كل شيء عن الإشعاع الشمسي. مجموع الإشعاع الشمسي

عادةً ما يُطلق على الإشعاع الشمسي ، الذي يتضمن أطوال موجات كهرومغناطيسية أقل من 4 ميكرومتر ، إشعاع الموجة القصيرة في علم الأرصاد الجوية. في الطيف الشمسي ، الأشعة فوق البنفسجية (< 400 нм), видимую (= 400…760 нм) и инфракрасную (>760 نانومتر) أجزاء.

يُطلق على الإشعاع الشمسي القادم مباشرة من القرص الشمسي اسم الإشعاع الشمسي المباشر S. وعادة ما يتميز بالكثافة ، أي كمية الطاقة المشعة في السعرات الحرارية التي تمر في دقيقة واحدة خلال 1 سم 2 من منطقة متعامدة مع أشعة الشمس.

تسمى شدة الإشعاع الشمسي المباشر الذي يدخل الحد الأعلى للغلاف الجوي للأرض بالثابت الشمسي S 0. يبلغ حوالي 2 كالوري / سم 2 دقيقة. على سطح الأرض ، يكون الإشعاع الشمسي المباشر دائمًا أقل بكثير من هذه القيمة ، حيث أنه ، عند مروره عبر الغلاف الجوي ، تضعف طاقته الشمسية بسبب الامتصاص والتشتت بواسطة جزيئات الهواء والجسيمات العالقة (حبيبات الغبار والقطرات والبلورات). يتميز توهين الإشعاع الشمسي المباشر بواسطة الغلاف الجوي إما بمعامل التوهين a أو معامل الشفافية sp.

لحساب الإشعاع الشمسي المباشر الساقط على سطح عمودي ، تُستخدم صيغة Bouguer عادةً:

					Sm S0 pm m ،

حيث S m إشعاع شمسي مباشر ، cal cm-2 min-1 ، عند كتلة معينة من الغلاف الجوي ؛ S 0 هو ثابت الشمس ؛ p t هو معامل الشفافية لكتلة معينة من الغلاف الجوي ؛

	أشعة؛ م			عند القيم المنخفضة لارتفاع الشمس (h		< 100 ) мас-
		الخطيئة ح

sa ليس وفقًا للصيغة ، ولكن وفقًا لجدول Bemporada. من الصيغة (3.1) يتبع ذلك

					أو p = e
سقوط إشعاع شمسي مباشر على الأفقي
السطح S "، بواسطة الصيغة
			S = S sin h. ،

1 1 µm = 10-3 nm = 10-6 m. يُطلق على الميكرومترات أيضًا الميكرونات ، وتسمى النانومترات بالميكرونات. 1 نانومتر = 10-9 م.

حيث h هي ارتفاع الشمس فوق الأفق.

يُطلق على الإشعاع الذي يصل إلى سطح الأرض من جميع نقاط السماء المبعثرة D. مجموع الإشعاع الشمسي المباشر والمنتشر الذي يصل إلى سطح الأرض الأفقي هو إجمالي الإشعاع الشمسي س:

Q = S "+ D. (3.4)

ينتج الإشعاع الكلي الذي وصل إلى سطح الأرض ، والذي ينعكس منه جزئيًا ، إشعاعًا منعكسًا R موجهًا من سطح الأرض إلى الغلاف الجوي. يمتص سطح الأرض باقي الإشعاع الشمسي الكلي. تسمى نسبة الإشعاع المنعكس من سطح الأرض إلى إجمالي الإشعاع الوارد البياض.

تميز قيمة A R انعكاس الأرض

سطح. يتم التعبير عنها ككسر من وحدة أو نسبة مئوية. يسمى الفرق بين الإشعاع الكلي والمنعكس بالإشعاع الممتص ، أو توازن إشعاع الموجة القصيرة لسطح الأرض B إلى:

سطح الأرض والغلاف الجوي للأرض ، مثل جميع الأجسام ذات درجة حرارة أعلى من الصفر المطلق ، ينبعثان أيضًا من الإشعاع ، والذي يُطلق عليه تقليديًا إشعاع الموجة الطويلة. أطوالها الموجية حول

4 إلى 100 ميكرومتر.

يتناسب الإشعاع الذاتي لسطح الأرض ، وفقًا لقانون ستيفان بولتزمان ، مع القوة الرابعة لدرجة حرارته المطلقة

T:
Ez \ u003d T4 ،

حيث = 0.814 10-10 كالوري / سم 2 دقيقة 4 ثابت ستيفان بولتزمان ؛ الانبعاثية النسبية للسطح النشط: لمعظم الأسطح الطبيعية 0.95.

يتم توجيه إشعاع الغلاف الجوي إلى الأرض وإلى الفضاء العالمي. يُطلق على جزء الموجة الطويلة من الإشعاع الجوي الموجه نحو الأسفل ويصل إلى سطح الأرض الإشعاع المضاد للغلاف الجوي ويُرمز إليه بـ E a.

يسمى الفرق بين إشعاع سطح الأرض E s والإشعاع المضاد للغلاف الجوي E a بالإشعاع الفعال

تأثير سطح الأرض E:
E إف \ u003d E ze a.

قيمة E eff ، المأخوذة بعلامة معاكسة ، هي توازن إشعاع الموجة الطويلة على سطح الأرض V d.

يسمى الفرق بين جميع الإشعاعات الواردة والصادرة

3.1. أجهزة قياس التوازن الإشعاعي

و مكوناته

لقياس شدة الطاقة المشعة ، يتم استخدام أجهزة قياس الأكتين ذات التصميمات المختلفة. الأجهزة مطلقة ونسبية. بالنسبة للأدوات المطلقة ، يتم الحصول على القراءات على الفور في الوحدات الحرارية ، وللأدوات النسبية ، في الوحدات النسبية ، لذلك ، بالنسبة لمثل هذه الأدوات ، من الضروري معرفة عوامل التحويل للانتقال إلى الوحدات الحرارية.

الأدوات المطلقة معقدة للغاية من حيث التصميم والمناولة ولا تستخدم على نطاق واسع. تستخدم بشكل رئيسي للتحقق من الأدوات النسبية. في تصميم الأجهزة النسبية ، غالبًا ما يتم استخدام الطريقة الكهروحرارية ، والتي تعتمد على اعتماد قوة التيار الحراري على فرق درجة الحرارة بين التقاطعات.

جهاز استقبال الأجهزة الكهروحرارية عبارة عن قوالب حرارية مصنوعة من تقاطعات من معدنين (الشكل 3.1). يتم إنشاء فرق درجة الحرارة بين التقاطعات نتيجة لامتصاصية مختلفة من التقاطعات أو

فانوميتر 3. في الحالة الثانية ، يتم تحقيق اختلاف درجة حرارة التقاطعات عن طريق تظليل بعض (تقاطع 3) وتشعيع البعض الآخر (تقاطع 2) بالإشعاع الشمسي. نظرًا لأن اختلاف درجة الحرارة بين التقاطعات يتم تحديده بواسطة الإشعاع الشمسي الوارد ، فإن شدته ستكون متناسبة مع قوة التيار الكهروحراري:

حيث N هو انحراف إبرة الجلفانومتر ؛ أ هو عامل التحويل ، كال / سم 2 دقيقة.

وبالتالي ، للتعبير عن شدة الإشعاع في الوحدات الحرارية ، من الضروري مضاعفة قراءات الجلفانومتر بواسطة عامل تحويل.

يتم تحديد عامل التحويل لزوج من الأجهزة الكهروحرارية - الجلفانومتر عن طريق المقارنة بجهاز تحكم أو محسوب من الخصائص الكهربائية الواردة في شهادات الجلفانومتر وجهاز قياس الأكتينومتري ، بدقة 0.0001 كالوري / سم 2 دقيقة وفقًا للصيغة

				(R bR rR ext) ،

حيث a هو عامل التحويل ؛ قيمة تقسيم مقياس الجلفانومتر ، مللي أمبير ؛ حساسية k للجهاز الكهروحراري ، مللي فولت لكل 1 كالوري / سم 2 دقيقة ؛ مقاومة R b للحرارة ، أوم ؛ R المقاومة الداخلية للجلفانومتر ، أوم ؛ R إضافة مقاومة إضافية للجلفانومتر اوم.

