सौर विकिरण और उसके प्रकार. मनुष्यों पर सौर विकिरण का प्रभाव

सौर विकिरण

सौर विकिरण

सूर्य से और पृथ्वी के वायुमंडल में विद्युत चुम्बकीय विकिरण। सौर विकिरण की तरंग दैर्ध्य अधिकतम 0.17 से 4 माइक्रोन तक केंद्रित होती है। 0.475 माइक्रोन की तरंग पर। ठीक है। सौर विकिरण की ऊर्जा का 48% स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग (0.4 से 0.76 माइक्रोन तक तरंग दैर्ध्य) पर पड़ता है, 45% - अवरक्त (0.76, माइक्रोन से अधिक) पर, और 7% - पराबैंगनी (0.4 से कम) पर पड़ता है µm). सौर विकिरण - मुख्य। वायुमंडल, महासागर, जीवमंडल आदि में प्रक्रियाओं का ऊर्जा स्रोत। उदाहरण के लिए, इसे प्रति इकाई क्षेत्र प्रति इकाई समय में ऊर्जा की इकाइयों में मापा जाता है। डब्ल्यू/एम². सीएफ पर वायुमंडल की ऊपरी सीमा पर सौर विकिरण। सूर्य से पृथ्वी की दूरी कहलाती है सौर स्थिरांकऔर लगभग है. 1382 डब्ल्यू/एम²। पृथ्वी के वायुमंडल से गुजरते हुए, वायु कणों, गैसीय अशुद्धियों और एरोसोल द्वारा अवशोषण और बिखरने के कारण सौर विकिरण की तीव्रता और वर्णक्रमीय संरचना में परिवर्तन होता है। पृथ्वी की सतह पर, सौर विकिरण का स्पेक्ट्रम 0.29-2.0 µm तक सीमित है, और अशुद्धियों की सामग्री, समुद्र तल से ऊंचाई और बादलों के आधार पर तीव्रता काफी कम हो जाती है। प्रत्यक्ष विकिरण पृथ्वी की सतह तक पहुंचता है, वायुमंडल से गुजरते समय क्षीण हो जाता है, साथ ही वायुमंडल में सीधे बिखरने से फैलता है। प्रत्यक्ष सौर विकिरण का एक भाग पृथ्वी की सतह और बादलों से परावर्तित होकर अंतरिक्ष में चला जाता है; बिखरा हुआ विकिरण भी आंशिक रूप से अंतरिक्ष में चला जाता है। शेष सौर विकिरण मुख्य है। गर्मी में बदल जाता है, जिससे पृथ्वी की सतह और आंशिक रूप से हवा गर्म हो जाती है। सौर विकिरण, अत: एआर, मुख्य में से एक है। विकिरण संतुलन के घटक.

भूगोल। आधुनिक सचित्र विश्वकोश. - एम.: रोसमैन. प्रोफेसर के संपादन में. ए. पी. गोर्किना. 2006 .

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सौर विकिरण- सौर विकिरण की स्थिति, इलेक्ट्रोमैग्नेट का अधिकतम तापमान (इन्फ्रारेडोनिक्स 0.76 एनएम, 45%, तापमान 0.38-0.76 एनएम - 48%, पराबैंगनी विकिरण 0.38 एनएम - 7%) स्विज़ोस, रेडिज़ो बंगो, गामा क्वान्टो इर… … एकोलोगिज़स टर्मिनस एस्किनामासिस ज़ोडनास

विद्युत चुम्बकीय एवं कणिका प्रकृति का सूर्य का विकिरण। एस. आर. पृथ्वी पर होने वाली अधिकांश प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत। कॉर्पसकुलर एस. आर. इसमें मुख्य रूप से पृथ्वी के निकट 300 1500 के वेग वाले प्रोटॉन शामिल हैं ... ... महान सोवियत विश्वकोश

ईमेल मैग्न. और सूर्य का कणिका विकिरण। ईमेल मैग्न. विकिरण गामा विकिरण से लेकर रेडियो तरंगों तक की तरंग दैर्ध्य सीमा, इसकी ऊर्जा को कवर करता है। अधिकतम स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में है। एस. पी. का कणिका घटक। च से मिलकर बनता है। गिरफ्तार. से… … प्राकृतिक विज्ञान। विश्वकोश शब्दकोश

