какая радиация на солнце
Солнечная радиация или ионизирующее излучение солнца
Солнце – источник света и тепла, в котором нуждается все живое на Земле. Но помимо фотонов света, оно излучает жесткую ионизирующую радиацию, состоящую из ядер и протонов гелия. Почему так происходит?
Причины возникновения солнечного излучения
Солнечная радиация образуется в дневные часы во время хромосферных вспышек – гигантских взрывов, происходящих в атмосфере Солнца. Часть солнечного вещества выбрасывается в космическое пространство, образуя космические лучи, главным образом состоящие из протонов и небольшого количеств ядер гелия. Эти заряженные частицы спустя 15-20 минут после того, как солнечная вспышка становится видимой, достигают поверхности земли.
Спектр солнечного излучения
Спектр солнечного излученияСпектр солнечного излучения включает как коротковолновые, так длинноволновые области:
Свыше 95% излучения Солнца приходится на область «оптического окна» – видимого участка спектра с прилегающими областями ультрафиолетовых и инфракрасных волн. По мере прохождения через слои атмосферы действие солнечных лучей ослабляется – вся ионизирующая радиация, рентгеновские лучи и почти 98% ультрафиолета задерживаются земной атмосферой. Практически без потерь до земли доходит видимый свет и инфракрасное излучение, хотя и они частично поглощаются молекулами газов и частицами пыли, находящимися в воздухе.
В связи с этим, солнечное излучение не приводит к заметному повышению радиоактивного излучения на поверхности Земли. Вклад Солнца вместе с космическими лучами в формирование общей годовой дозы облучения составляет всего 0,3 мЗв/год. Но это усредненное значение, на самом деле уровень падающего на землю излучения различен и зависит от географического положения местности.
Где солнечное ионизирующее облучение сильнее?
Наибольшая мощность космических лучей фиксируется на полюсах, а меньше всего – на экваторе. Связано это с тем, что магнитное поле Земли отклоняет к полюсам заряженные частицы, падающие из космоса. Кроме этого, излучение усиливается с высотой – на высоте 10 километров над уровнем моря его показатель возрастает в 20-25 раз. Активному воздействию более высоких доз солнечной радиации подвергаются жители высокогорий, поскольку атмосфера в горах тоньше и легче простреливается идущими от солнца потоками гамма-квантов и элементарных частиц.
Важно. Серьезного воздействия радиационный уровень до 0,3 мЗв/ч не оказывает, но при дозе 1,2 мкЗ/ч рекомендуется покинуть район, а случае крайней необходимости находится на его территории не более полугода. При превышении показаний вдвое следует ограничить пребывание в этой местности до трех месяцев.
Если над уровнем моря годовая доза космического облучения составляет 0,3 мЗв/год, то при повышении высоты через каждые сто метров этот показатель увеличивается на 0,03 мЗв/год. После проведения небольших расчетов можно сделать вывод, что недельный отпуск в горах на высоте 2000 метров даст облучение 1мЗв/год и обеспечит почти половину общей годовой нормы (2,4 мЗв/год).
Получается, что жители гор получают годовую дозу радиации, в разы превышающую норму, и должны чаще болеть лейкозом и раком, чем люди, живущие на равнинах. На самом деле, это не так. Наоборот, в горных районах фиксируется более низкая смертность от этих заболеваний, а часть населения – долгожители. Это подтверждает тот факт, что длительное нахождение в местах высокой радиационной активности не оказывает негативного влияния на организм человека.
Солнечные вспышки – высокая радиационная опасность
Вспышки на Солнце – большая опасность для человека и всего живого на Земле, поскольку плотность потока солнечного излучения может превышать обычный уровень космического излучения в тысячу раз. Так, выдающийся советский ученый А. Л. Чижевский связал периоды образования солнечных пятен с эпидемиями тифа (1883-1917 г) и холеры (1823-1923 г) в России. На основании сделанных графиков он еще в 1930 году предсказал возникновение обширной пандемии холеры в 1960-1962 годах, которая и началась в Индонезии в 1961 году, затем быстро распространилась на другие страны Азии, Африки и Европы.
Сегодня получено множество данных, свидетельствующих о связи одиннадцатилетних циклов солнечной активности со вспышками заболеваний, а также с массовыми миграциями и сезонами бурного размножения насекомых, млекопитающих и вирусов. Гематологи установили увеличение количество инфарктов и инсультов в периоды максимальной солнечной активности. Такая статистика связана с тем, что в это время у людей повышается свертываемость крови, а так как у больных с заболеваниями сердца компенсаторная деятельность угнетена, возникают сбои в его работе вплоть до некрозов сердечной ткани и кровоизлияний в мозг.