مقياس العمل الكهروحراري AT-50 يعمل على قياس الإشعاع الشمسي المباشر.

جهاز Actinometer.جهاز استقبال مقياس الأكتينومتر هو القرص 1 المصنوع من رقائق الفضة (الشكل 3.2). على الجانب المواجه للشمس ، يكون القرص أسود اللون ، وعلى الجانب الآخر ، يتم لصق الوصلات الداخلية 2 لنجم حراري مصنوع من المنجانين والكونستانتان ، ويتكون من 36 عنصرًا حراريًا ، من خلال حشية ورقية عازلة (فقط سبعة عناصر حرارية هو مبين في الرسم البياني). التقاطعات الخارجية لثلاث نجوم حرارية من خلال الورق العازل

أرز. 3.2 دائرة النجم الحراري

يتم لصق الماسونية 5 على القرص النحاسي 4. بواسطة-

بنات أكتينوميتريتم وضع الأخير في علبة نحاسية ضخمة مع أقواس متصلة بها

خيوط حرارية وأسلاك ناعمة 6 (الشكل 3.3).

يتم إغلاق العلبة ذات الأقواس بغلاف 7 ، مثبت بجوز 8 ، ومتصل ببرغي 10 بأنبوب قياس 9. توجد خمسة أغشية داخل الأنبوب مرتبة بترتيب تنازلي لقطرها من 20 إلى 10 مم باتجاه الجسم. يتم تثبيت الأغشية بواسطة غسالات مسطحة وزنبركية مثبتة بين الجسم وأصغر غشاء. من الداخل يتم اسوداد الحجاب الحاجز.

في نهايات الأنبوب توجد حلقات 12 و 13 لتوجيه مقياس الأكتينومتر نحو الشمس. Ring13 به ثقب والحلقة 12 بها نقطة. عند التثبيت بشكل صحيح ، يجب أن يسقط شعاع الضوء الذي يمر عبر الفتحة على نقطة الحلقة 12. يتم إغلاق الأنبوب بغطاء قابل للإزالة 11 ، والذي يعمل على تحديد موضع الصفر للجلفانومتر ويحمي جهاز الاستقبال من التلوث.

الأنبوب 9 متصل بالحامل 14 المثبت على هضبة 16 بواسطة حامل المنظر 17. لضبط محور الحامل ثلاثي القوائم وفقًا لخط العرض للمكان ، يتم استخدام مقياس 18 مع أقسام ومخاطر 19 ومسمار 20.

تثبيت. أولاً ، يتم تعيين محور الحامل ثلاثي القوائم وفقًا لخط عرض موقع المراقبة. للقيام بذلك ، عن طريق فك المسمار 20 ، قم بتدوير محور الحامل ثلاثي القوائم حتى يتزامن تقسيم المقياس 18 ، بما يتوافق مع

نظرا لخط العرض ، مع خطر 19 و أرز. 3.3 الكهروحراريةإصلاح المحور في هذا الموقف

مقياس الشدة AT-50

معاهد البحوث. ثم يتم تثبيت مقياس الأكتينومتر على حامل أفقي بحيث يكون السهم الموجود على الهضبة موجهًا نحو الشمال ، وبعد إزالة الغطاء ، قم بتوجيهه نحو الشمس عن طريق فك المسمار 23 وتدوير المقبض 22 ؛ يتم تدوير الأنبوب 9 حتى يصل شعاع الضوء من خلال الفتحة الموجودة في الحلقة 13 إلى نقطة الحلقة 12. بعد ذلك ، يتم توصيل أسلاك مقياس الأكتين مع فتح الغطاء 11 بأطراف الجلفانومتر (+) و (ج) ، مع ملاحظة القطبية. إذا انحرفت إبرة الجلفانومتر إلى ما بعد الصفر ، تنعكس الأسلاك.

ملاحظات. قبل دقيقة واحدة من بدء المراقبة ، يتم التحقق من تركيب جهاز استقبال مقياس الأكتينومتر في الشمس. بعد ذلك ، يُغلق الغطاء ويُقرأ الموضع الصفري N 0 باستخدام الجلفانومتر. ثم يتم إزالة الغطاء ، والتحقق من دقة التصويب على الشمس ويتم حساب قراءات الجلفانومتر 3 مرات بفاصل 10-15 ثانية (N 1 ، N 2 ، N 3) ودرجة الحرارة على الجلفانومتر. بعد الملاحظات ، يتم إغلاق الأداة بغطاء العلبة.

معالجة الملاحظات.من ثلاث قراءات على الجلفانومتر ، تم العثور على متوسط ​​قيمة N c بدقة 0.1:

N مع N 1N 2N 3. 3

للحصول على قراءة مصححة N إلى متوسط ​​القيمة N ، يتم إدخال تصحيح مقياس N ، وتصحيح درجة الحرارة N t من شهادة معايرة الجلفانومتر ويتم طرح موضع الصفر N 0:

N Nt N0.

للتعبير عن شدة الإشعاع الشمسي S بالكال / سم 2 دقيقة ، يتم ضرب قراءات الجلفانومتر N بمعامل التحويل:

يتم حساب شدة الإشعاع الشمسي المباشر على سطح أفقي بالصيغة (3.3).

يمكن تحديد ارتفاع الشمس فوق الأفق h و sinh بواسطة المعادلة

sin h = sin + cos cos cos ،

أين خط عرض موقع المراقبة ؛ انحراف الشمس في يوم معين (الملحق 9) ؛ قياس زاوية ساعة الشمس من وقت الظهيرة الحقيقي. يتم تحديده بالوقت الحقيقي لمنتصف الملاحظات: t st = 15 (t st 12h).

مقياس الحرارة الكهروحراري P-3x3 تستخدم لقياس الإشعاع الشمسي الكلي والمشتت.

جهاز مقياس الحرارة (الشكل 3.4).

الجزء المستقبل من مقياس الحرارة عبارة عن بطارية كهروحرارية 1 تتكون من 87 عنصرًا حراريًا من المنجانين والكونستانتان. يتم لحام شرائط المنجانين والكونستانتان بطول 10 مم ببعضها البعض على التوالي وتوضع في مربع 3x3 سم بحيث تقع التقاطعات في المنتصف وعند الزوايا. من الخارج ، سطح الثيرموبيل مغطى بالسخام والمغنيسيا. تم طلاء الوصلات الزوجية للثيرموبيل باللون الأبيض ، والغريب

- باللون الأسود. يتم ترتيب المنتجعات الصحية بحيث

تتناوب المناطق السوداء والبيضاء

أرز. 3.4. مقياس الحرارة الكهروحراري P-3x3

نمط رقعة الشطرنج. من خلال حشية ورقية عازلة ، يتم توصيل المبرد الحراري بأضلاع البلاط 2 المشدود بالجسم 3.

بسبب الامتصاص المختلف للإشعاع الشمسي ، يحدث اختلاف في درجة الحرارة بين الوصلات السوداء والبيضاء ، لذلك يحدث تيار حراري في الدائرة. يتم توصيل الخيوط من المقياس الحراري بأطراف 4 ، حيث يتم توصيل الأسلاك التي تربط مقياس الحرارة مع الجلفانومتر.

يتم إغلاق الجسم من الأعلى بغطاء زجاجي نصف كروي 5 لحماية الحرارة من الرياح والأمطار. لحماية الطبقة الحرارية والغطاء الزجاجي من التكثيف المحتمل لبخار الماء ، يوجد مجفف زجاج 6 مزود بامتصاص كيميائي للرطوبة (معدن الصوديوم ، هلام السيليكا ، إلخ) في الجزء السفلي من الغلاف.

تشكل العلبة ذات القبة الحرارية والقبة الزجاجية رأس مقياس الحرارة ، والذي يتم تثبيته على الحامل 7 ، والمثبت في الحامل 8 بمسمار 9. تم تركيب الحامل ثلاثي القوائم على قاعدة العلبة ويحتوي على اثنين من براغي التثبيت 10. عند قياس الإشعاع المتناثر أو الكلي ، يتم تثبيت مقياس الحرارة أفقيًا وفقًا للمستوى 11 عن طريق تدوير المسامير.

لتظليل رأس مقياس الحرارة من أشعة الشمس المباشرة ، يتم استخدام شاشة ظل ، قطرها يساوي قطر الغطاء الزجاجي. يتم تثبيت شاشة الظل على أنبوب 14 ، وهو متصل بواسطة برغي 13 بقضيب أفقي 12.

