Radiasi matahari secara singkat. Radiasi sinar matahari

Sumber terpenting dari mana permukaan Bumi dan atmosfer menerima energi panas adalah Matahari. Ini mengirimkan sejumlah besar energi radiasi ke ruang dunia: termal, cahaya, ultraviolet. Gelombang elektromagnetik yang dipancarkan Matahari merambat dengan kecepatan 300.000 km/s.

Pemanasan permukaan bumi bergantung pada sudut datangnya sinar matahari. Semuanya sinar matahari datang ke permukaan Bumi sejajar satu sama lain, tetapi karena Bumi memiliki bentuk bola, sinar matahari jatuh di berbagai bagian permukaannya pada sudut yang berbeda. Saat Matahari berada di puncaknya, sinarnya jatuh secara vertikal dan Bumi semakin panas.

Totalitas energi radiasi yang dikirim oleh Matahari disebut radiasi sinar matahari, biasanya dinyatakan dalam kalori per luas permukaan per tahun.

Radiasi sinar matahari mendefinisikan rezim suhu troposfer udara bumi.

Perlu dicatat bahwa jumlah total radiasi matahari lebih dari dua miliar kali jumlah energi yang diterima oleh Bumi.

Radiasi yang sampai ke permukaan bumi terdiri dari radiasi langsung dan difus.

Radiasi yang datang ke Bumi langsung dari Matahari dalam bentuk sinar matahari langsung di langit yang tidak berawan disebut lurus. Ini membawa jumlah panas dan cahaya terbesar. Jika planet kita tidak memiliki atmosfer, permukaan bumi hanya akan menerima radiasi langsung.

Namun, melewati atmosfer, sekitar seperempat dari radiasi matahari disebarkan oleh molekul gas dan kotoran, menyimpang dari jalur langsung. Beberapa dari mereka mencapai permukaan bumi, membentuk radiasi matahari yang tersebar. Berkat radiasi yang tersebar, cahaya juga menembus ke tempat-tempat di mana sinar matahari langsung (radiasi langsung) tidak menembus. Radiasi ini menciptakan siang hari dan memberi warna pada langit.

Radiasi matahari total

Semua sinar matahari yang mengenai bumi adalah total radiasi matahari yaitu, totalitas radiasi langsung dan difus (Gbr. 1).

Beras. 1. Total radiasi matahari per tahun

Distribusi radiasi matahari di atas permukaan bumi

Radiasi matahari tersebar tidak merata di seluruh bumi. Tergantung:

1. pada kepadatan dan kelembaban udara - semakin tinggi, semakin sedikit radiasi yang diterima permukaan bumi;

2. dari garis lintang geografis daerah tersebut - jumlah radiasi meningkat dari kutub ke khatulistiwa. Jumlah radiasi matahari langsung tergantung pada panjang jalur yang dilalui sinar matahari melalui atmosfer. Ketika Matahari berada di puncaknya (sudut datangnya sinar adalah 90 °), sinarnya mengenai Bumi dengan cara terpendek dan secara intensif mengeluarkan energinya ke area kecil. Di Bumi, ini terjadi di pita antara 23° LU. SH. dan 23°S sh., yaitu antara daerah tropis. Saat Anda menjauh dari zona ini ke selatan atau utara, panjang jalur sinar matahari meningkat, yaitu, sudut datangnya di permukaan bumi berkurang. Sinar mulai jatuh di Bumi pada sudut yang lebih kecil, seolah-olah meluncur, mendekati garis singgung di wilayah kutub. Akibatnya, aliran energi yang sama didistribusikan ke area yang lebih luas, sehingga jumlah energi yang dipantulkan meningkat. Jadi, di daerah khatulistiwa, di mana sinar matahari jatuh di permukaan bumi dengan sudut 90 °, jumlah radiasi matahari langsung yang diterima oleh permukaan bumi lebih tinggi, dan ketika Anda bergerak ke arah kutub, jumlah ini adalah berkurang tajam. Selain itu, panjang hari pada waktu yang berbeda dalam setahun juga tergantung pada garis lintang daerah tersebut, yang juga menentukan jumlah radiasi matahari yang masuk ke permukaan bumi;

3. dari pergerakan tahunan dan harian Bumi - di lintang tengah dan tinggi, masuknya radiasi matahari sangat bervariasi sesuai dengan musim, yang dikaitkan dengan perubahan ketinggian siang hari dan panjang hari ;

4. pada sifat permukaan bumi - semakin cerah permukaannya, semakin banyak sinar matahari yang dipantulkan. Kemampuan suatu permukaan untuk memantulkan radiasi disebut albedo(dari lat. putih). Salju memantulkan radiasi dengan sangat kuat (90%), pasir lebih lemah (35%), chernozem bahkan lebih lemah (4%).

Permukaan bumi, menyerap radiasi matahari (radiasi yang diserap), memanas dan memancarkan panas ke atmosfer (radiasi pantul). Lapisan bawah atmosfer sebagian besar menunda radiasi terestrial. Radiasi yang diserap oleh permukaan bumi dihabiskan untuk memanaskan tanah, udara, dan air.

Bagian dari radiasi total yang tersisa setelah pemantulan dan radiasi termal permukaan bumi disebut keseimbangan radiasi. Keseimbangan radiasi permukaan bumi bervariasi selama hari dan musim dalam setahun, tetapi rata-rata untuk tahun itu memiliki nilai positif di mana-mana, dengan pengecualian gurun es di Greenland dan Antartika. Keseimbangan radiasi mencapai nilai maksimumnya pada garis lintang rendah (antara 20°LU dan 20°S) - lebih dari 42*10 2 J/m 2 , pada garis lintang sekitar 60° di kedua belahan berkurang menjadi 8*10 2 - 13 * 10 2 J / m 2.

Sinar matahari memberikan hingga 20% energinya ke atmosfer, yang didistribusikan ke seluruh ketebalan udara, dan oleh karena itu pemanasan udara yang disebabkan olehnya relatif kecil. Matahari memanaskan permukaan bumi, yang mentransfer panas udara atmosfer atas biaya konveksi(dari lat. konveksi- pengiriman), yaitu, pergerakan vertikal udara yang dipanaskan di permukaan bumi, di mana udara yang lebih dingin turun. Ini adalah bagaimana atmosfer menerima sebagian besar panasnya - rata-rata, tiga kali lebih banyak daripada langsung dari Matahari.

Kehadiran karbon dioksida dan uap air tidak memungkinkan panas yang dipantulkan dari permukaan bumi bebas lepas ke luar angkasa. Mereka menciptakan efek rumah kaca, karena itu penurunan suhu di Bumi pada siang hari tidak melebihi 15 ° C. Dengan tidak adanya karbon dioksida di atmosfer, permukaan bumi akan mendingin 40-50 °C dalam semalam.

Sebagai hasil dari pertumbuhan skala aktivitas ekonomi orang - pembakaran batu bara dan minyak di pembangkit listrik termal, emisi dari perusahaan industri, peningkatan emisi mobil - kandungan karbon dioksida di atmosfer meningkat, yang mengarah pada peningkatan efek rumah kaca dan mengancam perubahan iklim global.

Sinar matahari, setelah melewati atmosfer, jatuh ke permukaan bumi dan memanaskannya, dan, pada gilirannya, melepaskan panas ke atmosfer. Ini menjelaskan fitur yang menonjol troposfer: penurunan suhu udara dengan ketinggian. Tetapi ada kalanya lapisan atas atmosfer lebih hangat daripada lapisan bawah. Fenomena seperti itu disebut inversi suhu(dari lat. inversio - membalik).

Radiasi matahari, yang mencakup panjang gelombang elektromagnetik kurang dari 4 m1, dalam meteorologi biasa disebut gelombang pendek. Dalam spektrum matahari, ultraviolet (< 400 нм), видимую (= 400…760 нм) и инфракрасную (>760 nm) bagian.