प्रत्यक्ष सौर विकिरण- सौर विकिरण सीधे सौर डिस्क से आ रहा है... भूगोल शब्दकोश

पुस्तकें

• सौर विकिरण और पृथ्वी की जलवायु, फेडोरोव वालेरी मिखाइलोविच। यह पुस्तक आकाशीय-यांत्रिक प्रक्रियाओं से जुड़ी पृथ्वी के सूर्यातप में विविधताओं के अध्ययन के परिणाम प्रस्तुत करती है। सौर जलवायु में कम-आवृत्ति और उच्च-आवृत्ति परिवर्तनों का विश्लेषण किया जाता है…

व्याख्यान 2.

सौर विकिरण।

योजना:

1. पृथ्वी पर जीवन के लिए सौर विकिरण का महत्व।

2. सौर विकिरण के प्रकार.

3. सौर विकिरण की वर्णक्रमीय संरचना।

4. विकिरण का अवशोषण और फैलाव।

5.PAR (प्रकाश संश्लेषक रूप से सक्रिय विकिरण)।

6. विकिरण संतुलन.

1. पृथ्वी पर सभी जीवित चीजों (पौधे, जानवर और मनुष्य) के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत सूर्य की ऊर्जा है।

सूर्य एक गैस का गोला है जिसकी त्रिज्या 695300 किमी है। सूर्य की त्रिज्या पृथ्वी की त्रिज्या (भूमध्यरेखीय 6378.2 किमी, ध्रुवीय 6356.8 किमी) से 109 गुना अधिक है। सूर्य मुख्य रूप से हाइड्रोजन (64%) और हीलियम (32%) से बना है। बाकी हिस्सा इसके द्रव्यमान का केवल 4% है।

सौर ऊर्जा जीवमंडल के अस्तित्व के लिए मुख्य शर्त है और मुख्य जलवायु-निर्माण कारकों में से एक है। सूर्य की ऊर्जा के कारण, वायुमंडल में वायुराशि लगातार गतिशील रहती है, जो वायुमंडल की गैस संरचना की स्थिरता सुनिश्चित करती है। सौर विकिरण के प्रभाव में, जलाशयों, मिट्टी, पौधों की सतह से भारी मात्रा में पानी वाष्पित हो जाता है। महासागरों और समुद्रों से महाद्वीपों तक हवा द्वारा ले जाया गया जल वाष्प भूमि के लिए वर्षा का मुख्य स्रोत है।

हरे पौधों के अस्तित्व के लिए सौर ऊर्जा एक अनिवार्य शर्त है, जो प्रकाश संश्लेषण के दौरान सौर ऊर्जा को उच्च ऊर्जा वाले कार्बनिक पदार्थों में परिवर्तित करती है।