عندما يكون مستقبل مقياس الحرارة مظللًا بشاشة ظل ، يتم قياس الإشعاع المنتشر ، وبدون تظليل ، يتم قياس إجمالي الإشعاع.

لتحديد موضع الصفر لإبرة الجلفانومتر ، وكذلك لحماية الغطاء الزجاجي من التلف ، يتم إغلاق رأس مقياس الحرارة بغطاء معدني 16.

تثبيت. تم تركيب الجهاز في منطقة مفتوحة. قبل الملاحظة ، يتم فحص وجود المجفف في مجفف الزجاج (يجب ملء ثلث المجفف بالمجفف). ثم يتم توصيل الأنبوب 14 المزود بشاشة ظل 15 بالقضيب 12 بمسمار 13.

يتم توجيه مقياس الحرارة دائمًا نحو الشمس مع وضع علامة على نفس الجانب برقم على الرأس. لتحويل رأس مقياس الحرارة برقم نحو الشمس ، يتم فك المسمار 9 قليلاً وتثبيته في هذا الموضع.

يتم التحقق من أفقية المبرد الحراري عند المستوى 11 ، وفي حالة حدوث انتهاك ، يتم ضبطه بمسامير مثبتة 10.

يتم تثبيت مقياس الجلفانومتر لقياس قوة التيار الحراري على الجانب الشمالي من مقياس الحرارة على مسافة بحيث لا يقوم المراقب ، عند القراءة ، بتظليل مقياس الحرارة ليس فقط من أشعة الشمس المباشرة.

ولكن أيضًا من أجزاء من السماء. يتم فحص التوصيل الصحيح لمقياس الحرارة بالجلفانومتر مع إزالة غطاء مقياس الحرارة وإطلاق قفص الجلفانومتر. عندما ينحرف السهم إلى ما بعد الصفر ، يتم تبادل المقاييس السلكية.

ملاحظات. مباشرة قبل الملاحظة ، تحقق من التثبيت الصحيح للجهاز من حيث المستوى والمتعلق بالشمس. لقراءة موضع الصفر للجلفانومتر ، يتم إغلاق رأس مقياس الحرارة بغطاء ويتم تسجيل قراءات الجلفانومتر N 0. بعد ذلك ، تتم إزالة غطاء مقياس الحرارة ويتم أخذ سلسلة من القراءات بفاصل زمني من 10 إلى 15 ثانية.

أولاً ، تُحسب قراءات الجلفانومتر بمقياس حرارة مظلل لتحديد الإشعاع المتناثر N 1 ، N 2 ، N 3 ، ثم - في وضع غير مظلل (يتم خفض شاشة الظل عن طريق فك المسمار) لتحديد إجمالي الإشعاع N 4 ، شمال 5 ، شمال 6. بعد الملاحظات ، يتم فك الأنبوب المزود بشاشة الظل ويتم إغلاق مقياس الحرارة بغطاء العلبة.

معالجة الملاحظات.من سلسلة من القراءات على الجلفانومتر لكل نوع من أنواع الإشعاع ، يتم تحديد متوسط ​​قيم N D و N Q:

			شمال 1N 2N 3					N 4N 5N 6

ثم يتم الحصول على القيم المصححة لـ N D و N Q. لهذا الغرض ، يتم تحديد تصحيحات المقياس N D و N Q من متوسط ​​القيم من شهادة التحقق من الجلفانومتر ويتم طرح القراءة النقطية للجلفانومتر:

ND ND N N0 ، NQ NQ N N0.

لتحديد شدة الإشعاع المتناثر D بالكال / سم 2 دقيقة ، من الضروري ضرب قراءات الجلفانومتر N D بواسطة معامل التحويل:

D = ND.

لتحديد إجمالي الإشعاع Q في cal / cm2 min ، يتم أيضًا إدخال عامل تصحيح لارتفاع الشمس F h. يتم إعطاء عامل التصحيح هذا في شهادة التحقق في شكل رسم بياني: يُظهر الإحداثي السيني ارتفاع الشمس فوق الأفق ، ويُظهر الإحداثي عامل التصحيح.

مع الأخذ في الاعتبار عامل التصحيح لارتفاع الشمس ، يتم تحديد إجمالي الإشعاع بواسطة الصيغة

س = أ (NQ ND) Fh + ND.

عند المراقبة باستخدام مقياس الحرارة ، يمكن أيضًا حساب شدة الإشعاع المباشر على سطح أفقي بالفرق بين الإشعاع الإجمالي والمشتت:

تم تصميم مقياس الخطى الكهروحراري المتنقل AP-3x3 من أجل

chen للقياس في الظروف الميدانية للإشعاع الكلي والمتناثر والمنعكس. في الممارسة العملية ، يتم استخدامه بشكل أساسي لقياس بياض السطح النشط.

جهاز عداد الخطى.جهاز استقبال عداد الخطى (الشكل 3.5) هو رأس مقياس الحرارة 1 ، مثبت على الكم 2 في الأنبوب 3 مع تعليق gimbal 4 ومقبض 5. من خلال تدوير المقبض بزاوية 180 درجة ، يمكن إدارة جهاز الاستقبال لأعلى لقياس إشعاع الموجة القصيرة الوارد ولأسفل لقياس إشعاع الموجات القصيرة المنعكس. لكي يكون الأنبوب في وضع رأسي ، ينزلق وزن خاص على القضيب الموجود بداخله ، والذي يتحرك دائمًا لأسفل عند تدوير الجهاز. لتخفيف الصدمات عند تدوير الجهاز ، يتم وضع وسادات مطاطية 6 في نهايات الأنبوب.

عند تفكيكها ، يتم تثبيت الجهاز على قاعدة علبة معدنية.

	تثبيت. قبل الملاحظة مع
	القضية ، قم بإزالة الرأس ، الأنبوب ،
	مقبض ومشدود معًا: رأس-
	كو هو مشدود إلى الأنبوب ، والمقبض ل
	تعليق كاردان. لاستبعاد الراديو
	ation ، والتي يمكن أن تنعكس من خلال الملاحظة نفسها.
	المانح ، المقبض مثبت على لوح خشبي
	قطب حوالي 2 متر.	أرز. 3.5 عداد الخطى في التخييم
	عداد الخطى متصل باللين
	الأسلاك إلى الجلفانومتر على المحطات (+) و

(ج) مع فتح جهاز الاستقبال وإطلاق مشبك الجلفانومتر. إذا تجاوزت إبرة الجلفانومتر الصفر ، تنعكس الأسلاك.

أثناء عمليات المراقبة على موقع دائم ، يتم تثبيت جهاز استقبال عداد الخطى على ارتفاع 1-1.5 متر فوق السطح النشط ، وعلى الحقول الزراعية - على مسافة 0.5 متر من المستوى العلوي للغطاء النباتي. عند قياس الإشعاع الكلي والمتناثر ، يتحول رأس عداد الخطى برقمه نحو الشمس.

ملاحظات. يتم تحديد نقطة الصفر قبل 3 دقائق من بدء الملاحظات. للقيام بذلك ، يتم إغلاق رأس عداد الخطى بغطاء ويتم قراءة قراءات الجلفانومتر N 0. ثم يتم فتح الغطاء ويتم عمل ثلاث قراءات على الجلفانومتر مع وضع جهاز استقبال عداد الخطى لأعلى لقياس إجمالي الإشعاع الوارد: N 1، N 2، N 3. بعد القراءة الثالثة ، يتم قلب جهاز الاستقبال ، وبعد دقيقة واحدة يتم إجراء ثلاث قراءات لقياس الإشعاع المنعكس: N 4 ، N 5 ، N 6. ثم يتم تشغيل جهاز الاستقبال مرة أخرى وبعد دقيقة واحدة ، يتم أخذ ثلاث قراءات أخرى لقياس إجمالي الإشعاع الوارد: N 7 ، N 8 ، N 9. بعد نهاية سلسلة من القراءات ، يتم إغلاق جهاز الاستقبال بغطاء.