Radiasi matahari yang datang langsung dari piringan matahari disebut radiasi matahari langsung S. Biasanya dicirikan oleh intensitas, yaitu jumlah energi radiasi dalam kalori yang lewat dalam 1 menit melalui 1 cm2 dari suatu daerah yang terletak tegak lurus terhadap sinar matahari.

Intensitas radiasi matahari langsung yang memasuki batas atas atmosfer bumi disebut konstanta matahari S 0 . Ini adalah sekitar 2 kal/cm2 menit. Di permukaan bumi, radiasi matahari langsung selalu jauh lebih kecil dari nilai ini, karena, melewati atmosfer, energi mataharinya melemah karena penyerapan dan hamburan oleh molekul udara dan partikel tersuspensi (butir debu, tetesan, kristal). Redaman radiasi matahari langsung oleh atmosfer dicirikan oleh koefisien redaman a atau koefisien transparansi sp.

Untuk menghitung radiasi matahari langsung yang jatuh pada permukaan yang tegak lurus, biasanya digunakan rumus Bouguer:

di mana S m adalah radiasi matahari langsung, kal cm-2 min-1, pada massa atmosfer tertentu, S 0 adalah konstanta matahari, p t adalah koefisien transparansi untuk massa atmosfer tertentu;

sa tidak menurut rumus, tetapi menurut tabel bemporada. Dari rumus (3.1) berikut bahwa

1 1 m = 10-3 nm = 10-6 m Mikrometer disebut juga mikron, dan nanometer disebut milimikron. 1 nm = 10-9 m.

di mana h adalah ketinggian matahari di atas cakrawala.

Radiasi yang tiba di permukaan bumi dari semua titik cakrawala disebut hamburan D. Jumlah radiasi matahari langsung dan difus yang tiba di permukaan bumi horizontal adalah total radiasi matahari Q:

Q = S" + D. (3.4)

Radiasi total yang telah mencapai permukaan bumi, sebagian dipantulkan darinya, menciptakan radiasi pantul R yang diarahkan dari permukaan bumi ke atmosfer. Sisa dari total radiasi matahari diserap oleh permukaan bumi. Rasio radiasi yang dipantulkan dari permukaan bumi dengan total radiasi yang masuk disebut albedoA.

Nilai A R mencirikan reflektifitas bumi

permukaan. Ini dinyatakan sebagai pecahan dari unit atau persentase. Selisih antara radiasi total dan radiasi pantul disebut radiasi serap, atau keseimbangan radiasi gelombang pendek permukaan bumi B menjadi:

Permukaan bumi dan atmosfer bumi, seperti semua benda dengan suhu di atas nol mutlak, juga memancarkan radiasi, yang secara konvensional disebut radiasi gelombang panjang. Panjang gelombangnya sekitar

4 hingga 100 mikron.

Radiasi diri permukaan bumi, menurut hukum Stefan-Boltzmann, sebanding dengan pangkat empat suhu mutlaknya

di mana = 0,814 10-10 kal/cm2 mnt deg4 Konstanta Stefan-Boltzmann; emisivitas relatif permukaan aktif: untuk sebagian besar permukaan alami 0,95.

Radiasi atmosfer diarahkan baik ke Bumi dan ke ruang dunia. Bagian dari radiasi atmosfer gelombang panjang yang diarahkan ke bawah dan tiba di permukaan bumi disebut kontra-radiasi atmosfer dan dilambangkan dengan E a.

Selisih antara radiasi sendiri dari permukaan bumi E s dan radiasi lawan dari atmosfer E a disebut radiasi efektif

Nilai E eff , diambil dengan tanda yang berlawanan, adalah keseimbangan radiasi gelombang panjang di permukaan bumi V d .

Selisih antara semua radiasi yang masuk dan semua radiasi yang keluar disebut

3.1. Instrumen untuk mengukur keseimbangan radiasi

Dan konstituennya

Perangkat aktinometrik digunakan untuk mengukur intensitas energi radiasi. berbagai desain. Perangkat bersifat mutlak dan relatif. Untuk instrumen absolut, pembacaan diperoleh segera dalam satuan termal, dan untuk instrumen relatif, dalam satuan relatif, oleh karena itu, untuk instrumen tersebut, perlu diketahui faktor konversi untuk transisi ke satuan termal.

Instrumen absolut cukup kompleks dalam hal desain dan penanganan dan tidak banyak digunakan. Mereka terutama digunakan untuk verifikasi instrumen relatif. Dalam desain perangkat relatif, metode termoelektrik paling sering digunakan, yang didasarkan pada ketergantungan kekuatan arus termal pada perbedaan suhu antara sambungan.

Penerima perangkat termoelektrik adalah thermopiles yang terbuat dari sambungan dua logam (Gbr. 3.1). Perbedaan suhu antara persimpangan dibuat sebagai akibat dari absorptivitas yang berbeda dari persimpangan atau

vanometer 3. Dalam kasus kedua, perbedaan suhu persimpangan dicapai dengan menaungi beberapa (persimpangan3) dan menyinari yang lain (persimpangan2) dengan radiasi matahari. Karena perbedaan suhu antara persimpangan ditentukan oleh radiasi matahari yang masuk, intensitasnya akan sebanding dengan kekuatan arus termoelektrik:

di mana N adalah simpangan jarum galvanometer; a adalah faktor konversi, kal / cm2 min.

Jadi, untuk menyatakan intensitas radiasi dalam satuan termal, pembacaan galvanometer perlu dikalikan dengan faktor konversi.

Faktor konversi untuk sepasang perangkat termoelektrik - galvanometer ditentukan dengan perbandingan dengan perangkat kontrol atau dihitung dengan Karakteristik listrik tercantum dalam sertifikat instrumen galvanometer dan aktinometrik, dengan akurasi 0,0001 kal/cm2 menit sesuai dengan rumus

di mana a adalah faktor konversi; nilai pembagian skala galvanometer, mA; k sensitivitas perangkat termoelektrik, milivolt per 1 kal/cm2 mnt; R b resistansi thermopile, Ohm; R r resistansi internal galvanometer, Ohm; R menambahkan resistansi tambahan galvanometer , Ohm.

Aktinometer termoelektrik AT-50 berfungsi untuk mengukur radiasi matahari langsung.

Perangkat aktinometer. Penerima aktinometer adalah disk1 yang terbuat dari kertas perak (Gbr. 3.2). Di sisi yang menghadap matahari, piringan menghitam, dan di sisi lain, sambungan internal2 termostat yang terbuat dari manganin dan konstantan, yang terdiri dari 36 elemen termo, direkatkan melalui paking kertas isolasi (hanya tujuh elemen termo yang ditunjukkan pada gambar). diagram). Sambungan eksternal dari 3 bintang termal melalui kertas isolasi

Beras. 3.2. Sirkuit bintang termal

pasangan bata 5 direkatkan ke piringan tembaga4. Oleh-

putri aktinometer yang terakhir ditempatkan dalam kotak tembaga besar dengan tanda kurung yang terpasang

kabel thermopile dan kabel lunak 6 (Gbr. 3.3).

Kasing dengan tanda kurung ditutup oleh selubung 7, dipasang dengan mur8, dan dihubungkan dengan sekrup10 ke tabung pengukur9. Ada lima diafragma di dalam tabung, diatur dalam urutan penurunan diameternya dari 20 menjadi 10 mm ke arah tubuh. Diafragma dipegang oleh ring datar dan pegas yang dipasang di antara bodi dan diafragma terkecil. DARI di dalam aperture menjadi hitam.

Di ujung tabung ada cincin 12 dan 13 untuk mengarahkan aktinometer ke matahari. Ring13 memiliki lubang dan ring12 memiliki titik. Bila dipasang dengan benar, berkas cahaya yang melewati lubang harus tepat jatuh pada titik cincin12. Tabung ditutup dengan penutup yang dapat dilepas11, yang berfungsi untuk menentukan posisi nol galvanometer dan melindungi penerima dari kontaminasi.

Tabung 9 dihubungkan ke penyangga 14 yang dipasang di dataran tinggi 16 oleh penyangga paralaks 17. Untuk mengatur sumbu tripod sesuai dengan garis lintang tempat, skala18 dengan pembagian, risiko19 dan sekrup20 digunakan.

Instalasi. Pertama, sumbu tripod diatur sesuai dengan garis lintang lokasi pengamatan. Untuk melakukan ini, dengan melonggarkan sekrup20, putar sumbu tripod hingga pembagian skala18 bertepatan, sesuai dengan

diberikan garis lintang, dengan risiko 19 dan Beras. 3.3 Termoelektrikperbaiki poros di posisi ini

aktinometer AT-50

lembaga penelitian. Kemudian aktinometer dipasang pada dudukan horizontal sehingga panah di dataran tinggi berorientasi ke utara, dan, setelah melepas penutup, arahkan ke matahari dengan melonggarkan sekrup 23 dan memutar pegangan 22; tabung 9 diputar sampai berkas cahaya melalui lubang pada ring 13 mengenai titik ring 12. Setelah itu, kabel aktinometer dengan penutup terbuka11 dihubungkan ke terminal galvanometer (+) dan (C), mengamati polaritasnya. Jika jarum galvanometer menyimpang melebihi nol, kabel dibalik.

Pengamatan. 1 menit sebelum pengamatan dimulai, dilakukan pengecekan pemasangan actinometer receiver di bawah sinar matahari. Setelah itu, tutupnya ditutup dan posisi nol N 0 dibaca menggunakan galvanometer. Kemudian penutup dilepas, akurasi membidik matahari diperiksa dan pembacaan galvanometer dihitung 3 kali dengan selang waktu 10-15 s (N 1 , N 2 , N 3 ) dan suhu pada galvanometer. Setelah dilakukan pengamatan, alat ditutup dengan tutup wadah.

Pengolahan pengamatan. Dari tiga pembacaan pada galvanometer, nilai rata-rata N c ditemukan dengan akurasi 0,1:

N dengan N 1N 2N 3. 3

Untuk mendapatkan pembacaan yang dikoreksi N ke nilai rata-rata N, koreksi skala N diperkenalkan, koreksi untuk suhu N t dari sertifikat kalibrasi galvanometer dan posisi titik nol N 0 dikurangi:

N N Nt N0 .

Untuk menyatakan intensitas radiasi matahari S dalam kal / cm2 min, pembacaan galvanometer N dikalikan dengan faktor konversi:

Intensitas radiasi matahari langsung pada permukaan horizontal dihitung dengan rumus (3.3).

Ketinggian matahari di atas ufuk h dan sinh dapat ditentukan dengan persamaan

sin h = sin sin + cos cos cos,

dimana letak garis lintang tempat pengamatan; deklinasi matahari untuk hari tertentu (Lampiran 9); sudut jam matahari diukur dari tengah hari yang sebenarnya. Ini ditentukan oleh waktu sebenarnya dari pertengahan pengamatan: t st = 15(t st 12h).

Pyranometer termoelektrik P-3x3 digunakan untuk mengukur hamburan dan radiasi matahari total.

Perangkat piranometer (Gbr. 3.4).

Bagian penerima piranometer adalah baterai termoelektrik 1 yang terdiri dari 87 elemen termo manganin dan konstantan. Potongan manganin dan konstantan sepanjang 10 mm berturut-turut disolder satu sama lain dan ditempatkan dalam bujur sangkar berukuran 3x3 cm sehingga sambungannya terletak di tengah dan di sudut. DARI di luar permukaan thermopile ditutupi dengan jelaga dan magnesium. Persimpangan genap thermopile dicat putih, dan ganjil

- hitam. Spa diatur sedemikian rupa

daerah hitam dan putih bergantian dalam

Beras. 3.4. Pyranometer termoelektrik P-3x3

pola kotak-kotak. Melalui paking kertas isolasi, thermopile melekat pada rusuk ubin 2 yang disekrup ke badan 3.

Karena perbedaan penyerapan radiasi matahari, perbedaan suhu dibuat antara persimpangan hitam dan putih, sehingga arus termal terjadi di sirkuit. Kabel dari thermopile terhubung ke terminal 4, di mana kabel yang menghubungkan piranometer dengan galvanometer terhubung.

Tubuh ditutup dari atas dengan kaca hemispherical cap 5 untuk melindungi thermopile dari angin dan presipitasi. Untuk melindungi thermopile dan tutup kaca dari kemungkinan kondensasi uap air, ada pengering kaca6 dengan penyerap kelembaban kimia (logam natrium, silika gel, dll.) di bagian bawah wadah.

Kasing dengan thermopile dan kubah kaca merupakan kepala piranometer, yang disekrup ke penyangga 7, dijepit pada tripod 8 dengan sekrup 9. Tripod dipasang di dasar kasing dan memiliki dua set sekrup 10 . Saat mengukur radiasi hambur atau total, piranometer dipasang secara horizontal sesuai dengan level11 dengan memutar sekrup10.

Untuk menaungi kepala piranometer dari sinar matahari langsung, digunakan layar bayangan, yang diameternya sama dengan diameter tutup kaca. Layar bayangan dipasang pada tabung 14, yang dihubungkan dengan sekrup 13 ke batang horizontal 12.

Ketika penerima piranometer diarsir dengan layar bayangan, radiasi difus diukur, dan tanpa naungan, radiasi total diukur.

Untuk menentukan posisi nol jarum galvanometer, serta untuk melindungi tutup kaca dari kerusakan, kepala piranometer ditutup dengan penutup logam 16.

Instalasi. Perangkat dipasang di area terbuka. Sebelum pengamatan, keberadaan pengering dalam pengering kaca diperiksa (1/3 dari pengering harus diisi dengan pengering). Kemudian tabung 14 dengan layar bayangan 15 dipasang pada batang 12 dengan sekrup 13.

Pyranometer selalu menghadap ke matahari dengan sisi yang sama ditandai dengan angka di kepala. Untuk memutar kepala piranometer dengan angka ke arah matahari, sekrup 9 sedikit dilonggarkan dan dipasang pada posisi ini.

Horizontalitas thermopile diperiksa pada level 11 dan, jika terjadi pelanggaran, disesuaikan dengan sekrup set 10.

Galvanometer untuk mengukur kekuatan arus termal dipasang di sisi utara piranometer pada jarak sedemikian rupa sehingga pengamat, saat membaca, tidak menaungi piranometer tidak hanya dari sinar matahari langsung.

sinar, tetapi juga dari bagian langit. Sambungan yang benar dari piranometer ke galvanometer diperiksa dengan penutup piranometer dilepas dan sangkar galvanometer dilepaskan. Ketika panah menyimpang melebihi nol, timbangan kawat dipertukarkan.

Pengamatan. Segera sebelum pengamatan, periksa pemasangan perangkat yang benar dalam hal ketinggian dan relatif terhadap matahari. Untuk membaca posisi nol galvanometer, kepala piranometer ditutup dengan penutup16 dan pembacaan galvanometer N 0 dicatat. Setelah itu, penutup piranometer dilepas dan serangkaian pembacaan dilakukan dengan selang waktu 10-15 detik.

Pertama, pembacaan galvanometer dihitung dengan piranometer berbayang untuk menentukan radiasi hamburan N 1, N 2, N 3, kemudian - dalam posisi tanpa bayangan (layar bayangan diturunkan dengan mengendurkan sekrup13) untuk menentukan total radiasi N 4, N 5, N 6. Setelah pengamatan, tabung dengan layar bayangan dibuka dan piranometer ditutup dengan penutup wadah.

Pengolahan pengamatan. Dari serangkaian pembacaan pada galvanometer untuk setiap jenis radiasi, nilai rata-rata N D dan N Q ditentukan:

Nilai koreksi N D dan N Q kemudian diperoleh. Untuk tujuan ini, koreksi skala N D dan N Q ditentukan dari nilai rata-rata dari sertifikat verifikasi galvanometer dan pembacaan peluru galvanometer dikurangi:

ND ND N N0 , NQ NQ N N0 .

Untuk menentukan intensitas radiasi hambur D dalam kal / cm2 min, pembacaan galvanometer N D perlu dikalikan dengan faktor konversi:

Untuk menentukan total radiasi Q dalam kal / cm2 min, faktor koreksi untuk ketinggian matahari F h juga diperkenalkan. Faktor koreksi ini diberikan dalam sertifikat verifikasi dalam bentuk grafik: ketinggian matahari di atas cakrawala diplot sepanjang sumbu absis, dan faktor koreksi di sepanjang sumbu ordinat.

Dengan mempertimbangkan faktor koreksi untuk ketinggian matahari, radiasi total ditentukan oleh rumus:

Q = a (NQ ND )Fh + ND .

Saat mengamati dengan piranometer, intensitas radiasi langsung ke permukaan horizontal juga dapat dihitung sebagai perbedaan antara radiasi total dan hamburan:

Albedometer termoelektrik keliling AP-3x3 ditujukan untuk

chen untuk pengukuran dalam kondisi lapangan radiasi total, hamburan dan pantul. Dalam praktiknya, ini terutama digunakan untuk mengukur albedo permukaan aktif.

Perangkat albedometer. Penerima albedometer (Gbr. 3.5) adalah kepala piranometer 1, disekrup pada selongsong 2 ke tabung 3 dengan suspensi gimbal 4 dan pegangan 5. Dengan memutar kenop hingga 180 °, penerima dapat diputar ke atas untuk mengukur radiasi gelombang pendek yang masuk dan ke bawah untuk mengukur radiasi gelombang pendek yang dipantulkan. Agar tabung berada dalam posisi vertikal, beban khusus meluncur pada batang di dalamnya, yang selalu bergerak ke bawah saat perangkat diputar. Untuk mengurangi guncangan saat memutar perangkat, bantalan karet6 ditempatkan di ujung tabung.

Saat dibongkar, perangkat dipasang di dasar kasing logam.

(C) dengan penerima terbuka dan klem galvanometer dilepaskan. Jika jarum galvanometer melampaui nol, kabel dibalik.

Selama pengamatan di lokasi permanen, penerima albedometer dipasang pada ketinggian 1-1,5 m di atas permukaan aktif, dan di ladang pertanian - pada jarak 0,5 m dari tingkat atas tutupan vegetasi. Saat mengukur radiasi total dan hamburan, kepala albedometer diputar dengan nomornya ke arah matahari.

Pengamatan. Titik nol ditandai 3 menit sebelum dimulainya pengamatan. Untuk melakukan ini, kepala albedometer ditutup dengan penutup dan pembacaan galvanometer N 0 dibaca. Kemudian tutup dibuka dan tiga pembacaan dilakukan pada galvanometer dengan posisi penerima albedometer di atas untuk mengukur radiasi total yang masuk: N 1 , N 2 , N 3 . Setelah pembacaan ketiga, penerima dimatikan dan setelah 1 menit dilakukan tiga pembacaan untuk mengukur radiasi pantul: N 4 , N 5 , N 6 . Kemudian penerima dihidupkan lagi dan setelah 1 menit, tiga bacaan lagi diambil untuk mengukur radiasi total yang masuk: N 7, N 8, N 9. Setelah akhir dari serangkaian pembacaan, penerima ditutup dengan penutup.

Pengolahan pengamatan. Pertama, hitung pembacaan rata-rata pada galvanometer untuk setiap jenis radiasi N Q dan N Rk:

N Q N 1N 2N 3N 7N 8N 9, 6

N Rk N 4N 5N 6. 3

Kemudian, koreksi skala diperkenalkan ke nilai rata-rata dari sertifikat verifikasi N Q dan N Rk, tempat nol N 0 dikurangi dan nilai koreksi N Q dan N Rk ditentukan:

N QN QN N 0 , N RkN RkN N 0 .

Karena albedo dinyatakan sebagai rasio radiasi pantul terhadap radiasi total, faktor konversi dikurangi dan albedo dihitung sebagai rasio pembacaan galvanometer terkoreksi saat mengukur radiasi pantul dan total (dalam persen):

Albedometer adalah instrumen yang paling serbaguna. Dengan adanya faktor konversi, mereka dapat menentukan radiasi total, hamburan, pantulan, dan menghitung radiasi langsung ke permukaan horizontal. Saat mengamati radiasi yang tersebar, perlu menggunakan layar bayangan untuk melindungi penerima dari sinar matahari langsung.

Pengukur keseimbangan termoelektrik M-10 digunakan untuk mengukur

dari keseimbangan radiasi permukaan yang mendasarinya, atau radiasi sisa, yang merupakan jumlah aljabar dari semua jenis radiasi yang masuk dan keluar dari permukaan ini. Bagian radiasi yang masuk terdiri dari radiasi langsung ke permukaan horizontal S”, radiasi hambur D dan radiasi atmosfer E a. Bagian pengeluaran keseimbangan radiasi, atau radiasi keluar, dipantulkan radiasi gelombang pendek RK dan radiasi gelombang panjang bumi E3.

Tindakan meteran keseimbangan didasarkan pada konversi fluks radiasi menjadi gaya gerak termoelektromotif menggunakan thermopile.

Gaya gerak listrik yang timbul di thermopile sebanding dengan perbedaan suhu antara penerima atas dan bawah dari meteran keseimbangan. Karena suhu penerima tergantung pada radiasi yang masuk dan keluar, gaya gerak listrik juga akan sebanding dengan perbedaan fluks radiasi yang datang dari atas dan di bawah penerima.

Keseimbangan radiasi B ketika diukur dengan meteran keseimbangan dinyatakan dengan persamaan

Pembacaan galvanometer N; k merupakan faktor koreksi yang memperhitungkan pengaruh kecepatan angin (Tabel 3.1).

Tabel 3.1

Faktor koreksi k (contoh)

Pembacaan pengukur keseimbangan, dikalikan dengan faktor koreksi yang sesuai dengan kecepatan angin tertentu, dikurangi untuk menyeimbangkan pembacaan pengukur dengan tenang.

perangkat pengukur keseimbangan(Gbr. 3.6). Penerima timbangan adalah dua pelat tembaga tipis 1 dan 2 yang menghitam, berbentuk persegi dengan sisi 48 mm. Dari dalam, sambungan 3, 4 thermopiles direkatkan melalui spacer kertas. Persimpangan dibentuk oleh gulungan pita konstantan yang dililitkan di sekitar batang tembaga5. Setiap putaran pita setengah berlapis perak. Awal dan akhir lapisan perak berfungsi sebagai sambungan termal. Persimpangan genap direkatkan ke atas, dan persimpangan ganjil

nye ke piring bawah. Seluruh thermopile terdiri dari sepuluh batang, yang masing-masing dililit dengan 32-33 putaran. Penerima timbangan ditempatkan dalam wadah6 berbentuk piringan dengan diameter 96 mm dan tebal 4 mm. Kasing terhubung ke pegangan7, di mana lead8 dari thermopile dilewatkan. meteran keseimbangan dengan ball-joint

Instalasi. Perangkat terpasang dengan panel di ujungnya bilah kayu pada ketinggian 1,5 m dari tanah. Penerima selalu dipasang secara horizontal dengan sisi penerima yang sama menghadap ke atas, ditandai pada perangkat dengan nomor 1. Kabel dari thermopile terhubung ke galvanometer.

Dalam kebanyakan kasus, meteran keseimbangan dinaungi dengan layar dari radiasi matahari langsung. Oleh karena itu, aktinometer dipasang pada rel yang sama dengan meteran keseimbangan untuk mengukur radiasi matahari langsung. Untuk memperhitungkan pengaruh kecepatan angin pada tingkat pengukur keseimbangan dan pada jarak kecil darinya, anemometer dipasang.

Pengamatan. 3 menit sebelum pengamatan dimulai, titik nol dari timbangan N 0 ditentukan. Ini dilakukan dengan sirkuit terbuka. Setelah itu neraca meter dihubungkan dengan galvanometer sehingga jarum galvanometer menyimpang ke kanan, dan dilakukan tiga kali pembacaan pada neraca meter N 1, N 2, N 3 dan sekaligus tiga pembacaan pada anemometer 1, 2, 3 . Jika pengukur keseimbangan dipasang dengan layar bayangan, maka setelah pembacaan pertama dan kedua pada pengukur keseimbangan, dua pembacaan dilakukan pada aktinometer.

Radiasi sinar matahari (radiasi matahari) adalah totalitas materi dan energi matahari yang datang ke bumi. Radiasi matahari terdiri dari dua bagian utama berikut: pertama, radiasi termal dan cahaya, yang merupakan kombinasi dari gelombang elektromagnetik; kedua, radiasi sel darah.

di bawah sinar matahari energi termal reaksi nuklir diubah menjadi energi radiasi. Ketika sinar matahari jatuh di permukaan bumi, energi radiasi kembali diubah menjadi energi panas. Radiasi matahari dengan demikian membawa cahaya dan panas.

Intensitas radiasi matahari. konstanta matahari. Radiasi matahari merupakan sumber panas terpenting bagi amplop geografis. Sumber panas kedua untuk amplop geografis adalah panas yang berasal dari bola dalam dan lapisan planet kita.

Karena fakta bahwa dalam amplop geografis ada satu jenis energi ( energi radiasi ) setara dengan bentuk lain ( energi termal ), maka energi radiasi radiasi matahari dapat dinyatakan dalam satuan energi panas - joule (J).

Intensitas radiasi matahari harus diukur terutama di luar atmosfer, karena ketika melewati bola udara, ia berubah dan melemah. Intensitas radiasi matahari dinyatakan dengan konstanta matahari.

konstanta matahari - ini adalah aliran energi matahari dalam 1 menit ke area dengan penampang 1 cm 2, tegak lurus terhadap sinar matahari dan terletak di luar atmosfer. Konstanta matahari juga dapat didefinisikan sebagai jumlah panas yang diterima dalam 1 menit di batas atas atmosfer oleh 1 cm 2 permukaan hitam yang tegak lurus terhadap sinar matahari.

Konstanta matahari adalah 1,98 kal / (cm 2 x mnt), atau 1,352 kW / m 2 x mnt.

Karena atmosfer atas menyerap sebagian besar radiasi, penting untuk mengetahui nilainya di batas atas amplop geografis, yaitu di stratosfer bawah. Radiasi matahari pada batas atas cangkang geografis dinyatakan konstanta matahari bersyarat . Nilai konstanta surya bersyarat adalah 1,90 - 1,92 kal / (cm 2 x mnt), atau 1,32 - 1,34 kW / (m 2 x mnt).

Konstanta matahari, bertentangan dengan namanya, tidak tetap. Itu berubah karena perubahan jarak dari Matahari ke Bumi saat Bumi bergerak dalam orbitnya. Tidak peduli seberapa kecil fluktuasi ini, mereka selalu mempengaruhi cuaca dan iklim.

Rata-rata, setiap kilometer persegi troposfer menerima 10,8 x 10 15 J per tahun (2,6 x 10 15 kal). Jumlah panas ini dapat diperoleh dengan membakar 400.000 ton batu bara. Seluruh Bumi dalam satu tahun menerima jumlah panas seperti itu, yang ditentukan oleh nilai 5,74 x 10 24 J. (1,37 x 10 24 kal).

Distribusi radiasi matahari "di batas atas atmosfer" atau dengan atmosfer yang benar-benar transparan. Pengetahuan tentang persebaran radiasi matahari sebelum masuk ke atmosfer, atau yang disebut iklim matahari (matahari) , penting untuk menentukan peran dan bagian partisipasi cangkang udara bumi (atmosfer) dalam distribusi panas di atas permukaan bumi dan dalam pembentukan rezim termalnya.

Jumlah panas matahari dan cahaya yang masuk per satuan luas ditentukan, pertama, oleh sudut datang sinar, yang bergantung pada ketinggian Matahari di atas cakrawala, dan kedua, oleh panjang hari.

Distribusi radiasi di dekat batas atas selubung geografis, yang hanya ditentukan oleh faktor astronomis, lebih merata daripada distribusi sebenarnya di dekat permukaan bumi.

Tanpa atmosfer, jumlah radiasi tahunan di garis lintang ekuator adalah 13.480 MJ/cm 2 (322 kkal/cm 2), dan di kutub 5.560 MJ/m 2 (133 kkal/cm 2). Di garis lintang kutub, Matahari mengirimkan panas sedikit kurang dari setengah (sekitar 42%) dari jumlah yang masuk ke khatulistiwa.

Tampaknya penyinaran matahari Bumi simetris terhadap bidang khatulistiwa. Tapi ini terjadi hanya dua kali setahun, pada hari-hari ekuinoks musim semi dan musim gugur. Kemiringan sumbu rotasi dan gerakan tahunan Bumi menentukan penyinaran asimetrisnya oleh Matahari. Pada bagian Januari tahun ini, belahan bumi selatan menerima lebih banyak panas, pada bulan Juli - belahan utara. Inilah tepatnya alasan utama ritme musiman dalam amplop geografis.

Perbedaan antara ekuator dan kutub belahan bumi musim panas kecil: 6.740 MJ/m 2 (161 kkal/cm 2) memasuki ekuator, dan sekitar 5.560 MJ/m 2 (133 kkal/cm 2 per setengah tahun) tiba di kutub. Tetapi negara-negara kutub di belahan bumi musim dingin pada saat yang sama sama sekali tidak memiliki panas dan cahaya matahari.

Pada hari titik balik matahari, kutub menerima lebih banyak panas daripada khatulistiwa - 46,0 MJ / m 2 (1,1 kkal / cm 2) dan 33,9 MJ / m 2 (0,81 kkal / cm 2).

Secara umum, iklim matahari tahunan di kutub adalah 2,4 kali lebih dingin daripada di khatulistiwa. Namun, harus diingat bahwa di musim dingin kutub tidak dipanaskan oleh Matahari sama sekali.

Iklim sebenarnya dari semua garis lintang sebagian besar disebabkan oleh faktor-faktor terestrial. Faktor terpenting dari faktor-faktor tersebut adalah: pertama, melemahnya radiasi di atmosfer, dan kedua, perbedaan intensitas asimilasi radiasi matahari oleh permukaan bumi dalam kondisi geografis yang berbeda.

Perubahan radiasi matahari saat melewati atmosfer. Sinar matahari langsung yang menembus atmosfer saat langit tidak berawan disebut radiasi matahari langsung . Nilai maksimumnya pada transparansi atmosfer yang tinggi pada permukaan yang tegak lurus terhadap sinar di zona tropis adalah sekitar 1,05 - 1,19 kW / m 2 (1,5 - 1,7 kal / cm 2 x menit. Di lintang tengah, tegangan radiasi tengah hari adalah biasanya sekitar 0,70 - 0,98 kW / m 2 x mnt (1,0 - 1,4 kal / cm 2 x mnt) Di pegunungan, nilai ini meningkat secara signifikan.

Bagian dari sinar matahari dari kontak dengan molekul gas dan aerosol tersebar dan diubah menjadi radiasi tersebar . Di permukaan bumi, radiasi yang tersebar tidak lagi berasal dari piringan matahari, tetapi dari seluruh langit dan menciptakan penerangan siang hari di mana-mana. Dari dia untuk hari yang cerah cahaya dan di mana sinar langsung tidak menembus, misalnya, di bawah kanopi hutan. Selain radiasi langsung, radiasi difus juga berfungsi sebagai sumber panas dan cahaya.

Nilai absolut dari radiasi hambur adalah semakin besar, semakin intens garis lurus. Nilai relatif radiasi yang tersebar meningkat dengan penurunan peran garis langsung: di garis lintang tengah di musim panas adalah 41%, dan di musim dingin 73% dari total kedatangan radiasi. Berat jenis radiasi hamburan dalam jumlah total radiasi juga tergantung pada ketinggian Matahari. Di lintang tinggi, radiasi tersebar menyumbang sekitar 30%, dan di lintang kutub, sekitar 70% dari semua radiasi.

Secara umum, radiasi difus menyumbang sekitar 25% dari total radiasi matahari yang mencapai planet kita.

Dengan demikian, radiasi langsung dan difus memasuki permukaan bumi. Bersama-sama, bentuk radiasi langsung dan menyebar radiasi total , yang mendefinisikan rezim termal troposfer .

Dengan menyerap dan menyebarkan radiasi, atmosfer secara signifikan melemahkannya. Jumlah redaman tergantung pada koefisien transparansi, menunjukkan seberapa besar radiasi yang sampai ke permukaan bumi. Jika troposfer hanya terdiri dari gas, maka koefisien transparansi akan sama dengan 0,9, yaitu, akan melewatkan sekitar 90% radiasi yang menuju ke Bumi. Namun, aerosol selalu ada di udara, mengurangi koefisien transparansi menjadi 0,7 - 0,8. Transparansi atmosfer berubah seiring perubahan cuaca.

Karena densitas udara berkurang dengan ketinggian, lapisan gas yang ditembus oleh sinar tidak boleh dinyatakan dalam km ketebalan atmosfer. Satuan pengukuran adalah massa optik, sama dengan ketebalan lapisan udara dengan sinar datang secara vertikal.

Melemahnya radiasi di troposfer mudah diamati pada siang hari. Ketika Matahari berada di dekat cakrawala, sinarnya menembus beberapa massa optik. Pada saat yang sama, intensitasnya sangat lemah sehingga orang dapat melihat Matahari dengan mata yang tidak terlindungi. Dengan terbitnya Matahari, jumlah massa optik yang dilalui sinarnya berkurang, yang menyebabkan peningkatan radiasi.

Derajat redaman radiasi matahari di atmosfer dinyatakan sebagai: rumus Lambert :

I i = I 0 p m , dimana

I i - radiasi yang mencapai permukaan bumi,

I 0 - konstanta matahari,

p adalah koefisien transparansi,

m adalah jumlah massa optik.

Radiasi matahari di dekat permukaan bumi. Jumlah energi radiasi per unit permukaan bumi terutama tergantung pada sudut datang sinar matahari. Daerah yang sama di ekuator, lintang menengah dan tinggi memiliki jumlah radiasi yang berbeda.

Insolasi matahari (pencahayaan) sangat lemah keadaan mendung. Besarnya kekeruhan di garis lintang khatulistiwa dan sedang serta rendahnya tingkat kekeruhan di garis lintang tropis membuat penyesuaian yang signifikan terhadap distribusi zona energi radiasi Matahari.

Distribusi panas matahari di atas permukaan bumi digambarkan pada peta radiasi matahari total. Seperti yang ditunjukkan peta-peta ini, garis lintang tropis menerima jumlah panas matahari terbesar - dari 7.530 hingga 9.200 MJ / m 2 (180-220 kkal / cm 2). Garis lintang khatulistiwa, karena kekeruhan yang tinggi, menerima panas yang agak lebih sedikit: 4.185 - 5.860 MJ / m 2 (100-140 kkal / cm 2).

Dari garis lintang tropis ke sedang, radiasi berkurang. Di pulau-pulau Kutub Utara, tidak lebih dari 2.510 MJ/m 2 (60 kkal/cm 2) per tahun. Distribusi radiasi di atas permukaan bumi bersifat zonal-regional. Setiap zona dibagi menjadi beberapa wilayah (region), agak berbeda satu sama lain.

Fluktuasi musiman dalam radiasi total.

Di garis lintang khatulistiwa dan tropis, ketinggian Matahari dan sudut datang sinar matahari sedikit berbeda dari bulan ke bulan. Radiasi total di semua bulan ditandai dengan nilai yang besar, perubahan musiman dalam kondisi termal tidak ada atau sangat tidak signifikan. Di sabuk khatulistiwa, dua maxima digariskan secara samar, sesuai dengan posisi zenithal Matahari.

Di zona sedang dalam perjalanan radiasi tahunan, maksimum musim panas dinyatakan dengan tajam, di mana nilai bulanan dari total radiasi tidak kurang dari yang tropis. Jumlah bulan hangat berkurang dengan garis lintang.

Di daerah kutub rezim radiasi berubah secara dramatis. Di sini, tergantung pada garis lintang, dari beberapa hari hingga beberapa bulan, tidak hanya pemanasan, tetapi juga penerangan berhenti. Di musim panas, iluminasi di sini terus menerus, yang secara signifikan meningkatkan jumlah radiasi bulanan.

Asimilasi radiasi oleh permukaan bumi. Albedo. Radiasi total yang mencapai permukaan bumi sebagian diserap oleh tanah dan badan air dan berubah menjadi panas. Di lautan dan lautan, radiasi total dihabiskan untuk penguapan. Sebagian dari total radiasi dipantulkan ke atmosfer ( radiasi pantul).

Matahari adalah sumber panas dan cahaya, memberi kekuatan dan kesehatan. Namun, dampaknya tidak selalu positif. Kekurangan energi atau kelebihannya dapat mengganggu proses alami kehidupan dan memicu berbagai masalah. Banyak orang percaya bahwa kulit kecokelatan terlihat jauh lebih cantik daripada pucat, tetapi jika lama dipegang di bawah sinar langsung, Anda bisa mendapatkan luka bakar yang parah. Radiasi matahari adalah aliran energi yang datang merambat dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang melewati atmosfer. Ini diukur dengan kekuatan energi yang ditransfer olehnya per satuan luas permukaan (watt / m 2). Mengetahui bagaimana matahari mempengaruhi seseorang, Anda dapat mencegah dampak negatifnya.

Apa itu radiasi matahari?

Banyak buku telah ditulis tentang Matahari dan energinya. Matahari adalah sumber energi utama untuk semua fenomena fisik dan geografis di Bumi. Satu dua miliar cahaya menembus ke lapisan atas atmosfer planet, sementara sebagian besar mengendap di ruang dunia.

Sinar cahaya adalah sumber utama dari jenis energi lain. Mendapatkan di permukaan bumi dan ke dalam air, mereka membentuk menjadi panas, mempengaruhi fitur iklim dan cuaca.

Tingkat paparan sinar cahaya pada seseorang tergantung pada tingkat radiasi, serta periode yang dihabiskan di bawah matahari. Orang menggunakan banyak jenis gelombang untuk keuntungan mereka, menggunakan sinar-x, sinar inframerah, dan sinar ultraviolet. Namun, gelombang matahari bentuk murni dalam jumlah besar dapat berdampak buruk bagi kesehatan manusia.

Besarnya radiasi tergantung pada:

• posisi matahari. Jumlah terbesar paparan terjadi di dataran dan gurun, di mana titik balik matahari cukup tinggi, dan cuaca tidak berawan. Daerah kutub menerima jumlah cahaya minimum, karena tutupan awan menyerap sebagian besar fluks cahaya;
• panjang hari. Semakin dekat ke khatulistiwa, semakin lama siang hari. Di sanalah orang mendapatkan lebih banyak panas;
• sifat atmosfer: kekeruhan dan kelembaban. Di khatulistiwa, peningkatan kekeruhan dan kelembaban, yang merupakan hambatan bagi lewatnya cahaya. Itulah sebabnya jumlah fluks cahaya di sana lebih sedikit daripada di daerah tropis.

Distribusi

Distribusi sinar matahari di atas permukaan bumi tidak merata dan tergantung pada:

• kepadatan dan kelembaban atmosfer. Semakin besar mereka, semakin sedikit eksposur;
• lintang geografis daerah tersebut. Jumlah cahaya yang diterima naik dari kutub ke khatulistiwa;
• gerakan-gerakan bumi. Jumlah radiasi bervariasi tergantung pada waktu tahun;
• karakteristik permukaan bumi. Sejumlah besar fluks cahaya tercermin dalam permukaan cahaya, seperti salju. Chernozem memantulkan energi cahaya paling lemah.

Karena luasnya wilayahnya, tingkat radiasi di Rusia sangat bervariasi. Paparan matahari di wilayah utara kira-kira sama - 810 kWh / m 2 selama 365 hari, di selatan - lebih dari 4100 kWh / m 2.

Yang tidak kalah pentingnya adalah lamanya jam di mana matahari bersinar.. Angka-angka ini berbeda dalam daerah yang berbeda, yang dipengaruhi tidak hanya oleh garis lintang geografis, tetapi juga oleh keberadaan pegunungan. Pada peta radiasi matahari di Rusia, terlihat jelas bahwa di beberapa daerah tidak disarankan untuk memasang saluran listrik, karena cahaya alami cukup mampu menyediakan listrik dan panas bagi penduduk.

jenis

Aliran cahaya mencapai Bumi dengan berbagai cara. Di sinilah jenis radiasi matahari bergantung:

• Sinar dari matahari disebut radiasi langsung.. Kekuatan mereka tergantung pada ketinggian matahari di atas cakrawala. level maksimal diamati pada jam 12 siang, minimum - di pagi dan sore hari. Selain itu, intensitas dampak terkait dengan waktu tahun: tertinggi terjadi di musim panas, terendah di musim dingin. Merupakan karakteristik bahwa di pegunungan tingkat radiasi lebih tinggi daripada di permukaan datar. Juga, udara kotor mengurangi fluks cahaya langsung. Semakin rendah matahari di atas cakrawala, semakin sedikit ultraviolet.
• Radiasi pantul adalah radiasi yang dipantulkan oleh air atau permukaan bumi.
• Radiasi matahari yang tersebar terbentuk ketika fluks cahaya dihamburkan. Warna biru langit dalam cuaca tak berawan tergantung padanya.

Radiasi matahari yang diserap tergantung pada reflektifitas permukaan bumi - albedo.

Komposisi spektral radiasi beragam:

• sinar berwarna atau sinar tampak memberikan penerangan dan memiliki sangat penting dalam kehidupan tumbuhan;
• ultraviolet harus menembus tubuh manusia secara moderat, karena kelebihan atau kekurangannya bisa berbahaya;
• iradiasi inframerah memberikan rasa hangat dan mempengaruhi pertumbuhan vegetasi.

Radiasi matahari total adalah sinar langsung dan hamburan yang menembus bumi.. Dengan tidak adanya awan, sekitar jam 12 siang, dan juga di waktu musim panas tahun mencapai maksimum.

Cerita dari pembaca kami

Vladimir
61 tahun

Bagaimana dampaknya?

Gelombang elektromagnetik terdiri dari bagian-bagian yang berbeda. Ada sinar ultraviolet yang tidak terlihat, inframerah dan terlihat. Secara karakteristik, fluks radiasi memiliki struktur energi yang berbeda dan mempengaruhi orang dengan cara yang berbeda.

Fluks cahaya dapat memiliki efek penyembuhan yang menguntungkan pada keadaan tubuh manusia . Melewati organ visual, cahaya mengatur metabolisme, pola tidur, dan mempengaruhi kesejahteraan umum seseorang. Selain itu, energi cahaya dapat menimbulkan rasa hangat. Ketika kulit disinari, reaksi fotokimia terjadi di dalam tubuh yang berkontribusi pada metabolisme yang tepat.

Ultraviolet memiliki kemampuan biologis yang tinggi, memiliki panjang gelombang 290 hingga 315 nm. Gelombang ini mensintesis vitamin D dalam tubuh, dan juga mampu menghancurkan virus tuberkulosis dalam beberapa menit, staphylococcus - dalam seperempat jam, basil demam tifoid - dalam 1 jam.

Secara khas, cuaca yang tidak berawan mengurangi durasi munculnya epidemi influenza dan penyakit lain, seperti difteri, yang memiliki kemampuan untuk ditularkan melalui tetesan udara.

Kekuatan alami tubuh melindungi seseorang dari fluktuasi atmosfer yang tiba-tiba: suhu udara, kelembaban, tekanan. Namun, terkadang perlindungan seperti itu melemah, yang, di bawah pengaruh kelembaban tinggi, bersama dengan suhu tinggi, menyebabkan kejutan termal.

Paparan radiasi terkait dengan tingkat penetrasinya ke dalam tubuh. Semakin panjang gelombang, semakin kekuatan yang lebih kuat radiasi. Gelombang inframerah mampu menembus hingga 23 cm di bawah kulit, aliran yang terlihat - hingga 1 cm, ultraviolet - hingga 0,5-1 mm.

Orang menerima semua jenis sinar selama aktivitas matahari, ketika mereka tinggal di ruang terbuka. Gelombang cahaya memungkinkan seseorang untuk beradaptasi dengan dunia, itulah sebabnya untuk memastikan kesejahteraan yang nyaman di kamar, perlu untuk menciptakan kondisi untuk tingkat pencahayaan yang optimal.

Dampak manusia

Dampak radiasi matahari terhadap kesehatan manusia ditentukan oleh berbagai faktor. Tempat tinggal seseorang, iklim, serta jumlah waktu yang dihabiskan di bawah sinar langsung penting.

Dengan kurangnya sinar matahari, penduduk Far North, serta orang-orang yang aktivitasnya terkait dengan pekerjaan bawah tanah, seperti penambang, mengalami berbagai gangguan kehidupan, penurunan kekuatan tulang, dan gangguan saraf terjadi.

Anak-anak yang menerima lebih sedikit cahaya menderita rakhitis lebih sering daripada yang lain. Selain itu, mereka lebih rentan terhadap penyakit gigi, dan juga memiliki penyakit TBC yang lebih lama.

Namun, paparan gelombang cahaya yang terlalu lama tanpa pergantian siang dan malam secara berkala dapat merugikan kesehatan. Misalnya, penduduk Kutub Utara sering menderita lekas marah, kelelahan, insomnia, depresi, dan penurunan kemampuan untuk bekerja.

Radiasi di Federasi Rusia memiliki aktivitas lebih sedikit daripada, misalnya, di Australia.

Jadi, orang yang berada di bawah radiasi jangka panjang:

• berada pada risiko tinggi terkena kanker kulit;
• memiliki kecenderungan yang meningkat untuk kulit kering, yang pada gilirannya mempercepat proses penuaan dan munculnya pigmentasi dan kerutan dini;
• mungkin menderita gangguan penglihatan, katarak, konjungtivitis;
• memiliki sistem kekebalan tubuh yang lemah.

Kekurangan vitamin D pada manusia adalah salah satu penyebab neoplasma ganas, gangguan metabolisme yang mengarah pada kelebihan berat badan, gangguan endokrin, gangguan tidur, kelelahan fisik, suasana hati yang buruk.

Seseorang yang secara sistematis menerima cahaya matahari dan tidak menyalahgunakan berjemur, sebagai suatu peraturan, tidak mengalami masalah kesehatan:

• Memiliki pekerjaan yang stabil jantung dan pembuluh darah;
• tidak menderita penyakit saraf;
• memiliki suasana hati yang baik;
• memiliki metabolisme normal;
• jarang sakit.

Dengan demikian, hanya asupan radiasi dalam dosis yang dapat mempengaruhi kesehatan manusia secara positif.

Bagaimana cara melindungi diri sendiri?

Kelebihan radiasi dapat memicu panas berlebih pada tubuh, luka bakar, serta eksaserbasi beberapa penyakit kronis.. Pecinta untuk mengambil berjemur anda perlu menjaga penerapan aturan sederhana:

• berjemur di ruang terbuka dengan hati-hati;
• selama cuaca panas, bersembunyi di tempat teduh di bawah sinar yang tersebar. Hal ini terutama berlaku untuk anak-anak dan orang tua dengan tuberkulosis dan penyakit jantung.

Harus diingat bahwa perlu berjemur pada waktu yang aman, dan juga tidak lama di bawah terik matahari. Selain itu, ada baiknya melindungi kepala Anda dari sengatan panas dengan mengenakan topi, Kacamata hitam, pakaian tertutup, dan juga menggunakan berbagai cara dari sengatan matahari.

Radiasi matahari dalam kedokteran

Fluks cahaya secara aktif digunakan dalam pengobatan:

• Sinar-X menggunakan kemampuan gelombang untuk melewati jaringan lunak dan sistem rangka
• pengenalan isotop memungkinkan untuk memperbaiki konsentrasinya selama organ dalam, mendeteksi banyak patologi dan fokus peradangan;
• terapi radiasi dapat menghancurkan pertumbuhan dan perkembangan neoplasma ganas.

Sifat-sifat gelombang berhasil digunakan di banyak perangkat fisioterapi:

• Perangkat dengan radiasi inframerah digunakan untuk perawatan panas proses inflamasi internal, penyakit tulang, osteochondrosis, rematik, karena kemampuan gelombang untuk mengembalikan struktur seluler.
• Sinar ultraviolet dapat berdampak buruk bagi makhluk hidup, menghambat pertumbuhan tanaman, menekan mikroorganisme dan virus.

Nilai higienis dari radiasi matahari sangat bagus. Perangkat dengan radiasi ultraviolet digunakan dalam terapi

• berbagai luka pada kulit: luka, luka bakar;
• infeksi;
• penyakit rongga mulut;
• neoplasma onkologis.

Selain itu, radiasi memiliki efek positif pada tubuh manusia secara keseluruhan: dapat memberi kekuatan, menguatkan sistem kekebalan untuk menutupi kekurangan vitamin.

Sinar matahari adalah sumber penting kehidupan manusia seutuhnya. Asupan yang cukup dari itu mengarah pada keberadaan yang menguntungkan dari semua makhluk hidup di planet ini. Seseorang tidak dapat mengurangi tingkat radiasi, tetapi ia dapat melindungi dirinya sendiri dari efek negatifnya.

Semua jenis sinar matahari mencapai permukaan bumi dalam tiga cara - dalam bentuk radiasi matahari langsung, terpantul dan menyebar.
radiasi matahari langsung adalah sinar yang datang langsung dari matahari. Intensitasnya (efisiensi) tergantung pada ketinggian matahari di atas cakrawala: maksimum diamati pada siang hari, dan minimum - di pagi dan sore hari; dari waktu tahun: maksimum - di musim panas, minimum - di musim dingin; dari ketinggian medan di atas permukaan laut (lebih tinggi di pegunungan daripada di dataran); pada keadaan atmosfer (polusi udara menguranginya). Spektrum radiasi matahari juga tergantung pada ketinggian matahari di atas cakrawala (semakin rendah matahari di atas cakrawala, semakin sedikit sinar ultraviolet).
radiasi matahari yang dipantulkan- Ini adalah sinar matahari yang dipantulkan oleh bumi atau permukaan air. Ini dinyatakan sebagai persentase sinar pantul terhadap fluks totalnya dan disebut albedo. Nilai albedo tergantung pada sifat permukaan pantul. Saat mengatur dan melakukan berjemur perlu untuk mengetahui dan memperhitungkan albedo permukaan tempat berjemur dilakukan. Beberapa dari mereka dicirikan oleh reflektifitas selektif. Salju sepenuhnya memantulkan sinar inframerah, dan sinar ultraviolet pada tingkat yang lebih rendah.

radiasi matahari yang tersebar terbentuk sebagai akibat dari hamburan sinar matahari di atmosfer. Molekul dan partikel udara yang tersuspensi di dalamnya (tetesan air terkecil, kristal es, dll.), yang disebut aerosol, memantulkan sebagian sinar. Sebagai hasil dari beberapa refleksi, beberapa dari mereka masih mencapai permukaan bumi; Ini adalah sinar matahari yang tersebar. Sebagian besar sinar ultraviolet, violet dan biru tersebar, yang menentukan warna biru langit dalam cuaca cerah. Proporsi sinar yang tersebar besar di lintang tinggi (di wilayah utara). Di sana matahari berada rendah di atas cakrawala, dan karena itu jalur sinar ke permukaan bumi lebih panjang. Di jalan yang panjang, sinar bertemu lebih banyak rintangan dan tersebar ke tingkat yang lebih besar.

(http://new-med-blog.livejournal.com/204

Radiasi matahari total- semua radiasi matahari langsung dan menyebar yang memasuki permukaan bumi. Radiasi matahari total dicirikan oleh intensitas. Dengan langit tak berawan, total radiasi matahari memiliki nilai maksimum sekitar tengah hari, dan sepanjang tahun - di musim panas.

Keseimbangan radiasi
Neraca radiasi permukaan bumi adalah selisih antara total radiasi matahari yang diserap oleh permukaan bumi dengan radiasi efektifnya. Untuk permukaan bumi
- bagian masuk adalah radiasi matahari langsung dan hamburan yang diserap, serta radiasi tandingan atmosfer yang diserap;
- bagian pengeluaran terdiri dari kehilangan panas karena radiasi sendiri dari permukaan bumi.

Keseimbangan radiasi dapat positif(siang hari, musim panas) dan negatif(di malam hari, di musim dingin); diukur dalam kW/sq.m/min.
Neraca radiasi permukaan bumi merupakan komponen terpenting dari neraca panas permukaan bumi; salah satu faktor pembentuk iklim utama.

Keseimbangan termal permukaan bumi- jumlah aljabar semua jenis masukan dan keluaran panas di permukaan darat dan laut. Sifat keseimbangan panas dan tingkat energinya menentukan fitur dan intensitas sebagian besar proses eksogen. Komponen utama neraca panas laut adalah:
- keseimbangan radiasi;
- konsumsi panas untuk penguapan;
- pertukaran panas turbulen antara permukaan laut dan atmosfer;
- pertukaran panas turbulen vertikal dari permukaan laut dengan lapisan di bawahnya; Dan
- adveksi samudera horizontal.

(http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.c gi?RQgkog.outt:p!hgrgtx!nlstup!vuilw)tux yo)

Pengukuran radiasi matahari.

Aktinometer dan pirheliometer digunakan untuk mengukur radiasi matahari. Intensitas radiasi matahari biasanya diukur dengan efek termal dan dinyatakan dalam kalori per satuan permukaan per satuan waktu.

(http://www.ecosystema.ru/07referats/slo vgeo/967.htm)

Pengukuran intensitas radiasi matahari dilakukan dengan piranometer Yanishevsky lengkap dengan galvanometer atau potensiometer.

Saat mengukur radiasi matahari total, piranometer dipasang tanpa layar bayangan, sedangkan saat mengukur radiasi hambur, dengan layar bayangan. Radiasi matahari langsung dihitung sebagai selisih antara radiasi total dan radiasi hamburan.

Saat menentukan intensitas radiasi matahari yang terjadi di pagar, piranometer dipasang di atasnya sehingga permukaan perangkat yang dirasakan benar-benar sejajar dengan permukaan pagar. Dengan tidak adanya perekaman radiasi otomatis, pengukuran harus dilakukan setelah 30 menit antara matahari terbit dan terbenam.

Radiasi yang jatuh pada permukaan pagar tidak sepenuhnya terserap. Tergantung pada tekstur dan warna pagar, beberapa sinar dipantulkan. Rasio radiasi yang dipantulkan terhadap radiasi yang datang, dinyatakan sebagai persentase, disebut albedo permukaan dan diukur dengan P.K. Kalitina lengkap dengan galvanometer atau potensiometer.

Untuk akurasi yang lebih besar, pengamatan harus dilakukan di langit yang cerah dan dengan penyinaran matahari yang intens dari pagar.

(http://www.constructioncheck.ru/default.a spx?textpage=5)