее, чем видимый красный свет) до ультрафиолетового (короче, чем видимый фиолетовый). Распределение длин волн четко определен температурой поверхности Солнца:

Ниже приведу перевод надписей на рисунке “Поглощение и отражение солнечной энергии Землей”:

The sun emits visible light and radiation characteristic of its temperature of 6000°C. Average surface temperature approximately 15°C. The earth reflects away 30%. Average atmospheric temperature -20°C and radiates away the rest as long-wave infrared radiation to deep space at -270°C. Relative power density. Wavelength, nanometres. To radio waves → Outside atmosphere. At Earth’s surface. Long-wave infrared. Ultraviolet 350. And below. Blue. Green. Red. Short-wave infrared 1000-2000. Солнце испускает видимым свет, ультрафиолет и тепло благодаря температуре на его поверхности в 6000°C. Средняя внешняя температура поверхности Земли приблизительно 15°C. Земля отражает около 30% солнечного света. Средняя температура атмосферы -20°C, и часть ее тепла в виде длинноволнового инфракрасного излучения уходит в космическое пространство, средняя температура которого -270°C. Относительная энергетическая плотность. Длина волн, нанометры. К радиоволнам → За пределами атмосферы. На поверхности Земли. Длинноволновое инфракрасное излучение. Ультрафиолет 350. И ниже. Синий. Зеленый. Красный. Коротковолновое инфракрасное излучение 1000-2000.

Земля, которая имеет среднюю атмосферную температуру -20°C и внешнюю температуру поверхности 15°C, излучает энергию длинноволнового инфракрасного диапазона в космическое пространство, средняя температура которого всего лишь на несколько градусов выше абсолютного ноля (-273°C). Мы часто забываем про эту теплопотерю, но она хорошо заметна ясными ночами в мороз, когда тепло уходит сначала в верхние слои атмосферы, а затем в космос.

Как можно увидеть, большинство эффектов низкотемпературной солнечной энергии зависят от нашей способности использовать стекло и другие материалы с селективными свойствами, которые позволяют солнечному излучению проходить внутрь, но блокировать отражение длинноволнового инфракрасного излучения. Сбор солнечной энергии для высокотемпературных устройств, как например движущиеся поезда, большей частью использует сконцентрированную сложными зеркалами солнечную энергию.

Читать еще:  Холеретики препараты список

Прямое и рассеянное излучение

Когда лучи солнца проходят атмосферу, часть света рассеивается – в количестве, которое зависит от облачности. Эта часть рассеянного света доходит до поверхности земли. Этот рассеянный свет также освещает небо. Небольшую его часть его мы видим как голубой цвет ясного неба, но бóльшую – как белый цвет облаков.

То, что мы обычно называем солнечным светом – это та часть света, которая идет прямо от солнца. Ее также называют «прямым излучением». В ясные дни энергетическая плотность такого света может достигать 1 киловатта на квадратный метр (1 кВт*м -2 ). Эта величина взята за точку отсчета и названа «1 sun». Эта единица используется для оценки солнцесборников. В северной Европе и в некоторых городах южной Европы пиковые энергетические плотности на практике составляют около 900-1000 Ватт на квадратный метр.

В северной Европе в среднем за год приблизительно 50% солнечной радиации рассеивается, и 50% – это «прямой свет». В южной Европе, где уровни солнечного освещения выше, большинство света – прямой свет, особенно летом. Как рассеянное, так и прямое излучение нагревают тепловые приборы, но только прямое излучение может быть сфокусировано, чтобы производить очень высокие температуры. Но в то же время именно рассеянное излучение обеспечивает дневное естественное освещение в зданиях, особенно с окнами, ориентированными на север.

Применимость солнечного излучения

Интерес к солнечной энергии побудил начать точные измерения солнечных ресурсов и составлять солнечные карты. Для этого обычно используют солариметры (этот прибор также иногда называют пирариометр, pyrariometer):

Эти приборы содержат тщательно откалиброванные термоэлектрические элементы, закрытые стеклянной крышкой, которая направлена на небосвод. Напряжение в них изменяется пропорционально поступлению световой энергии. Колебания записываются электронным способом.