معالجة الملاحظات.أولاً ، احسب متوسط ​​القراءات على الجلفانومتر لكل نوع من أنواع الإشعاع N Q و N Rk:

N Q N 1N 2N 3N 7N 8N 9، 6

N Rk N 4N 5N 6. 3

بعد ذلك ، يتم إدخال تصحيح مقياس لمتوسط ​​القيم من شهادة التحقق N Q و N Rk ، ويتم طرح المكان الصفري N 0 ويتم تحديد القيم المصححة N Q و N Rk:

N QN QN N 0 ، N RkN RkN N 0.

نظرًا لأنه يتم التعبير عن البياض كنسبة الإشعاع المنعكس إلى إجمالي الإشعاع ، يتم تقليل عامل التحويل ويتم حساب البياض كنسبة لقراءات الجلفانومتر المصححة عند قياس الإشعاع المنعكس وإجمالي الإشعاع (بالنسبة المئوية):

مقياس الخطى هو الأداة الأكثر تنوعًا. في وجود عامل تحويل ، يمكنهم تحديد إجمالي الإشعاع ، المنتشر ، المنعكس ، وحساب الإشعاع المباشر على سطح أفقي. عند مراقبة الإشعاع المتناثر ، من الضروري استخدام شاشة ظل لحماية جهاز الاستقبال من أشعة الشمس المباشرة.

مقياس التوازن الحراري M-10 تستخدم للقياس

من توازن الإشعاع السطحي الأساسي ، أو الإشعاع المتبقي ، وهو المجموع الجبري لجميع أنواع الإشعاع التي تدخل وتفقد هذا السطح. يتكون الجزء الوارد من الإشعاع من إشعاع مباشر إلى سطح أفقي S "، وإشعاع متناثر D وإشعاع جوي E أ. ينعكس جزء الإنفاق من توازن الإشعاع ، أو الإشعاع الخارج ، على إشعاع الموجة القصيرة RK وإشعاع الموجة الطويلة من الأرض ه 3.

يعتمد عمل مقياس التوازن على تحويل تدفقات الإشعاع إلى قوة دافعة حرارية باستخدام مبرد حراري.

تتناسب القوة الدافعة الكهربائية التي تنشأ في الوعاء الحراري مع اختلاف درجة الحرارة بين المستقبِلين العلوي والسفلي لمقياس التوازن. نظرًا لأن درجة حرارة المستقبلات تعتمد على الإشعاع الوارد والصادر ، فإن القوة الدافعة الكهربائية ستكون أيضًا متناسبة مع الاختلاف في تدفقات الإشعاع القادمة من أعلى وأسفل المستقبلات.

يتم التعبير عن توازن الإشعاع B عند قياسه بواسطة مقياس توازن بواسطة المعادلة

قراءات الجلفانومتر N ؛ k هو عامل تصحيح يأخذ في الاعتبار تأثير سرعة الرياح (الجدول 3.1).

الجدول 3.1

عامل التصحيح ك (مثال)

سرعة الرياح ،

تصحيحية

المضاعف ك

يتم تقليل قراءات مقياس التوازن ، مضروبة في عامل التصحيح المقابل لسرعة رياح معينة ، إلى قراءات مقياس التوازن بهدوء.

جهاز مقياس التوازن(الشكل 3.6). جهاز استقبال مقياس التوازن عبارة عن لوحتين نحاسيتين رقيقتين مسودتين 1 و 2 ، لهما شكل مربع مع جانب 48 مم. من الداخل ، يتم لصق الوصلات 3 و 4 على أعمدة حرارية من خلال فواصل الورق. تتشكل الوصلات بواسطة لفائف من الثابت ، شريط ملفوف حول قضيب نحاسي 5. كل لفة من الشريط نصف مطلية بالفضة. بداية ونهاية الطبقة الفضية بمثابة تقاطعات حرارية. حتى التقاطعات ملتصقة بالأعلى وتقاطعات غريبة

ناي على اللوحة السفلية. يتكون الثرموبيل بالكامل من عشرة قضبان ، كل منها ملفوف بـ 32-33 لفة. يتم وضع مستقبل مقياس التوازن في علبة 6 لها شكل قرص بقطر 96 مم وسمك 4 مم. يتم توصيل العلبة بالمقبض 7 ، والتي يتم من خلالها تمرير الخيوط 8 من المبرد الحراري. مقياس التوازن مع مفصل كروي

	تم تثبيت ov 9 على pa-
	نيلك 10. تعلق على اللوحة
	دائِخ				مفصلات
	قضيب 11 مع شاشة 12 ، والتي
		يحمي		المتلقي
	ضوء شمس مباشر. في
	تطبيق الشاشة على القضيب ،
	مرئي من وسط جهاز الاستقبال
	بزاوية 10 درجات ، ضوء الشمس المباشر
		يتم استبعاد الإشعاع
	قراءات مقياس التوازن ،
	يحسن دقة القياس ،
	ولكن في هذه الحالة الشدة
			شمسي		إشعاع
	يجب قياسه بشكل منفصل
أرز. 3.6 الكهروحرارية	مقياس الشدة. الحالة 13
مقياس التوازن M-10	يحمي مقياس التوازن من هطول الأمطار و

تثبيت. الجهاز متصل بمقبس في نهاية اللوح الخشبي على ارتفاع 1.5 متر من الأرض. يتم دائمًا تثبيت جهاز الاستقبال أفقيًا مع نفس جانب الاستقبال لأعلى ، مع وضع علامة على الجهاز بالرقم 1. يتم توصيل الخيوط من المثيل الحراري بجلفانومتر.

في معظم الحالات ، يكون مقياس التوازن مظللًا بشاشة من الإشعاع الشمسي المباشر. لذلك ، يتم تثبيت مقياس الأكتينوميتر على نفس السكة مع مقياس توازن لقياس الإشعاع الشمسي المباشر. لمراعاة تأثير سرعة الرياح على مستوى مقياس التوازن وعلى مسافة صغيرة منه ، يتم تثبيت مقياس شدة الريح.

ملاحظات. قبل 3 دقائق من بدء الملاحظة ، يتم تحديد نقطة الصفر لمقياس التوازن N 0. يتم ذلك بدائرة مفتوحة. بعد ذلك ، يتم توصيل مقياس التوازن بالجلفانومتر بحيث تنحرف إبرة الجلفانومتر إلى اليمين ، ويتم عمل ثلاث قراءات على مقياس التوازن N 1 و N 2 و N 3 وفي نفس الوقت ثلاث قراءات على مقياس شدة الريح 1 ، 2 ، 3 . إذا تم تثبيت عداد التوازن مع شاشة ظل ، فبعد القراءة الأولى والثانية على مقياس التوازن ، يتم إجراء قراءتين على مقياس الأكتينومتر

أثار القرص الشمسي المسبب للعمى في جميع الأوقات عقول الناس ، وكان بمثابة موضوع خصب للأساطير والأساطير. منذ العصور القديمة ، خمن الناس تأثيره على الأرض. ما مدى قرب أسلافنا البعيدين من الحقيقة. إنها الطاقة المشعة للشمس التي ندين بها بوجود الحياة على الأرض.

ما هو الإشعاع الإشعاعي لنورنا وكيف يؤثر على العمليات الأرضية؟

ما هو الإشعاع الشمسي

الإشعاع الشمسي هو مزيج من المادة الشمسية والطاقة التي تدخل الأرض. تنتشر الطاقة على شكل موجات كهرومغناطيسية بسرعة 300 ألف كيلومتر في الثانية ، وتمر عبر الغلاف الجوي وتصل إلى الأرض في 8 دقائق. نطاق الموجات المشاركة في هذا "الماراثون" واسع جدًا - من موجات الراديو إلى الأشعة السينية ، بما في ذلك الجزء المرئي من الطيف. يخضع سطح الأرض لتأثير أشعة الشمس المباشرة والمنتشرة بفعل الغلاف الجوي للأرض. إن تناثر الأشعة الزرقاء-الزرقاء في الغلاف الجوي هو ما يفسر زرقة السماء في يوم صافٍ. يرجع اللون الأصفر البرتقالي للقرص الشمسي إلى حقيقة أن الموجات المقابلة لها تمر دون تشتت تقريبًا.

مع تأخير من 2-3 أيام ، تصل "الرياح الشمسية" إلى الأرض ، وهي استمرار للهالة الشمسية وتتكون من نوى ذرات العناصر الضوئية (الهيدروجين والهيليوم) ، وكذلك الإلكترونات. من الطبيعي أن يكون للإشعاع الشمسي تأثير قوي على جسم الإنسان.

