11.Солнечная радиация и ее роль в обеспечении жизни на земле. Световой климат. Физиолого-гигиеническая оценка различных частей солнечного спектра.

Солнечная радиация – это интегральный поток корпускулярных частиц (протоны, альфа-частицы, электроны, нейтроны, нейтрино и другие) и электромагнитного (фотонного) излучения. Ультрафиол радиация (УФР) Солнца с длиной волны меньше 290 нм полностью поглощается кислородом и озоном в верхних слоях земной атмосферы. Тем не менее, загрязнение атмосферы промышленными выбросами, особенно фреоном, оказывает содействие разрушению и утоньшению озонового слоя атмосферы, в этих регионах появлению так называемых «озоновых дыр», из-за которых ближе к поверхности земли проникают более короткие и опасные для всего живого УФ лучи.

С физической точки зрения солнечная энергия представляют собой поток ЭМ излучений с различной длиной волны. Спектральный состав солнца колеблется в широком диапазоне от длинных волн исчезающе малой величины. Из-за поглощения, отражения и рассеяния лучистой энергии в мировом пространстве на поверхности земли солнечный спектр ограничен, особенно в коротковолновой части.

Если на границе земной атмосферы УФ-ая часть солнечного спектра составляет 5%, видимая – 52% и инфракрасная – 43%, то у поверхности земли УФ-ая часть составляет 1%, видимая – 40% и инфракрасная часть солнечного спектра – 59%.

Солнце для биосферы служит источником энергии, тепла и света. Она является основным фактором, обуславливающим климат местности.

Солнце является источником корпускулярных излучений (электроны, протоны, ядра гелия и др.) и электромагнитных волновых изучений: инфракрасного, видимого, ультрафиолетового, рентгеновского, гамма-излучения.

Под солнечной радиацией понимают испускаемый солнцем интегральный поток радиации, который представляет собой электромагнитное излучение.

Спектральный состав излучения солнца колеблется в широком диапазоне - от километровых радиоволн до волн длинной в десятые доли нм (нанометра)

Оптическая часть солнечного спектра разделяется на три диапазона:

инфракрасные лучи с длиной волн от 2,8 тыс. до 760 нм,

видимая часть — от 760 до 400 нм и

ультрафиолетовая часть — от 400 до 280 нм

Суммарная энергия солнечного излучения не постоянна во времени и зависит от солнечной активности.

Солнечная активность – это явления, наблюдаемые на солнце – образование солнечных пятен, солнечных факелов, вспышек на солнце, возмущений в солнечной короне.

Солнечная активность подчинена определенным закономерностям, в частности, 11-летним, 33-летним и вековым циклам. Это – солнечные циклы.

Световой климат той или иной местности определяется количеством солнечного излучения, доходящего до земной поверхности и зависит от целого ряда природных и антропогенных факторов.

Одной из важных причин, определяющих мощность общего потока солнечного излучения на земной поверхности является толщина слоя атмосферы, через которую оно проходит.

На световой климат существенное влияет загрязненность атмосферного воздуха пылью, дымом и газами, снижая интенсивность солнечного излучения на 15-50%.

Облачная, туманная, а также влажная погода уменьшает суммарное солнечное излучение в среднем

на 45 — 55 %.

В атмосфере происходят процессы поглощения и рассеяния солнечного света, причем в большой мере это отражается на ультрафиолетовом излучении.

Одной из главных химических реакций, происходящих в атмосфере под воздействием энергии излучения Солнца, является образование озона. Озон образуется в стратосфере под воздействием солнечного коротковолнового излучения (λ < 240 нм).

В термическом смысле атмосфера является защитной оболочкой для Зем­ли. Это явление за­держивания и последующего возврата атмосферой значительной части длинно­волнового излучения Земли известно под названием тепличного эффекта.

Формула Планка: е = hf,

• где е — энергия кванта; f — частота колебаний; h — квантовая постоянная.

• чем больше частота колебаний (или чем меньше длина волны), тем больший запас энергии несет квант излучения и тем больше будет выражена степень воздействия (в том числе повреждающего действия) такого излучения на организм.

Реакции организмов зависит от типа излучения, от длины электромагнитных волн, от поглощения этих волн тканями.

Самые короткие волны — ультрафиолетовые, имеют максимальную энергию 5 — 100 эВ,

излучение видимого света — 1 — 5 эВ,

а инфракрасное излучение — самое слабое с энергетической точки зрения (энергия фотонов – менее 1 Эв).

Ультрафиолетовая часть спектра. УФ от 290 до 400 нм

Механизм действия УФИ на организм человека сложный. В нем выделяют три основные процесса , связанные между собой: биофизический, гуморальный и нервно-рефлекторный.

УФИ подразделяют на 3 основных компонента, оказывающих различное биологическое воздействие:

УФ-А (А –излучение) с длиной волн 400—320 нм (синонимы: длинноволновое УФИ, ближнее УФИ);

УФ-В—с длиной волн 320—280 нм (синонимы: средневолновое УФИ, загарная радиация);

УФ-С—от 280 до 200 нм (синонимы: коротковолновое УФИ, бактерицидная радиация).