पौधों की वृद्धि और विकास सौर ऊर्जा के आत्मसात और प्रसंस्करण की एक प्रक्रिया है, इसलिए, कृषि उत्पादन तभी संभव है जब सौर ऊर्जा पृथ्वी की सतह तक पहुंचती है। रूसी वैज्ञानिक ने लिखा: "सर्वश्रेष्ठ रसोइये को जितनी ताजी हवा, सूरज की रोशनी, साफ पानी की एक पूरी नदी देना चाहो, दो, उसे इन सब से चीनी, स्टार्च, वसा और अनाज तैयार करने के लिए कहो, और वह सोचेगा कि आप हंस रहे हैं।" उसकी तरफ। लेकिन जो व्यक्ति को बिल्कुल शानदार लगता है वह सूर्य की ऊर्जा के प्रभाव में पौधों की हरी पत्तियों में बिना किसी बाधा के पूरा हो जाता है। अनुमान है कि 1 वर्ग. प्रति घंटे एक मीटर पत्तियां एक ग्राम चीनी पैदा करती हैं। इस तथ्य के कारण कि पृथ्वी वायुमंडल के एक सतत आवरण से घिरी हुई है, सूर्य की किरणें, पृथ्वी की सतह तक पहुँचने से पहले, वायुमंडल की पूरी मोटाई से होकर गुजरती हैं, जो आंशिक रूप से उन्हें प्रतिबिंबित करती है, आंशिक रूप से बिखेरती है, अर्थात मात्रा और गुणवत्ता को बदल देती है। सूर्य के प्रकाश का पृथ्वी की सतह पर प्रवेश। जीवित जीव सौर विकिरण द्वारा उत्पन्न रोशनी की तीव्रता में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील होते हैं। प्रकाश की तीव्रता के प्रति अलग-अलग प्रतिक्रिया के कारण, सभी प्रकार की वनस्पतियों को प्रकाश-प्रिय और छाया-सहिष्णु में विभाजित किया गया है। उदाहरण के लिए, फसलों में अपर्याप्त रोशनी के कारण अनाज की फसलों के भूसे के ऊतकों का कमजोर विभेदन होता है। परिणामस्वरूप, ऊतकों की ताकत और लोच कम हो जाती है, जिससे अक्सर फसलें रुक जाती हैं। सघन मक्के की फसल में सौर विकिरण द्वारा कम रोशनी के कारण पौधों पर भुट्टों का निर्माण कमजोर हो जाता है।

सौर विकिरण कृषि उत्पादों की रासायनिक संरचना को प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, चुकंदर और फलों में चीनी की मात्रा, गेहूं के दाने में प्रोटीन की मात्रा सीधे तौर पर धूप वाले दिनों की संख्या पर निर्भर करती है। सौर विकिरण के आगमन में वृद्धि के साथ सूरजमुखी, सन के बीजों में तेल की मात्रा भी बढ़ जाती है।

पौधों के हवाई भागों की रोशनी जड़ों द्वारा पोषक तत्वों के अवशोषण को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है। कम रोशनी में, जड़ों तक आत्मसात का स्थानांतरण धीमा हो जाता है, और परिणामस्वरूप, पौधों की कोशिकाओं में होने वाली जैवसंश्लेषक प्रक्रियाएं बाधित हो जाती हैं।

रोशनी पौधों की बीमारियों के उद्भव, प्रसार और विकास को भी प्रभावित करती है। संक्रमण की अवधि में दो चरण होते हैं, जो प्रकाश कारक की प्रतिक्रिया में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। उनमें से पहला - बीजाणुओं का वास्तविक अंकुरण और प्रभावित संस्कृति के ऊतकों में संक्रामक सिद्धांत का प्रवेश - ज्यादातर मामलों में प्रकाश की उपस्थिति और तीव्रता पर निर्भर नहीं करता है। दूसरा - बीजाणुओं के अंकुरण के बाद - उच्च प्रकाश स्थितियों में सबसे अधिक सक्रिय होता है।

प्रकाश का सकारात्मक प्रभाव मेजबान पौधे में रोगज़नक़ के विकास की दर को भी प्रभावित करता है। यह विशेष रूप से जंग कवक में स्पष्ट है। जितना अधिक प्रकाश होगा, गेहूं लाइन रस्ट, जौ पीला रस्ट, सन और बीन रस्ट आदि के लिए ऊष्मायन अवधि उतनी ही कम होगी और इससे कवक की पीढ़ियों की संख्या बढ़ जाती है और संक्रमण की तीव्रता बढ़ जाती है। तीव्र प्रकाश की स्थिति में इस रोगज़नक़ में प्रजनन क्षमता बढ़ जाती है।

कुछ बीमारियाँ कम रोशनी में सबसे अधिक सक्रिय रूप से विकसित होती हैं, जिससे पौधे कमजोर हो जाते हैं और रोगों के प्रति उनकी प्रतिरोधक क्षमता कम हो जाती है (विभिन्न प्रकार की सड़ांध के प्रेरक एजेंट, विशेष रूप से सब्जी की फसलें)।