تأثير أشعة الشمس على جسم الإنسان

يتكون الطيف الكهرومغناطيسي للإشعاع الشمسي من أجزاء الأشعة تحت الحمراء والمرئية والأشعة فوق البنفسجية. نظرًا لأن كوانتاها لها طاقات مختلفة ، فإن لها تأثيرات متنوعة على الإنسان.

إضاءة داخلية

كما أن الأهمية الصحية للإشعاع الشمسي عالية للغاية. نظرًا لأن الضوء المرئي هو عامل حاسم في الحصول على معلومات حول العالم الخارجي ، فمن الضروري توفير مستوى كافٍ من الإضاءة في الغرفة. يتم تنظيمها وفقًا لـ SNiP ، والتي يتم تجميعها للإشعاع الشمسي مع مراعاة السمات الخفيفة والمناخية للمناطق الجغرافية المختلفة وتؤخذ في الاعتبار عند تصميم وبناء مختلف المرافق.

حتى التحليل السطحي للطيف الكهرومغناطيسي للإشعاع الشمسي يثبت مدى تأثير هذا النوع من الإشعاع على جسم الإنسان.

توزيع الإشعاع الشمسي فوق أراضي الأرض

لا تصل كل الإشعاعات القادمة من الشمس إلى سطح الأرض. وهناك أسباب كثيرة لذلك. تصد الأرض بثبات هجوم تلك الأشعة التي تضر بمحيطها الحيوي. يتم تنفيذ هذه الوظيفة بواسطة درع الأوزون لكوكبنا ، مما يمنع الجزء الأكثر عدوانية من الأشعة فوق البنفسجية من المرور. مرشح الغلاف الجوي على شكل بخار الماء وثاني أكسيد الكربون وجزيئات الغبار العالقة في الهواء - يعكس إلى حد كبير الإشعاع الشمسي وينثره ويمتصه.

ذلك الجزء الذي تغلب على كل هذه العقبات يقع على سطح الأرض بزوايا مختلفة ، حسب خط عرض المنطقة. يتم توزيع الحرارة الشمسية الواهبة للحياة بشكل غير متساوٍ على أراضي كوكبنا. مع تغير ارتفاع الشمس خلال العام ، تتغير كتلة الهواء فوق الأفق ، والتي من خلالها يكمن مسار أشعة الشمس. كل هذا يؤثر على توزيع كثافة الإشعاع الشمسي على الكوكب. الاتجاه العام هو هذا - تزداد هذه المعلمة من القطب إلى خط الاستواء ، حيث أنه كلما زادت زاوية سقوط الأشعة ، زاد دخول الحرارة لكل وحدة مساحة.

تسمح لك خرائط الإشعاع الشمسي بالحصول على صورة لتوزيع كثافة الإشعاع الشمسي على أراضي الأرض.

تأثير الإشعاع الشمسي على مناخ الأرض

عنصر الأشعة تحت الحمراء للإشعاع الشمسي له تأثير حاسم على مناخ الأرض.

من الواضح أن هذا يحدث فقط في وقت تكون فيه الشمس فوق الأفق. يعتمد هذا التأثير على مسافة كوكبنا من الشمس ، والتي تتغير خلال العام. مدار الأرض عبارة عن قطع ناقص ، داخله الشمس. في رحلتها السنوية حول الشمس ، تبتعد الأرض عن نجمها ، ثم تقترب منه.

بالإضافة إلى تغيير المسافة ، يتم تحديد كمية الإشعاع التي تدخل الأرض من خلال ميل محور الأرض إلى مستوى المدار (66.5 درجة) وتغير الفصول التي تسببها. إنه في الصيف أكثر منه في الشتاء. عند خط الاستواء ، هذا العامل غائب ، ولكن مع زيادة خط عرض موقع المراقبة ، تصبح الفجوة بين الصيف والشتاء كبيرة.

تحدث جميع أنواع الكوارث في العمليات التي تحدث على الشمس. يتم تعويض تأثيرها جزئيًا من خلال المسافات الشاسعة والخصائص الوقائية للغلاف الجوي للأرض والمجال المغناطيسي للأرض.

كيف تحمي نفسك من أشعة الشمس

عنصر الأشعة تحت الحمراء للإشعاع الشمسي هو الدفء المرغوب الذي يتطلع إليه سكان خطوط العرض الوسطى والشمالية إلى جميع فصول السنة الأخرى. يستخدم كل من الأشخاص الأصحاء والمرضى الإشعاع الشمسي كعامل شفاء.

ومع ذلك ، يجب ألا ننسى أن الحرارة ، مثل الأشعة فوق البنفسجية ، مصدر تهيج قوي للغاية. يمكن أن يؤدي سوء استخدامهم إلى حروق ، وارتفاع درجة حرارة الجسم بشكل عام ، وحتى تفاقم الأمراض المزمنة. عند الاستحمام الشمسي ، يجب أن تتبع القواعد التي تختبرها الحياة. يجب أن تكون حذرًا بشكل خاص عند الاستحمام الشمسي في الأيام المشمسة الصافية. يجب أن يكتفي الرضع وكبار السن ومرضى السل المزمن ومشاكل الجهاز القلبي الوعائي بالإشعاع الشمسي المنتشر في الظل. هذه الأشعة فوق البنفسجية كافية تمامًا لتلبية احتياجات الجسم.

حتى الشباب الذين لا يعانون من مشاكل صحية خاصة يجب حمايتهم من الإشعاع الشمسي.

الآن هناك حركة يعارض نشطاءها الدباغة. وليس عبثا. الجلد المدبوغ جميل بلا شك. لكن الميلانين الذي ينتجه الجسم (ما نسميه حروق الشمس) هو رد الفعل الوقائي لتأثيرات الإشعاع الشمسي. لا فوائد لحروق الشمس!حتى أن هناك أدلة على أن حروق الشمس تقصر العمر ، لأن الإشعاع له خاصية تراكمية - فهو يتراكم طوال الحياة.

إذا كان الموقف خطيرًا جدًا ، يجب أن تتبع بدقة القواعد التي تنص على كيفية حماية نفسك من الإشعاع الشمسي:

• تحديد وقت حمامات الشمس بشكل صارم والقيام بذلك فقط خلال ساعات الأمان ؛
• عندما تكون في الشمس النشطة ، يجب أن ترتدي قبعة واسعة الحواف وملابس مغلقة ونظارات شمسية ومظلة ؛
• استخدم فقط واقي الشمس عالي الجودة.

هل الإشعاع الشمسي خطير على الإنسان في جميع أوقات السنة؟ ترتبط كمية الإشعاع الشمسي التي تصل إلى الأرض بتغير الفصول. في منتصف خطوط العرض في الصيف تزيد بنسبة 25٪ عن الشتاء. لا يوجد هذا الاختلاف عند خط الاستواء ، ولكن مع زيادة خط عرض مكان المراقبة ، يزداد هذا الاختلاف. هذا يرجع إلى حقيقة أن كوكبنا مائل بزاوية 23.3 درجة بالنسبة للشمس. في فصل الشتاء ، يكون منخفضًا فوق الأفق ويضيء الأرض فقط بالأشعة المتزلقة ، التي تقل درجة حرارة السطح المضيء. يتسبب هذا الوضع للأشعة في انتشارها على مساحة أكبر ، مما يقلل من شدتها مقارنة بالسقوط الهائل في الصيف. بالإضافة إلى ذلك ، فإن وجود زاوية حادة أثناء مرور الأشعة عبر الغلاف الجوي ، "يطيل" مسارها ، مما يجبرها على فقد المزيد من الحرارة. هذا الظرف يقلل من تأثير الإشعاع الشمسي في الشتاء.

الشمس نجم هو مصدر الحرارة والضوء لكوكبنا. إنه "يحكم" المناخ وتغير الفصول وحالة المحيط الحيوي للأرض بأكمله. والمعرفة فقط بقوانين هذا التأثير القوي ستسمح باستخدام هذه الهبة الواهبة للحياة لصالح صحة الناس.