Большие солнечные вспышки происходят не так часто – раз в 4 года. В это время увеличивается количество и размер пятен, в солнечной короне образуются мощные коронарные лучи, состоящие из протонов и небольшого количества альфа-частиц. Самый мощный их поток астрологи зарегистрировали в 1956 году, когда плотность космического излучения на поверхности земли увеличилась в 4 раза. Еще одним последствием подобной солнечной активности стало полярное сияние, зафиксированное в Москве и Подмосковье в 2000 году.
Как себя обезопасить?
Конечно, повышенный радиационный фон в горах – не повод отказываться от поездок в горы. Правда, стоит подумать о мерах безопасности и отправиться в путешествие вместе с портативным радиометром, который поможет контролировать уровень радиации и при необходимости ограничить время пребывания в опасных районах. В местности, где показании счетчика показывают величину ионизирующего облучения в 7 мкЗв/ч, не стоит находиться больше одного месяца.
Солнечная радиация и её влияние на организм человека и климат
Слепящий солнечный диск во все времена будоражил умы людей, служил благодатной темой для легенд и мифов. Ещё с древности люди догадывались о его воздействии на Землю. Как близки были наши далёкие предки к истине. Именно лучистой энергии Солнца мы обязаны существованием жизни на Земле.
Что же представляет собой радиоактивное излучение нашего светила и как оно воздействует на земные процессы?
Что такое солнечная радиация
Солнечная радиация — это совокупность солнечной материи и энергии, поступающей на Землю. Энергия распространяется в виде электромагнитных волн со скоростью 300 тысяч километров в секунду, проходит через атмосферу и достигает Земли за 8 минут. Диапазон волн, участвующих в этом «марафоне», весьма широк — от радиоволн до рентгеновских лучей, включая видимую часть спектра. Земная поверхность находится под воздействием как прямых, так и рассеянных земной атмосферой, солнечных лучей. Именно рассеянием в атмосфере сине-голубых лучей объясняется голубизна неба в ясный день. Жёлто-оранжевый цвет солнечного диска обусловлен тем, что соответствующие ему волны проходят почти без рассеивания.
С запозданием на 2–3 суток земли достигает «солнечный ветер», представляющий собой продолжение солнечной короны и состоящий из ядер атомов лёгких элементов (водорода и гелия), а также электронов. Вполне естественно, что солнечная радиация оказывает сильнейшее влияние на организм человека.
Влияние солнечной радиации на организм человека
Электромагнитный спектр солнечной радиации состоит из инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой частей. Поскольку их кванты обладают различной энергией, то они оказывают разнообразное действие на человека.
Результатом воздействия инфракрасного излучения является тепловой эффект, который сопровождается расширением кровеносных сосудов, усилением кровотока и кожного дыхания. Происходит расслабление сосудов и мышц, обладающее болеутоляющим и противовоспалительным эффектом. Мягкое тепло стимулирует образование и усвоение биологически активных веществ.
Чрезвычайно велико и гигиеническое значение солнечной радиации. Поскольку видимый свет является решающим фактором в получении информации о внешнем мире, в помещении необходимо обеспечивать достаточный уровень освещённости. Его регламентирование производится согласно СНиП, которые для солнечной радиации составляются с учётом свето-климатических особенностей различных географических зон и учитываются при проектировании и строительстве различных объектов.
Даже поверхностный анализ электромагнитного спектра солнечного излучения доказывает, как велико влияние этого вида радиации на организм человека.
Распределение солнечного излучения по территории Земли
Далеко не всё излучение, идущее от Солнца, достигает поверхности земли. И причин для этого немало. Земля стойко отражает атаку тех лучей, которые губительны для её биосферы. Эту функцию выполняет озоновый щит нашей планеты, не пропуская наиболее агрессивную часть ультрафиолетового излучения. Атмосферный фильтр в виде водяного пара, углекислого газа, взвешенных в воздухе пылевых частиц — в значительной степени отражает, рассеивает и поглощает солнечное излучение.
Та его часть, которая преодолела все эти преграды, падает на поверхность земли под разными углами, зависящими от широты местности. Живительное солнечное тепло распределяется по территории нашей планеты неравномерно. По мере изменения высоты стояния солнца в течение года над горизонтом изменяется масса воздуха, через которую пролегает путь солнечных лучей. Все это оказывает влияние на распределение интенсивности солнечного излучения по территории планеты. Общая тенденция такова — этот параметр увеличивается от полюса к экватору, так как чем больше угол падения лучей, тем больше тепла попадает на единицу площади.