Наибольшее количество измерений солариметров отражают общее количество солнечной энергии, попадающей на их горизонтальные поверхности. Более детальные измерения разделяют прямое и рассеянное излучение. Эти данные могут быть математически преобразованы для расчета плотности излучения на наклоненные и вертикальные поверхности.

Так того и следовало ожидать, измерения показали, что среднегодовое солнечное освещение горизонтальных поверхностей наиболее высоко возле экватора, свыше 2000 киловатт-часов на квадратный метр за год (кВт*час*м -2 за год), и особенно высоко в пустынях. Эти области освещены лучше, чем северная Европа, которая обычно получает только около 1000 кВт*час*м -2 за год. Многие экспериментальные проекты, как например солнечные тепловые электростанции, строилось в таких районах, как южная Франции или Испании, где радиационные уровни составляют около 1500 кВт*час*м -2 за год, или на юге США, где уровни могут достигать 2500 кВт*час*м -2 за год.

Очевидно, что в Европе лето более солнечное, чем зима, но каковы средние величины солнечной энергии?

В середине июля солнечное освещение горизонтальной поверхности в северной Европе (например, в Ирландии, Великобритании, Дании и северной Германии) между 4,5 и 5 кВт*час*м -2 за день:

Солнечное излучение на горизонтальной поверхности (кВт*час на квадратный метр за день), Европа, июль.

Пять киловатт-часов – достаточно энергии, чтобы нагреть воду для горячей ванны. По британским местным ценам 2003 года на топливо нам пришлось бы заплатить приблизительно 15 пенсов за это количества тепла, если мы использовали нормальный газовый паровой котел или непиковое электричество. В южной Европе (Испания, Италия и Греция) в июле солнечные радиационные уровни выше – между 6 и 7,5 кВт*час*м -2 за день.

Зимой, однако, количество солнечного излучения намного ни-же. В январе средняя величина в северной Европе может быть в 10 раз меньше, чем в июле – около 0,5 кВт*час*м -2 за день, а вот в южной Европе, возможно ощутимо бóльшее освещение (1,5-2 кВт*час*м -2 за день):

Солнечное излучение на горизонтальной поверхности (кВт на 1 м 2 за день), Европа, январь.

Это означает, что в северной Европе нам нужно использовать оборудование, которое требуют наибольших энергозатрат летом. В южной Европе солнечного света достаточно и зимой, чтобы весь год использовать одно и то же оборудование.

Распределение солнечного света и тепла

С помощью данного видеоурока вы сможете самостоятельно изучить тему «Распределение солнечного света и тепла». Вначале обсудите, от чего зависит смена времен года, изучите схему годового вращения Земли вокруг Солнца, обратив особое внимание на наиболее примечательные по освещенности Солнцем четыре даты. Затем узнаете, от чего зависит распределение солнечного света и тепла на планете и почему это происходит неравномерно.

Читать еще:  Можно ли есть фунчозу на диете

Введение

Цель урока: узнать, от чего зависит распределение солнечного тепла и света на Земле и почему это происходит неравномерно.

Освещенность Земли Солнцем

Смена времен года зависит от вращения Земли вокруг Солнца и от того, что ось вращения планеты наклонена. Таким образом, Солнце освещает Землю неравномерно, то одну ее половину, то другую в большей степени.

Рис. 1. Распределение солнечного света и тепла на Земле (Источник)

Рис. 2. Освещение Земли Солнцем (Источник)

Дни солнцестояния и равноденствия. Полярные круги

Зимой лучше освещается южное полушарие Земли, летом – северное.

Рис. 3. Схема годового вращения Земли вокруг Солнца

Солнцестояние (летнее солнцестояние и зимнее солнцестояние) –моменты, когда высота Солнца над горизонтом в полдень наибольшая (летнее солнцестояние, 22 июня) или наименьшая (зимнее солнцестояние, 22 декабря).В южном полушарии все наоборот. 22 июня в северном полушарии наблюдается наибольшая освещенность Солнцем, день длиннее ночи, за полярными кругами наблюдается полярный день. В южном полушарии, опять-таки, все наоборот (т.е. все это характерно для 22 декабря).