اشعاع شمسي

اشعاع شمسي

الإشعاع الكهرومغناطيسي من الشمس إلى الغلاف الجوي للأرض. تتركز الأطوال الموجية للإشعاع الشمسي في النطاق من 0.17 إلى 4 ميكرون بحد أقصى. بموجة 0.475 ميكرون. نعم. يقع 48٪ من طاقة الإشعاع الشمسي على الجزء المرئي من الطيف (الطول الموجي من 0.4 إلى 0.76 ميكرون) ، و 45٪ - على الأشعة تحت الحمراء (أكثر من 0.76 ميكرون) ، و 7٪ - على الأشعة فوق البنفسجية (أقل من 0.4) µ م). إشعاع شمسي - رئيسي. مصدر الطاقة للعمليات في الغلاف الجوي ، المحيطات ، المحيط الحيوي ، إلخ. يتم قياسه بوحدات الطاقة لكل وحدة مساحة لكل وحدة زمنية ، على سبيل المثال. ث / م². الإشعاع الشمسي عند الحد الأعلى للغلاف الجوي في cf. مسافة الارض من الشمس يسمى ثابت شمسيوهو تقريبًا. 1382 واط / متر مربع. عند المرور عبر الغلاف الجوي للأرض ، يتغير الإشعاع الشمسي في شدته وتكوينه الطيفي بسبب الامتصاص والتشتت بواسطة جزيئات الهواء والشوائب الغازية والهباء الجوي. على سطح الأرض ، يقتصر طيف الإشعاع الشمسي على 0.29-2.0 ميكرومتر ، ويتم تقليل شدته بشكل كبير اعتمادًا على محتوى الشوائب والارتفاع فوق مستوى سطح البحر والغطاء السحابي. يصل الإشعاع المباشر إلى سطح الأرض ، ويضعف عند المرور عبر الغلاف الجوي ، وكذلك منتشر ، ويتكون من الانتثار المباشر في الغلاف الجوي. ينعكس جزء من الإشعاع الشمسي المباشر من سطح الأرض والغيوم ويذهب إلى الفضاء ؛ ينتشر الإشعاع أيضًا جزئيًا في الفضاء. ما تبقى من الاشعاع الشمسي في الاساس. تتحول إلى حرارة ، فتسخن سطح الأرض والهواء جزئيًا. الإشعاع الشمسي هو أحد العوامل الرئيسية. مكونات ميزان الإشعاع.

جغرافية. الموسوعة المصورة الحديثة. - م: روزمان. تحت إشراف الأستاذ. A. P. Gorkina. 2006 .

شاهد ما هو "الإشعاع الشمسي" في القواميس الأخرى:

الإشعاع الكهرومغناطيسي والجسمي للشمس. يغطي الإشعاع الكهرومغناطيسي نطاق الطول الموجي من إشعاع غاما إلى موجات الراديو ، حيث تقع طاقته القصوى على الجزء المرئي من الطيف. المكون الجسيمي للطاقة الشمسية ... ... قاموس موسوعي كبير

اشعاع شمسي- التدفق الكلي للإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من الشمس وضرب الأرض ... قاموس الجغرافيا

هذا المصطلح له معاني أخرى ، انظر الإشعاع (المعاني). هذه المقالة تفتقر إلى روابط لمصادر المعلومات. يجب أن تكون المعلومات قابلة للتحقق ، وإلا فقد يتم التشكيك فيها ... ويكيبيديا

جميع العمليات على سطح الكرة الأرضية ، مهما كانت ، لها مصدرها من الطاقة الشمسية. يتم دراسة العمليات الميكانيكية البحتة أو العمليات الكيميائية في الهواء أو الماء أو التربة أو العمليات الفسيولوجية أو أيا كان ... ... القاموس الموسوعي F.A. Brockhaus و I.A. إيفرون

الإشعاع الكهرومغناطيسي والجسمي للشمس. يغطي الإشعاع الكهرومغناطيسي نطاق الطول الموجي من إشعاع غاما إلى موجات الراديو ، حيث تقع طاقته القصوى على الجزء المرئي من الطيف. المكون الجسيمي للطاقة الشمسية ... ... قاموس موسوعي

اشعاع شمسي- حالة Saulės spinduliuotas مثل T sritis fizika atitikmenys: engl. vok الإشعاع الشمسي. Sonnenstrahlung ، f rus. الإشعاع الشمسي ، ن ؛ الإشعاع الشمسي ، و ؛ الإشعاع الشمسي ، n pranc. Rayonnement solaire، m… Fizikos terminų žodynas

اشعاع شمسي- حالة Saulės spinduliuot مثل T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Saulės atmosferos elektromagnetinė (infraraudonoji 0.76 نانومتر سودارو 45٪ ، matomoji 0.38–0.76 نانومتر - 48٪ ، فوق بنفسجي 0.38 نانومتر ... Ekologijos terminų aiskinamasis žodynas

إشعاع الشمس ذو الطبيعة الكهرومغناطيسية والجسيمية. ريال سعودى. المصدر الرئيسي للطاقة لمعظم العمليات التي تحدث على الأرض. عضلي S. r. يتكون بشكل رئيسي من البروتونات بسرعات 300 1500 بالقرب من الأرض ... ... ... الموسوعة السوفيتية العظمى

بريد إلكتروني ماغن. والإشعاع الجسدي للشمس. بريد إلكتروني ماغن. يغطي الإشعاع نطاق الطول الموجي من أشعة جاما إلى موجات الراديو وطاقتها. الحد الأقصى في الجزء المرئي من الطيف. المكون الجسيمي لـ S. p. يتكون من الفصل. آر. من… … علم الطبيعة. قاموس موسوعي

الإشعاع الشمسي المباشر- الإشعاع الشمسي القادم مباشرة من القرص الشمسي ... قاموس الجغرافيا

كتب

• الإشعاع الشمسي ومناخ الأرض ، فيدوروف فاليري ميخائيلوفيتش. يقدم الكتاب نتائج دراسات الاختلافات في تشمس الأرض المرتبط بالعمليات الميكانيكية السماوية. يتم تحليل التغيرات منخفضة التردد وعالية التردد في المناخ الشمسي ...

اشعاع شمسييسمى تدفق الطاقة المشعة من الشمس المتجهة إلى سطح الكرة الأرضية. الطاقة المشعة للشمس هي المصدر الأساسي لأنواع الطاقة الأخرى. يمتصه سطح الأرض والماء ، ويتحول إلى طاقة حرارية ، وفي النباتات الخضراء - إلى الطاقة الكيميائية للمركبات العضوية. يعتبر الإشعاع الشمسي أهم عامل مناخي والسبب الرئيسي للتغيرات المناخية ، حيث ترتبط الظواهر المختلفة التي تحدث في الغلاف الجوي بالطاقة الحرارية الواردة من الشمس.

إن الإشعاع الشمسي ، أو الطاقة المشعة ، بطبيعته هو تيار من التذبذبات الكهرومغناطيسية ينتشر في خط مستقيم بسرعة 300000 كم / ثانية بطول موجي من 280 نانومتر إلى 30000 نانومتر. تنبعث الطاقة المشعة على شكل جسيمات فردية تسمى الكميات أو الفوتونات. لقياس طول موجات الضوء ، يتم استخدام نانومتر (نانومتر) أو ميكرون ، مليمترات (0.001 ميكرون) وأنستروم (0.1 ملليمتر). التمييز بين الأشعة الحرارية غير المرئية بالأشعة تحت الحمراء ذات الطول الموجي من 760 إلى 2300 نانومتر ؛ أشعة الضوء المرئية (الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والأزرق والبنفسجي) بطول موجي من 400 (بنفسجي) إلى 759 نانومتر (أحمر) ؛ الأشعة فوق البنفسجية ، أو غير المرئية كيميائياً ، بطول موجة يتراوح من 280 إلى 390 نانومتر. لا تصل الأشعة التي يقل طولها الموجي عن 280 ميكرون إلى سطح الأرض ، بسبب امتصاصها بواسطة الأوزون في الطبقات العليا من الغلاف الجوي.

على حافة الغلاف الجوي ، يكون التركيب الطيفي لأشعة الشمس كنسبة مئوية كما يلي: الأشعة تحت الحمراء 43٪ ، الضوء 52 والأشعة فوق البنفسجية 5٪. على سطح الأرض ، عند ارتفاع الشمس 40 درجة ، يكون للإشعاع الشمسي (وفقًا لـ N.P. Kalitin) التركيب التالي: الأشعة تحت الحمراء 59٪ ، الضوء 40 والأشعة فوق البنفسجية 1٪ من كل الطاقة. تزداد شدة الإشعاع الشمسي مع الارتفاع فوق مستوى سطح البحر ، وكذلك عندما تسقط أشعة الشمس عموديًا ، حيث يجب أن تمر الأشعة عبر سماكة أصغر من الغلاف الجوي. في حالات أخرى ، سيتلقى السطح ضوءًا أقل من أشعة الشمس ، وكلما انخفضت الشمس ، أو اعتمادًا على زاوية سقوط الأشعة. ينخفض ​​جهد الإشعاع الشمسي بسبب الضبابية وتلوث الهواء بالغبار والدخان وما إلى ذلك.

أولا وقبل كل شيء ، هناك خسارة (امتصاص) لأشعة الموجة القصيرة ، ثم الحرارية والضوء. الطاقة المشعة للشمس هي مصدر الحياة على الأرض للكائنات الحية النباتية والحيوانية وأهم عامل في الهواء المحيط. له تأثيرات متنوعة على الجسم ، والتي يمكن أن تكون إيجابية للغاية عند الجرعات المثلى ، وعندما تكون الجرعة الزائدة (الجرعة الزائدة) يمكن أن تكون سلبية. كل الأشعة لها تأثيرات حرارية وكيميائية. علاوة على ذلك ، بالنسبة للأشعة ذات الطول الموجي الكبير ، يأتي التأثير الحراري في المقدمة ، مع التأثير الكيميائي بطول موجي أقصر.

يعتمد التأثير البيولوجي للأشعة على الكائن الحي الحيواني على طول الموجة واتساعها: فكلما كانت الموجات أقصر ، زادت تذبذباتها ، زادت طاقة الكم وزاد رد فعل الكائن الحي على هذا الإشعاع. تسبب الأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجة ، عند تعرضها للأنسجة ، ظاهرة التأثير الكهروضوئي فيها مع ظهور الإلكترونات المنقسمة والأيونات الموجبة في الذرات. عمق اختراق الأشعة المختلفة في الجسم ليس هو نفسه: الأشعة تحت الحمراء والأشعة الحمراء تخترق بضعة سنتيمترات ، مرئية (الضوء) - بضعة ملليمترات ، والأشعة فوق البنفسجية - 0.7-0.9 مم فقط ؛ أشعة أقصر من 300 ميكرون تخترق الأنسجة الحيوانية على عمق 2 ميكرون. مع هذا العمق الضئيل لاختراق الأشعة ، يكون للأخير تأثير متنوع وهام على الكائن الحي بأكمله.

اشعاع شمسي- عامل نشط بيولوجيًا للغاية ويعمل باستمرار ، وهو ذو أهمية كبيرة في تكوين عدد من وظائف الجسم. وهكذا ، على سبيل المثال ، من خلال وسط العين ، تؤثر أشعة الضوء المرئية على الكائن الحي للحيوانات بأكمله ، مما يتسبب في ردود فعل انعكاسية غير مشروطة وغير مشروطة. تمارس الأشعة الحرارية تحت الحمراء تأثيرها على الجسم بشكل مباشر ومن خلال الأشياء المحيطة بالحيوانات. يمتص جسم الحيوانات باستمرار ويصدر هو نفسه الأشعة تحت الحمراء (تبادل الإشعاع) ، ويمكن أن تختلف هذه العملية بشكل كبير اعتمادًا على درجة حرارة جلد الحيوانات والأشياء المحيطة. تتميز الأشعة فوق البنفسجية الكيميائية ، التي تمتلك كماتها طاقة أعلى بكثير من كمية الأشعة المرئية والأشعة تحت الحمراء ، بأكبر نشاط بيولوجي ، وتعمل على جسم الحيوانات من خلال مسارات خلطية وعصبية. تعمل الأشعة فوق البنفسجية بشكل أساسي على المستقبلات الخارجية للجلد ، ثم تؤثر بشكل انعكاسي على الأعضاء الداخلية ، وخاصة الغدد الصماء.

يؤدي التعرض المطول للجرعات المثلى من الطاقة المشعة إلى تكيف الجلد مع تفاعله الأقل. تحت تأثير أشعة الشمس ، يزداد نمو الشعر ، وتزداد وظيفة العرق والغدد الدهنية ، وتكثف الطبقة القرنية وتزداد سماكة البشرة ، مما يؤدي إلى زيادة مقاومة الجلد للجسم. في الجلد ، يحدث تكوين مواد نشطة بيولوجيًا (الهيستامين والمواد الشبيهة بالهيستامين) ، والتي تدخل مجرى الدم. تعمل نفس الأشعة على تسريع تجديد الخلايا أثناء التئام الجروح والقروح على الجلد. تحت تأثير الطاقة المشعة ، وخاصة الأشعة فوق البنفسجية ، تتشكل صبغة الميلانين في الطبقة القاعدية من الجلد ، مما يقلل من حساسية الجلد للأشعة فوق البنفسجية. الصباغ (تان) يشبه الشاشة البيولوجية التي تساهم في انعكاس وتشتت الأشعة.

التأثير الإيجابي لأشعة الشمس يؤثر على الدم. تأثيرها المنتظم المعتدل يعزز بشكل كبير تكوين الدم مع زيادة متزامنة في عدد كريات الدم الحمراء ومحتوى الهيموجلوبين في الدم المحيطي. في الحيوانات بعد فقدان الدم أو التعافي من أمراض خطيرة ، خاصة الأمراض المعدية ، يحفز التعرض المعتدل لأشعة الشمس على تجديد الدم ويزيد من تجلط الدم. من التعرض المعتدل لأشعة الشمس في الحيوانات ، يزداد تبادل الغازات. يزداد العمق ويقل تواتر التنفس ، وتزداد كمية الأكسجين التي يتم إدخالها ، ويتم إطلاق المزيد من ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء ، مما يؤدي إلى تحسين إمداد الأنسجة بالأكسجين وزيادة عمليات الأكسدة.

يتم التعبير عن زيادة التمثيل الغذائي للبروتين من خلال زيادة ترسب النيتروجين في الأنسجة ، ونتيجة لذلك يكون النمو في الحيوانات الصغيرة أسرع. يمكن أن يؤدي التعرض المفرط للشمس إلى توازن سلبي للبروتين ، خاصة في الحيوانات التي تعاني من أمراض معدية حادة ، بالإضافة إلى أمراض أخرى مصحوبة بارتفاع درجة حرارة الجسم. يؤدي التشعيع إلى زيادة ترسب السكر في الكبد والعضلات على شكل جليكوجين. في الدم ، تتناقص كمية المنتجات منخفضة الأكسدة (أجسام الأسيتون ، وحمض اللبنيك ، وما إلى ذلك) بشكل حاد ، ويزداد تكوين الأسيتيل كولين ويتم تطبيع عملية التمثيل الغذائي ، وهو أمر ذو أهمية خاصة للحيوانات عالية الإنتاجية.

في الحيوانات التي تعاني من سوء التغذية ، تتباطأ شدة التمثيل الغذائي للدهون وتزيد ترسب الدهون. على العكس من ذلك ، فإن الإضاءة المكثفة للحيوانات البدينة تزيد من التمثيل الغذائي للدهون وتزيد من حرق الدهون. لذلك ، يجب إجراء تسمين شبه دهني ودهني للحيوانات في ظل ظروف أقل من الإشعاع الشمسي.

تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية من الإشعاع الشمسي ، يوجد إرغوستيرول في نباتات العلف وفي جلد الحيوانات ، يتم تحويل ديهيدروكوليسترول إلى فيتامينات نشطة D 2 و D 3 ، مما يعزز استقلاب الفوسفور والكالسيوم ؛ فالتوازن السلبي للكالسيوم والفوسفور يتحول إلى توازن إيجابي مما يساهم في ترسب هذه الأملاح في العظام. يعتبر التعرض لأشعة الشمس والأشعة فوق البنفسجية من الطرق الحديثة الفعالة للوقاية والعلاج من الكساح والأمراض الحيوانية الأخرى المرتبطة باضطرابات استقلاب الكالسيوم والفوسفور.

يعتبر الإشعاع الشمسي ، وخاصة الضوء والأشعة فوق البنفسجية ، العامل الرئيسي الذي يتسبب في حدوث دورية جنسية موسمية في الحيوانات ، حيث يحفز الضوء وظيفة موجهة الغدد التناسلية للغدة النخامية والأعضاء الأخرى. في الربيع ، خلال فترة زيادة كثافة الإشعاع الشمسي والتعرض للضوء ، يزداد إفراز الغدد التناسلية ، كقاعدة عامة ، في معظم أنواع الحيوانات. لوحظ زيادة في النشاط الجنسي في الإبل والأغنام والماعز مع تقصير ساعات النهار. إذا تم الاحتفاظ بالأغنام في غرف مظلمة في أبريل ويونيو ، فلن يأتي شبقها في الخريف (كالمعتاد) ، ولكن في مايو. يؤدي نقص الضوء في الحيوانات النامية (أثناء النمو والبلوغ) ، وفقًا لـ K.V. Svechin ، إلى تغييرات نوعية عميقة لا رجعة فيها في كثير من الأحيان في الغدد الجنسية ، وفي الحيوانات البالغة يقلل من النشاط الجنسي والخصوبة أو يسبب عقمًا مؤقتًا.

للضوء المرئي ، أو درجة الإضاءة ، تأثير كبير على نمو البويضة ، والشبق ، وموسم التكاثر ، والحمل. في نصف الكرة الشمالي ، يكون موسم التكاثر قصيرًا عادةً ، وفي نصف الكرة الجنوبي يكون الأطول. تحت تأثير الإضاءة الاصطناعية للحيوانات ، يتم تقليل مدة حملها من عدة أيام إلى أسبوعين. يمكن استخدام تأثير أشعة الضوء المرئي على الغدد التناسلية على نطاق واسع في الممارسة العملية. أثبتت التجارب التي أجريت في مختبر zoohygiene VIEV أن إضاءة المبنى بمعامل هندسي 1: 10 (وفقًا لـ KEO ، 1.2-2 ٪) مقارنة بإضاءة 1: 15-1: 20 وأقل (وفقًا لـ KEO ، 0.2 -0.5٪) يؤثر إيجابًا على الحالة السريرية والفسيولوجية للخنازير الحامل والخنازير حتى عمر 4 أشهر ، ويوفر ذرية قوية وقابلة للحياة. زيادة وزن الخنازير بنسبة 6٪ وسلامتها بنسبة 10-23.9٪.

أشعة الشمس ، وخاصة الأشعة فوق البنفسجية والبنفسجية والأزرق ، تقتل أو تضعف قابلية العديد من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض ، وتؤخر تكاثرها. وبالتالي ، فإن الإشعاع الشمسي مطهر طبيعي قوي للبيئة الخارجية. تحت تأثير أشعة الشمس ، تزداد النغمة العامة للجسم ومقاومته للأمراض المعدية ، بالإضافة إلى زيادة ردود الفعل المناعية المحددة (P. D. Komarov ، A. P. Onegov ، إلخ). لقد ثبت أن التشعيع المعتدل للحيوانات أثناء التطعيم يساهم في زيادة العيار والأجسام المناعية الأخرى ، وزيادة مؤشر البلعمة ، وعلى العكس من ذلك ، فإن التشعيع الشديد يقلل من الخصائص المناعية للدم.

من كل ما قيل ، يترتب على ذلك أن نقص الإشعاع الشمسي يجب أن يُنظر إليه على أنه حالة خارجية غير مواتية للغاية للحيوانات ، والتي تحرمها بموجبها من أهم منشط للعمليات الفسيولوجية. مع أخذ ذلك في الاعتبار ، يجب وضع الحيوانات في غرف مشرقة إلى حد ما ، مع توفير التمارين بانتظام ، وتربيتها في المراعي في الصيف.

يتم تقنين الإضاءة الطبيعية في المباني وفقًا للطرق الهندسية أو طرق الإضاءة. في ممارسة بناء أبنية المواشي والدواجن ، يتم استخدام الطريقة الهندسية بشكل أساسي ، والتي بموجبها يتم تحديد معايير الإضاءة الطبيعية من خلال نسبة مساحة النوافذ (الزجاج بدون إطارات) إلى مساحة الأرضية. ومع ذلك ، على الرغم من بساطة الطريقة الهندسية ، لم يتم تعيين معايير الإضاءة بدقة باستخدامها ، لأنها في هذه الحالة لا تأخذ في الاعتبار السمات الخفيفة والمناخية للمناطق الجغرافية المختلفة. لتحديد الإضاءة في المبنى بشكل أكثر دقة ، يستخدمون طريقة الإضاءة أو التعريف عامل ضوء النهار(KEO). معامل الإضاءة الطبيعية هو نسبة إضاءة الغرفة (النقطة المقاسة) إلى الإضاءة الخارجية في المستوى الأفقي. مشتق KEO من الصيغة:

K = E: E n ⋅100٪

حيث K هو معامل الضوء الطبيعي ؛ E - الإضاءة في الغرفة (لوكس) ؛ E n - الإضاءة الخارجية (لوكس).

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الاستخدام المفرط للإشعاع الشمسي ، خاصة في الأيام التي يكون فيها التشمس عاليًا ، يمكن أن يسبب ضررًا كبيرًا للحيوانات ، على وجه الخصوص ، يسبب الحروق وأمراض العين وضربة الشمس وما إلى ذلك. جسم ما يسمى بالحساسية (الهيماتوبورفيرين ، أصباغ الصفراء ، الكلوروفيل ، اليوزين ، الميثيلين الأزرق ، إلخ). يُعتقد أن هذه المواد تتراكم أشعة قصيرة الموجة وتحولها إلى أشعة طويلة الموجة مع امتصاص جزء من الطاقة التي تطلقها الأنسجة ، مما يؤدي إلى زيادة تفاعل الأنسجة.

غالبًا ما تُلاحظ حروق الشمس في الحيوانات في مناطق الجسم ذات الشعر الخفيف الرقيق والجلد غير المصطبغ نتيجة التعرض للحرارة (الحمامي الشمسية) والأشعة فوق البنفسجية (التهاب الجلد الكيميائي الضوئي). في الخيول ، لوحظ حروق الشمس على مناطق غير مصبوغة من فروة الرأس والشفتين والأنف والعنق والأربية والأطراف ، وفي الماشية على جلد الضرع والعجان. في المناطق الجنوبية ، تكون حروق الشمس ممكنة في الخنازير ذات اللون الأبيض.

يمكن لأشعة الشمس القوية أن تسبب تهيج الشبكية والقرنية والأغشية الوعائية للعين وتلف العدسة. مع الإشعاع المطول والمكثف ، يحدث التهاب القرنية وتعتيم العدسة واضطراب في التكيف مع الرؤية. غالبًا ما يتم ملاحظة اضطراب الإقامة في الخيول إذا تم الاحتفاظ بها في إسطبلات ذات نوافذ منخفضة تواجه الجنوب ، والتي يتم تقييد الخيول مقابلها.

تحدث ضربة الشمس نتيجة لارتفاع درجة حرارة الدماغ بشكل قوي وطويل الأمد ، خاصةً عن طريق الأشعة تحت الحمراء الحرارية. يخترق هذا الأخير فروة الرأس والجمجمة ، ويصل إلى الدماغ ويسبب احتقانًا وزيادة في درجة حرارته. نتيجة لذلك ، يظهر الحيوان في البداية الاضطهاد ، ثم الإثارة ، وتضطرب مراكز الجهاز التنفسي والحركة الوعائية. ويلاحظ ضعف ، وحركات غير متناسقة ، وضيق في التنفس ، ونبض سريع ، واحتقان وازرقاق في الأغشية المخاطية ، وارتعاش وتشنجات. الحيوان لا يقف على قدميه ، يسقط على الأرض ؛ وغالبا ما تنتهي الحالات الشديدة بموت الحيوان مع أعراض شلل القلب أو المركز التنفسي. تكون ضربة الشمس شديدة بشكل خاص إذا اقترنت بضربة شمس.

لحماية الحيوانات من أشعة الشمس المباشرة ، من الضروري إبقائها في الظل خلال ساعات النهار الأكثر حرارة. للوقاية من ضربة الشمس ، خاصة في الخيول العاملة ، يتم ارتداء أربطة حواجب من القماش الأبيض.