Карты солнечной радиации позволяют иметь картину распределения интенсивности солнечного излучения по территории Земли.
Влияние солнечной радиации на климат Земли
Решающее влияние на климат Земли оказывает инфракрасная составляющая солнечной радиации.
Понятно, что это происходит лишь в то время, когда Солнце находится над горизонтом. Это влияние зависит от удалённости нашей планеты от Солнца, которое изменяется в течение года. Орбита Земли представляет собой эллипс, внутри которого и находится Солнце. Совершая свой годичный путь вокруг Солнца, Земля то удаляется от своего светила, то приближается к нему.
Кроме изменения расстояния, количество поступающей на землю радиации, определяется наклоном земной оси к плоскости орбиты (66,5°) и вызываемой ею сменой времён года. Летом она больше, чем зимой. На экваторе этого фактора нет, но по мере роста широты места наблюдения, разрыв между летом и зимой становится значительным.
В процессах, происходящих на Солнце, имеют место всевозможные катаклизмы. Их воздействие отчасти нивелировано огромными расстояниями, защитными свойствами земной атмосферы и магнитным полем Земли.
Как защититься от солнечной радиации
Инфракрасная составляющая солнечного излучения — это вожделенное тепло, которого жители средних и северных широт с нетерпением ожидают все остальные сезоны года. Солнечной радиацией как оздоровительным фактором, пользуются как здоровые, так и больные.
Однако, нельзя забывать, что тепло так же, как и ультрафиолет, относится к очень сильным раздражителям. Злоупотребление их действием может привести к ожогу, общему перегреву организма, и даже к обострению хронических заболеваний. Принимая солнечные ванны, следует придерживаться проверенных жизнью правил. Особенно осторожно следует загорать в ясные солнечные дни. Грудным детям и пожилым людям, больным с хронической формой туберкулёза и проблемами с сердечно-сосудистой системой, следует довольствоваться рассеянным солнечным излучением в тени. Этого ультрафиолета, вполне достаточно для удовлетворения нужд организма.
Даже молодым людям, не имеющих особых проблем со здоровьем, следует предусмотреть защиту от солнечной радиации.
Сейчас появилось движение, активисты которого выступают против загара. И не напрасно. Загорелая кожа, несомненно, красива. Но меланин, вырабатываемый организмом (то что мы называем загаром) — это его защитная реакция на воздействие солнечного излучения. Пользы от загара нет! Есть даже сведения, что загар укорачивает жизнь, так как радиация имеет кумулятивное свойство — она накапливается в течении всей жизни.
Если дело обстоит так серьёзно, следует скрупулёзно соблюдать правила, предписывающие как защититься от солнечной радиации:
Во все ли времена года солнечная радиация опасна для человека? Количество поступающего на землю солнечного излучения связано со сменой времён года. На средних широтах летом оно на 25% больше чем зимой. На экваторе этой разницы нет, но по мере роста широты места наблюдения — это различие возрастает. Это происходит из-за того, что наша планета по отношению к солнцу наклонена под углом в 23,3 градуса. Зимой оно находится низко над горизонтом и освещает землю лишь скользящими лучами, которые меньше прогревают освещаемую поверхность. Такое положение лучей вызывает их распределение по большей поверхности, что снижает их интенсивность по сравнению с летним отвесным падением. Кроме того, наличие острого угла при прохождении лучей через атмосферу, «удлиняет» их путь, заставляя терять большее количество тепла. Это обстоятельство снижает воздействие солнечной радиации зимой.
Солнце — звезда, являющаяся для нашей планеты источником тепла и света. Она «управляет» климатом, сменой времён года и состоянием всей биосферы Земли. И только знание законов этого могучего воздействия, позволит использовать этот живительный дар на благо здоровья людей.
ТОП-10: Страшные опасности нашего Солнца, которые беспокоят ученых
Солнце оказывает огромное влияние на все грани жизни на нашей планете. Раскаленный, светящийся газовый шар находится в центре нашей Солнечной системы и влияет на все живое, а также на условия на других планетах. Многие культуры поклонялись Солнцу как Богу, и не зря. Без выделяемых им света и тепла жизнь просто не существовала бы.
