Solen spelar en viktig roll för oss på jorden. Det förser planeten och allt på den med viktiga faktorer som ljus och värme. Men vad är solstrålning, solljusets spektrum, hur påverkar allt detta oss och det globala klimatet som helhet?
Vad är solstrålning?
Dåliga tankar brukar dyka upp när du tänker på ordet "strålning". Men solstrålning är faktiskt en mycket bra sak - det är solljus! Varje levande varelse på jorden är beroende av honom. Det är nödvändigt för överlevnad, värmer planeten, ger mat åt växter.
Solstrålning är allt ljus och energi som kommer från solen, och det finns många olika former av det. I det elektromagnetiska spektrumet urskiljs olika typer av ljusvågor som sänds ut av solen. De är som vågorna du ser i havet: de rör sig upp och ner och från en plats till en annan. Spektrum av solstudier kan ha olika intensiteter. Skilja påultraviolett, synlig och infraröd strålning.
Ljuset rör energi
Spelet av solstrålning liknar bildligt talat ett pianoklaviatur. Ena änden av den har låga toner, medan den andra änden har höga toner. Detsamma gäller det elektromagnetiska spektrumet. Ena änden har låga frekvenser och den andra har höga frekvenser. Lågfrekventa vågor är långa under en viss tidsperiod. Det är saker som radar, tv och radiovågor. Högfrekvent strålning är högenergivågor med kort våglängd. Det betyder att själva våglängden är mycket kort under en given tidsperiod. Dessa är till exempel gammastrålar, röntgenstrålar och ultravioletta strålar.
Du kan tänka på det så här: lågfrekventa vågor är som att gå uppför en kulle med en gradvis stigning, medan högfrekventa vågor är som att snabbt gå uppför en brant, nästan vertikal backe. Höjden på varje kulle är densamma. Frekvensen av en elektromagnetisk våg avgör hur mycket energi den bär. Elektromagnetiska vågor som är längre och därför lägre frekvenser bär mycket mindre energi än de med kortare våglängder och högre frekvenser.
Det är därför röntgenstrålar och ultraviolett strålning kan vara farligt. De bär på så mycket energi att om de kommer in i din kropp kan de skada celler och orsaka problem som cancer och DNA-förändringar. Saker som radio och infraröda vågor, som bär mycket mindre energi, har egentligen ingen effektoss inget inflytande. Det är bra, för du vill absolut inte utsätta dig själv för risker genom att helt enkelt slå på stereon.
Synligt ljus, som vi och andra djur kan se med våra ögon, ligger nästan mitt i spektrumet. Vi ser inga andra vågor, men det betyder inte att de inte är där. Faktum är att insekter kan se ultraviolett ljus, men inte vårt synliga ljus. Blommor ser väldigt annorlunda ut för dem än de gör för oss, och det hjälper dem att veta vilka växter de ska besöka och vilka de ska hålla sig borta från.
Källa till all energi
Vi tar solljus för givet, men det behöver inte vara det, för i själva verket beror all energi på jorden på denna stora, ljusa stjärna i mitten av vårt solsystem. Och medan vi är i det bör vi också säga tack till vår atmosfär, eftersom den absorberar en del av strålningen innan den når oss. Det är en viktig balans: för mycket solljus och jorden blir varm, för lite och den börjar frysa.
Spelet av solstrålning nära jordens yta passerar genom atmosfären och ger energi i olika former. Låt oss först titta på de olika sätten att överföra det:
- Konduktivitet (ledning) är när energi överförs från direktkontakt. När du bränner din hand med en het stekpanna för att du glömt att ta på en ugnsvante, är det ledning. Kokkärlet överför värme till din hand genom direktkontakt. Dessutom, när dina fötter nuddar de kalla plattorna i badrummet på morgonen, överför de värme till golvet genom direktkontakt -konduktivitet i aktion.
- Spröjning är när energi överförs genom strömmar i en vätska. Det kan också vara gas, men processen är densamma ändå. När vätskan värms upp exciteras molekylerna, sprids och mindre täta, så de tenderar att stiga. När de svalnar faller de ner igen, vilket skapar en cellulär strömbana.
- Strålning (strålning) är när energi överförs i form av elektromagnetiska vågor. Tänk på hur bra det är att sitta bredvid en eld och känna den välkomna värmen stråla från den till dig – det är strålning. Radiovågor, ljus och värmevågor kan färdas från en plats till en annan utan hjälp av något material.
Grundläggande spektra för solstrålning
Solen har olika strålning: från röntgenstrålar till radiovågor. Solenergi är ljus och värme. Dess sammansättning:
- 6-7 % UV-ljus,
- ungefär 42 % av synligt ljus,
- 51 % NIR.
Vi får solenergi med en intensitet på 1 kilowatt per kvadratmeter vid havsnivån under många timmar om dagen. Ungefär hälften av strålningen finns i den synliga kortvågsdelen av det elektromagnetiska spektrumet. Den andra halvan är i det nära infraröda och lite i ultraviolett ljus.
UV-strålning
Det är ultraviolett strålning i solspektrumet som har en intensitet som är större än andra: upp till 300-400 nm. Den del av denna strålning som inte absorberas av atmosfärenproducerar solbränna eller solbränna för personer som har varit i solljus under långa perioder. UV-strålning i solljus har både positiva och negativa hälsoeffekter. Det är en viktig källa till vitamin D.
Synlig strålning
Synlig strålning i solspektrumet har en genomsnittlig intensitet. Kvantitativa uppskattningar av flödet och variationer i dess spektrala fördelning i de synliga och nära infraröda områdena av det elektromagnetiska spektrumet är av stort intresse i studien av sol-jordiska effekter. Området från 380 till 780 nm är synligt för blotta ögat.
Anledningen är att det mesta av solstrålningens energi är koncentrerad till detta område och det bestämmer den termiska jämvikten i jordens atmosfär. Solljus är en nyckelfaktor i processen för fotosyntes, som används av växter och andra autotrofa organismer för att omvandla ljusenergi till kemisk energi som kan användas som bränsle för kroppen.
Infraröd strålning
Det infraröda spektrumet, som sträcker sig från 700 nm till 1 000 000 nm (1 mm), innehåller en viktig del av den elektromagnetiska strålningen som når jorden. Infraröd strålning i solspektrumet har tre typer av intensitet. Forskare delar in detta intervall i 3 typer baserat på våglängd:
- A: 700–1400 nm.
- B: 1400–3000 nm.
- C: 3000-1mm.
Slutsats
Mångadjur (inklusive människor) har en känslighet i intervallet cirka 400-700 nm, och det användbara färgseendespektrat hos människor är till exempel cirka 450-650 nm. Utöver de effekter som uppstår vid solnedgång och soluppgång förändras den spektrala sammansättningen främst i förhållande till hur direkt solljus träffar marken.
Varannan vecka förser solen vår planet med tillräckligt med energi för hela året. I detta avseende betraktas solstrålning alltmer som en alternativ energikälla.