प्रकाश एवं पौधों की अवधि. सौर विकिरण की लय (दिन के प्रकाश और अंधेरे भागों का विकल्प) साल-दर-साल सबसे स्थिर और आवर्ती पर्यावरणीय कारक है। कई वर्षों के शोध के परिणामस्वरूप, शरीर विज्ञानियों ने दिन और रात की लंबाई के एक निश्चित अनुपात पर पौधों के जनरेटिव विकास में संक्रमण की निर्भरता स्थापित की है। इस संबंध में, फोटोआवधिक प्रतिक्रिया के अनुसार संस्कृतियों को समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है: छोटा दिनजिसके विकास में एक दिन की लंबाई में 10 घंटे से अधिक की देरी होती है। एक छोटा दिन फूल बनने को प्रोत्साहित करता है, जबकि एक लंबा दिन इसे रोकता है। ऐसी फसलों में सोयाबीन, चावल, बाजरा, ज्वार, मक्का, आदि शामिल हैं;

12-13 बजे तक लंबा दिन,उनके विकास के लिए दीर्घकालिक रोशनी की आवश्यकता होती है। जब दिन की लंबाई लगभग 20 घंटे होती है तो उनका विकास तेज हो जाता है। इन फसलों में राई, जई, गेहूं, सन, मटर, पालक, तिपतिया घास, आदि शामिल हैं;

दिन की लंबाई के संबंध में तटस्थ, जिसका विकास दिन की लंबाई पर निर्भर नहीं करता है, उदाहरण के लिए, टमाटर, एक प्रकार का अनाज, फलियां, रूबर्ब।

यह स्थापित किया गया है कि पौधों के फूलने की शुरुआत के लिए दीप्तिमान प्रवाह में एक निश्चित वर्णक्रमीय संरचना की प्रबलता आवश्यक है। जब अधिकतम विकिरण नीली-बैंगनी किरणों पर पड़ता है, और लंबे दिन वाले पौधे लाल किरणों पर पड़ते हैं, तो छोटे दिन वाले पौधे तेजी से विकसित होते हैं। दिन के प्रकाश भाग की अवधि (दिन की खगोलीय लंबाई) वर्ष के समय और भौगोलिक अक्षांश पर निर्भर करती है। भूमध्य रेखा पर वर्ष भर दिन की अवधि 12 घंटे ± 30 मिनट होती है। वसंत विषुव (21.03) के बाद भूमध्य रेखा से ध्रुवों की ओर बढ़ने पर दिन की लंबाई उत्तर की ओर बढ़ती है और दक्षिण की ओर घटती है। शरद विषुव (23.09) के बाद दिन की लंबाई का वितरण उलट जाता है। उत्तरी गोलार्ध में, 22 जून सबसे बड़ा दिन है, जिसकी अवधि आर्कटिक सर्कल के उत्तर में 24 घंटे है। उत्तरी गोलार्ध में सबसे छोटा दिन 22 दिसंबर है, और सर्दियों के महीनों में आर्कटिक सर्कल से परे, सूर्य नहीं दिखता है बिल्कुल क्षितिज से ऊपर उठो। मध्य अक्षांशों में, उदाहरण के लिए, मॉस्को में, वर्ष के दौरान दिन की लंबाई 7 से 17.5 घंटे तक भिन्न होती है।

2. सौर विकिरण के प्रकार.

सौर विकिरण में तीन घटक होते हैं: प्रत्यक्ष सौर विकिरण, प्रकीर्णित और कुल।

प्रत्यक्ष सौर विकिरणएस-सूर्य से वायुमंडल में और फिर समानांतर किरणों के पुंज के रूप में पृथ्वी की सतह पर आने वाला विकिरण। इसकी तीव्रता कैलोरी प्रति सेमी2 प्रति मिनट में मापी जाती है। यह सूर्य की ऊंचाई और वायुमंडल की स्थिति (बादल, धूल, जल वाष्प) पर निर्भर करता है। स्टावरोपोल क्षेत्र की क्षैतिज सतह पर प्रत्यक्ष सौर विकिरण की वार्षिक मात्रा 65-76 किलो कैलोरी/सेमी2/मिनट है। समुद्र तल पर, सूर्य की उच्च स्थिति (ग्रीष्म, दोपहर) और अच्छी पारदर्शिता के साथ, प्रत्यक्ष सौर विकिरण 1.5 किलो कैलोरी / सेमी 2 / मिनट है। यह स्पेक्ट्रम का लघु तरंग दैर्ध्य भाग है। जब प्रत्यक्ष सौर विकिरण का प्रवाह वायुमंडल से होकर गुजरता है, तो गैसों, एरोसोल, बादलों द्वारा ऊर्जा के अवशोषण (लगभग 15%) और बिखरने (लगभग 25%) के कारण यह कमजोर हो जाता है।