Но Солнце также хранит множество тайн, и некоторые из них довольно опасны. На самом деле, некоторые наши ученые беспокоятся не зря! Вот десять довольно страшных опасностей нашего Солнца, которые заставляют некоторых ученых быть более чем «немного» обеспокоенными.
Отчасти из-за истощения озонового слоя в нашей атмосфере вредное ультрафиолетовое излучение постоянно бомбардирует поверхность нашей планеты. Хотя в некотором смысле оно полезно, у него также есть опасные недостатки. УФ излучение может привести ко многим проблемам, включая рак кожи, преждевременное старение, катаракту, и даже подавление иммунной системы у людей. Но что делает его еще более страшным, так это то, что истощение озона фактически привело к увеличению распространенности рака кожи за последние 30 лет, и некоторые исследователи опасаются, что эта цифра будет продолжать расти.
9. Солнечные вспышки
8. Выброс корональной массы
Фото: NASA Goddard Space Flight Center
Выбросы корональной массы или ВКМ, по существу являются солнечными взрывами, которые приводят к формированию больших облаков плазмы, вылетающих наружу от Солнца. Они могут извергаться в любом направлении и продолжать движение в этом направлении после извержения, подталкиваемые солнечным ветром. Эти выбросы могут содержать миллиарды тонн материи и могут ускоряться, пока не разовьют скорость в несколько миллионов километров в час, что довольно страшно!
7. Корональные дыры
Фото: NOAA
Корональные дыры могут образовываться в любом месте на Солнце в любое время. Они обычно появляются как «темные области» на его поверхности и чаще встречаются в года минимальной солнечной активности в 11-летнем цикле Солнца. Дыры выглядят темными, потому что они холоднее и на самом деле состоят из открытых однополярных магнитных полей. Но плохо в этих дырах то, что через них может выходить солнечный ветер. Если он воздействует на нашу атмосферу, то может накрыть нашу планету на несколько дней и вызвать геомагнитные бури. Такие бури могут быть как легкими, так и опасными и даже очень страшными.
Ученые говорят, что по большей части солнечный ветер не представляет серьезной или «прямой» опасности для людей на Земле, но он опасен для наших спутников, мировых электронных систем и для астронавтов, находящихся в космическом пространстве. Северное сияние и Южное полярное сияние вызваны солнечным ветром, и эти явления можно увидеть невооруженным глазом. Астронавты в космосе столкнутся с самой серьезной угрозой, если окажутся на пути солнечного ветра. У них может возникнуть повреждение хромосом и/или развиться рак от воздействия радиации. Такое влияние может оказаться фатальным, если будет слишком сильным, и сделает солнечный ветер опасной проблемой для будущего космического полета.
6. Геомагнитная буря
Еще в 1859 году учеными была зафиксирована крупнейшая в современной истории солнечная буря. Ее окрестили Суперштормом Кэррингтона (Carrington). Буря стала результатом «мега-вспышки», создавшей невероятные геомагнитные возмущения на Земле. Явление было настолько масштабным, что Северное сияние можно было увидеть в Гонолулу, а Южное сияние в Чили. В то время во всем мире было не много чувствительного электронного оборудования, но телеграфисты сообщали, что «с оборудования соскакивали искры», иногда даже начинались пожары!
Исследователи говорят, что, если бы геомагнитная буря такого масштаба произошла сегодня, она могла бы парализовать современную жизнь. Она может нарушить связь, повлиять на спутники и даже привести к отключению электросети. Некоторые исследования даже указывают на то, что «солнечный мегашторм» может парализовать современные спутники на срок до 10 лет. Но что самое страшное? Многие ученые считают, что это только вопрос времени, когда подобный мегашторм свалится на нашу планету. Это редкое явление, но, конечно, оно не исключается.
5. Солнце делает межпланетные путешествия намного опаснее
Мы уже упоминали, что солнечная радиация может быть опасна для астронавтов, но она создает еще более страшную вторичную проблему. Мы все знаем, что часы жизни на Земле тикают. Это лишь вопрос времени, когда наша планета станет неспособной поддерживать жизнь. Многие считают, что нам придется стать «межпланетным видом», если мы хотим выжить в долгосрочной перспективе. Но солнечная радиация может сделать это чрезвычайно проблематичным!
4. В конце концов Солнце испарит водные запасы Земли
С этого момента все начинает выглядеть мрачно. Наше Солнце в настоящее время находится в стадии своего жизненного цикла, где оно классифицируется как звезда главной последовательности. На данном этапе оно в основном стабильно и мирно преобразует водород в гелий. Хорошие новости, верно? Звезда размером с наше Солнце обычно проводит в этой фазе около восьми миллиардов лет. Это означает, что у Солнца, которому, по оценкам, около 4,5 миллиардов лет, есть еще много лет жизни.