Полярные круги (Северный полярный круг и Южный полярный круг) – параллели соответственно с северной и южной широтой около 66,5 градусов. К северу от Северного полярного круга и к югу от Южного полярного круга наблюдаются полярный день (летом) и полярная ночь (зимой). Область от полярного круга до полюса в обоих полушариях называется Заполярье. Полярный день – период, когда Солнце в высоких широтах круглые сутки не опускается за горизонт.

Полярная ночь период, когда Солнце в высоких широтах круглые сутки не поднимается над горизонтом, – явление, противоположное полярному дню, наблюдается одновременно с ним на соответствующих широтах другого полушария.

Рис. 4. Схема освещенности Земли Солнцем по зонам (Источник)

Равноденствие (весеннее равноденствие и осеннее равноденствие) – моменты, когда солнечные лучи касаются обоих полюсов, и отвесно падают на экватор. Весеннее равноденствие бывает 21 марта, осеннее равноденствие – 23 сентября. В эти дни оба полушария освещены одинаково, день равен ночи,

Главная причина изменения температуры воздуха – изменение угла падения солнечных лучей: чем более отвесно они падают на земную поверхность, тем лучше прогревают ее.

Рис. 5. Углы падения солнечных лучей (при положении Солнца 2 лучи лучше прогревают земную поверхность, нежели при положении 1) (Источник)

22 июня солнечные лучи наиболее отвесно падают на северное полушарие Земли, тем самым в наибольшей степени прогревая его.

Тропики – Северный тропик и Южный тропик – параллели соответственно с северной и южной широтой около 23,5 градусов.В один из дней солнцестояния Солнце в полдень над ними стоит в зените.

Пояса освещенности

Тропики и полярные круги разделяют Землю на пояса освещенности. Пояса освещенности – части поверхности Земли, ограниченные тропиками и полярными кругами и отличающиеся условиями освещенности.Самый теплый пояс освещенности – тропический, самый холодный – полярный.

Рис. 6. Пояса освещенности Земли (Источник)

Зависит ли погода от состояния небесных светил и их положения на небосводе?

Солнце – главное светило, от положения которого зависит погода на нашей планете. Луна и другие космические тела оказывают косвенное влияние.

Обелиск полярному кругу

Салехард расположен на линии северного полярного круга. В этом городе установлен обелиск полярному кругу.

Рис. 7. Обелиск полярному кругу (Источник)

Города, где можно наблюдать полярную ночь

Города, где можно наблюдать полярную ночь: Мурманск, Норильск, Мончегорск, Воркута, Североморск и др.

Домашнее задание

1. Назовите дни солнцестояния и дни равноденствия.

Список литературы

Основная

1. Начальный курс географии: учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений / Т.П. Герасимова, Н.П. Неклюкова. – 10-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010. – 176 с.

2. География. 6 кл.: атлас. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа; ДИК, 2011. – 32 с.

3. География. 6 кл.: атлас. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, ДИК, 2013. – 32 с.

4. География. 6 кл.: конт. карты: М.: ДИК, Дрофа, 2012. – 16 с.

Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники

1. География. Современная иллюстрированная энциклопедия / А.П. Горкин. – М.: Росмэн-Пресс, 2006. – 624 с.

Литература для подготовки к ГИА и ЕГЭ

1. География: Начальный курс: Тесты. Учеб. пособие для учащихся 6 кл. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2011. – 144 с.

2. Тесты. География. 6-10 кл.: Учебно-методическое пособие / А.А. Летягин. – М.: ООО «Агентство «КРПА «Олимп»: «Астрель», «АСТ», 2001. – 284 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Федеральный институт педагогических измерений (Источник).

2. Русское географическое общество (Источник).

4. Журнал География (Источник).

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector