Пожарная безопасность / Со́лнечная радиа́ция

--------------------Документ 1-------------------

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).

Рис.:Схема распространения солнечной радиации в атмосфере Земли.

Влияние солнечной радиации на климат

Солнечная радиация сильно влияет на Землю только в дневное время, безусловно - когда Солнце находится над горизонтом. Также солнечная радиация очень сильна вблизи полюсов, в период полярных дней, когда Солнце даже в полночь находится над горизонтом. Однако зимой в тех же местах Солнце вообще не поднимается над горизонтом, и поэтому не влияет на регион. Солнечная радиация не блокируется облаками, и поэтому вс равно поступает на Землю (при непосредственном нахождении Солнца над горизонтом). Солнечная радиация - это сочетание ярко-жёлтого цвета Солнца и тепла, тепло проходит и сквозь облака. Солнечная радиация передаётся на Землю посредством излучения, а не методом теплопроводности.

Сумма радиации, полученной небесным телом, зависит от расстояния между планетой и звездой - при увеличении расстояния вдвое количество радиации, поступающее от звезды на планету уменьшается вчетверо (пропорционально квадрату расстоянию между планетой и звездой). Таким образом, даже небольшие изменения расстояния между планетой и звездой (зависит от эксцентристета орбиты) приводят к значительному изменению количества поступающей на планету радиации. Эксцентристет земной орбиты тоже не является постоянным - в с течением тысячелетий он меняется, периодически образуя то практически идеальную круг, иногда же эксцентристет достигает 5% (в настоящее время он равен 1,67%), то есть в перигелии Земля получает в настоящее время в 1,033 больше солнечной радиации, чем в афелии, а при наибольшем эксцентристите - более чем в 1,1 раза. Однако гораздо более сильно количество поступающей солнечной радиации зависет от смен времён года - в настоящее время общее количество солнечной радиации, поступающее на Землю, остаётся практически неизменным, но на широтах 65 С.Ш (широта северных городов России, Канады) летом количество поступающей солнечной радиации более чем на 25% больше, чем зимой. Это происходит из-за того, что Земля по отношению к Солнцу наклонена под углом 23,3 градуса. Зимние и летние изменения взаимно компенсируются, но тем не менее по росту широты места наблюдения всё больше становится разрыв между зимой и летом, так, на экваторе разницы между зимой и летом нет. За Полярным кругом же летом поступление солнечной радиации очень высоко, а зимой очень мало. Это формирует климат на Земле. Кроме того, периодические изменения эксцентристета орбиты Земли могут приводить к возникновению различных геологических эпох: к примеру, ледникового периода.

Р ис.:Спектр излучения энергии различными телами и на поверхности Солнца.

---------------------Документ 2--------------------

Солнечная радиация, излучение Солнца электромагнитной и корпускулярной природы. Солнечная радиация — основной источник энергии для большинства процессов, происходящих на Земле. Корпускулярная Солнечная радиация состоит в основном из протонов, обладающих около Земли скоростями 300—1500 км/сек. Концентрация их около Земли составляет 5—80 ионов/см³, но возрастает при повышении солнечной активности и после больших вспышек доходит до 10³ ионов/см³. При солнечных вспышках образуются частицы (главным образом протоны) больших энергий: от 5×10⁷ до 2×10¹⁰ эв. Они составляют солнечную компоненту космических лучей и частично объясняют вариации космических лучей, приходящих на Землю. Основная часть электромагнитного излучения Солнца лежит в видимой части спектра (рис.). Количество лучистой энергии Солнца, поступающей за 1 мин на площадку в 1 см², поставленную вне земной атмосферы перпендикулярно к солнечным лучам на среднем расстоянии Земли от Солнца, называется солнечной постоянной; она равна 1,95 кал/(см²×мин), что соответствует потоку в 1,36×10⁶эрг/(см²×сек).

Предполагают, что при максимуме солнечной активности излучение Солнца несколько увеличивается, однако, если это возрастание и существует, то оно не превышает долей процента. Радиоизлучение Солнца проходит сквозь атмосферу Земли не полностью, т.к. атмосфера Земли в радиодиапазоне прозрачна лишь для волн длиной от нескольких мм до нескольких м. Радиоизлучение Солнца довольно слабо, оно измеряется в единицах Ф = 10^–22 ватт/(м²×сек×гц) и меняется от единиц до десятков и сотен тысяч Ф при переходе от метрового диапазона (частоты порядка 10⁸ гц) к миллиметровому диапазону (частоты порядка 10¹⁰ гц). Однако для земного наблюдателя Солнце, из-за его относительно небольшого расстояния от Земли, является самым мощным источником космического радиоизлучения. Солнечное радиоизлучение состоит из теплового радиоизлучения внешних слоев атмосферы спокойного Солнца, медленно меняющейся компоненты (связанной с пятнами и факелами) и спорадического радиоизлучения, связанного с солнечной активностью. Спорадическое радиоизлучение часто поляризовано, включает в себя шумовые бури и всплески радиоизлучения, оно интенсивней теплового и довольно быстро изменяется. Существует пять типов всплесков радиоизлучения, которые различаются как по частотному составу, так и по характеру зависимости изменений интенсивности от времени. Большинство всплесков сопровождают солнечные вспышки. Коротковолновое излучение Солнца полностью поглощается земной атмосферой; сведения о нём получены с помощью аппаратуры, установленной на геофизических ракетах, искусственных спутниках Земли и космических зондах. Непрерывный спектр Солнца резко ослабевает около 2085 , в области 1550 исчезают фраунгоферовы линии и, хотя непрерывный спектр можно проследить до 1000 , далее 1500 спектр состоит в основном из линий излучения (линий водорода, ионизованного гелия, многократно ионизованных атомов углерода, кислорода, магния и др.). Всего в ультрафиолетовой части спектра имеется более 200 линий излучения; наиболее сильна резонансная линия водорода (La) с длиной волны 1216 . У орбиты Земли поток коротковолнового излучения от всего солнечного диска составляет 3—6 эрг/(м²×сек). Рентгеновское излучение Солнца (длины волн от 100 до 1 ) состоит из сплошного излучения и излучения в отдельных линиях. Интенсивность его сильно меняется с солнечной активностью [от 0,13 эрг/(м²×сек) до 1 эрг/(м²×сек) у орбиты Земли] и в годы максимума солнечной активности спектр рентгеновского излучения становится более жёстким. Во время солнечных вспышек рентгеновское излучение Солнца усиливается в десятки раз. Возрастает и его жёсткость. Хотя ультрафиолетовое и рентгеновское излучения Солнца несут сравнительно немного энергии — менее 15 эрг//(м²×сек) вблизи орбиты Земли, это излучение очень сильно влияет на состояние верхних слоев земной атмосферы. Обнаружено также солнечное гамма-излучение, но оно изучено ещё недостаточно.

Лит.: Космическая астрофизика, пер. с англ., М., 1962; Ультрафиолетовое излучение Солнца и межпланетная среда. Сб. ст., пер. с англ., М., 1962; Шкловский И. С., Физика солнечной короны, 2 изд., М., 1962; Солнечные корпускулярные потоки и их взаимодействие с магнитным полем Земли. Сб. ст., пер. с англ., М., 1962; Макарова Е. А., Харитонов А. В., Распределение энергии в спектре Солнца и солнечная постоянная, М., 1972. См. также лит. при ст. Солнце.

Э. Е. Дубов.

I l от длины волны l для центра солнечного диска [единица интенсивности 1013 эрг/(см2 ×сек ×стер)]." href="a_pictures/12/18/224764888.jpg">I l от длины волны l для центра солнечного диска [единица интенсивности 1013 эрг/(см2 ×сек ×стер)]." title="Кривая зависимости излучаемой энергии I l от длины волны l для центра солнечного диска [единица интенсивности 1013 эрг/(см2 ×сек ×стер)]." src="a_pictures/12/18/th_224764888.jpg">

Кривая зависимости излучаемой энергии I l от длины волны l для центра солнечного диска [единица интенсивности 1013 эрг/(см2 ×сек ×стер)].

Документ 3

Солнечная радиация

Солнечная радиация — это солнечное излучение в целом. Попадая в атмосферу, солнечная радиация частично (до 20 процентов) ею поглощается и переходит в другие виды энергии. Около 30 процентов радиации атмосфера рассеивает во все стороны, в том числе и к земной поверхности — так образуется рассеянная радиация. Та радиация, которая доходит до поверхности, не рассеиваясь и не поглощаясь в атмосфере, называется прямой радиацией. Интенсивность этого излучения меняется в зависимости от высоты Солнца и прозрачности атмосферы. Вместе прямая и рассеянная радиация, достигшие поверхности Земли, составляют суммарную радиацию.

Исследователи отмечают, что у полюсов во время полярного дня при незаходящем Солнце суммарная солнечная радиация иногда даже больше, чем в этот же день на экваторе, однако белая поверхность снега и льда отражает до 90 процентов солнечных лучей, и поверхность Земли нагревается плохо.

Отражение солнечных лучей различными видами земной поверхности