А каковы плохие новости? Когда Солнце сжигает водород, его яркость увеличивается примерно на десять процентов каждый миллиард лет или около того. Десятипроцентное увеличение яркости изменит гостеприимную зону в нашей Солнечной системе, что приведет к катастрофическим изменениям в нашем мире. Десятипроцентное увеличение яркости Солнца сделает Землю достаточно горячей, чтобы океаны на ней стали испаряться.
К сожалению, после того, как Солнце начнет испарять океаны, все еще более усугубится. Есть определенные предположения о том, что именно произойдет, но в целом ученые согласны с тем, что по мере испарения океанов в нашу атмосферу попадет больше воды.
Это, в свою очередь, создаст парниковый эффект, когда все больше тепла будет поглощаться атмосферой, что заставит еще больше океанов испаряться. В конце концов, наши океаны закипят… И этот цикл будет продолжаться до тех пор, пока Земля не станет практически сухой, а большая часть воды будет аккумулирована в атмосфере при очень высокой температуре.
2. Солнце будет «высасывать» воду из нашей атмосферы
Если в атмосфере останется вода, значит, будет еще надежда на существование человека и жизни в целом, верно? Не совсем так. По мере того, как Солнце продолжит превращаться в красного гиганта, вода, содержащаяся в атмосфере, будет подвергаться воздействию солнечного излучения. В итоге это приведет к распаду молекул, что позволит воде высвободиться из атмосферы в виде кислорода и водорода. Итак, после того, как океаны закипят, Солнце будет «высасывать» воду прямо из нашей атмосферы по капельке.
1. Ученые расходятся во мнениях, сколько времени это займет, но Солнце в конце концов умрет
Фото: Fsgregs at the English language Wikipedia project
В конце концов, когда наша звезда станет красным гигантом, силы, вызывающие сжатие в ее центре, позволят поверхности расшириться. Наше Солнце, которое сейчас раскалено добела, остынет и станет раскаленным. Тем не менее, оно будет расти больше, гореть ярче, и в конечном итоге притянет Землю к своей массивной поверхности и сожжет ее. Или, может быть, Земля отойдет дальше от Солнца, когда оно потеряет массу, но в любом случае наша планета станет неузнаваемой мертвой скорлупой. Это будет ее конец.
Многие ученые сходятся во мнении, что однажды в далеком будущем наше Солнце, вероятно, уменьшится до размеров белого карлика, прежде чем у него полностью закончится топливо, и оно превратится в планетарную туманность. Исследователи полагают, что это займет около десяти миллиардов лет, но каковы шансы, что люди будут еще существовать, чтобы это засвидетельствовать? Давайте согласимся с тем, что такие шансы чертовски малы.
Радиация Солнца
Со́лнечная радиа́ция — электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца.
Электромагнитная составляющая солнечной радиации распространяется со скоростью света и проникает в земную атмосферу. До земной поверхности солнечная радиация доходит в виде прямой и рассеянной радиации. Всего Земля получает от Солнца менее одной двухмиллиардной его излучения. Спектральный диапазон электромагнитного излучения Солнца очень широк — от радиоволн до рентгеновских лучей — однако максимум его интенсивности приходится на видимую (жёлто-зелёную) часть спектра.
Существует также корпускулярная часть солнечной радиации, состоящая преимущественно из протонов, движущихся от Солнца со скоростями 300—1500 км/с (см. Солнечный ветер). Во время солнечных вспышек образуются также частицы больших энергий (в основном протоны и электроны), образующие солнечную компоненту космических лучей.
Энергетический вклад корпускулярной составляющей солнечной радиации в её общую интенсивность невелик по сравнению с электромагнитной. Поэтому в ряде приложений термин «солнечная радиация» используют в узком смысле, имея в виду только её электромагнитную часть.
Солнечная радиация — главный источник энергии для всех физико-географических процессов, происходящих на земной поверхности и в атмосфере (см. Инсоляция). Количество солнечной радиации зависит от высоты солнца, времени года, прозрачности атмосферы. Для измерения солнечной радиации служат актинометры и пиргелиометры. Интенсивность солнечной радиации обычно измеряется по её тепловому действию и выражается в калориях на единицу поверхности за единицу времени (см. Солнечная постоянная).
Влияние солнечной радиации на климат