क्षैतिज सतह पर पड़ने वाले प्रत्यक्ष सौर विकिरण के प्रवाह को सूर्यातप कहा जाता है। एस= एस पाप होप्रत्यक्ष सौर विकिरण का ऊर्ध्वाधर घटक है।

एस – बीम के लंबवत सतह द्वारा प्राप्त ऊष्मा की मात्रा ,

हो – सूर्य की ऊंचाई, अर्थात क्षैतिज सतह के साथ सूर्य की किरण द्वारा बनाया गया कोण .

वायुमंडल की सीमा पर सौर विकिरण की तीव्रता होती हैइसलिए= 1,98 किलोकैलोरी/सेमी2/मिनट। - 1958 के अंतर्राष्ट्रीय समझौते के अनुसार। इसे सौर स्थिरांक कहा जाता है। यदि वातावरण बिल्कुल पारदर्शी होता तो सतह पर यही स्थिति होती।

चावल। 2.1. सूर्य की विभिन्न ऊँचाइयों पर वायुमंडल में सूर्य की किरण का पथ

बिखरा हुआ विकिरणडी – सौर विकिरण का कुछ भाग वायुमंडल द्वारा प्रकीर्णन के परिणामस्वरूप वापस अंतरिक्ष में चला जाता है, लेकिन इसका एक महत्वपूर्ण भाग प्रकीर्णित विकिरण के रूप में पृथ्वी में प्रवेश कर जाता है। अधिकतम प्रकीर्णित विकिरण + 1 किलो कैलोरी/सेमी2/मिनट। यह साफ़ आकाश में देखा जाता है, यदि उस पर ऊँचे बादल हों। बादल वाले आकाश के नीचे, बिखरे हुए विकिरण का स्पेक्ट्रम सूर्य के समान होता है। यह स्पेक्ट्रम का लघु तरंग दैर्ध्य भाग है। तरंग दैर्ध्य 0.17-4 माइक्रोन।

कुल विकिरणक्यू- क्षैतिज सतह पर फैला हुआ और सीधा विकिरण होता है। क्यू= एस+ डी.

कुल विकिरण की संरचना में प्रत्यक्ष और विसरित विकिरण के बीच का अनुपात सूर्य की ऊंचाई, वायुमंडल के बादल और प्रदूषण और समुद्र तल से सतह की ऊंचाई पर निर्भर करता है। सूर्य की ऊँचाई बढ़ने से बादल रहित आकाश में प्रकीर्णित विकिरण का अंश कम हो जाता है। वातावरण जितना अधिक पारदर्शी होगा और सूर्य जितना ऊँचा होगा, बिखरे हुए विकिरण का अनुपात उतना ही कम होगा। निरंतर घने बादलों के साथ, कुल विकिरण में पूरी तरह से बिखरा हुआ विकिरण होता है। सर्दियों में, बर्फ के आवरण से विकिरण के परावर्तन और वायुमंडल में इसके द्वितीयक बिखराव के कारण, कुल की संरचना में बिखरे हुए विकिरण का अनुपात उल्लेखनीय रूप से बढ़ जाता है।

पौधों को सूर्य से प्राप्त प्रकाश और ऊष्मा कुल सौर विकिरण की क्रिया का परिणाम है। इसलिए, प्रति दिन, महीने, बढ़ते मौसम और वर्ष में सतह द्वारा प्राप्त विकिरण की मात्रा पर डेटा कृषि के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

परावर्तित सौर विकिरण. albedo. कुल विकिरण जो पृथ्वी की सतह तक पहुंच गया है, उससे आंशिक रूप से परावर्तित होता है, परावर्तित सौर विकिरण (आरके) बनाता है, जो पृथ्वी की सतह से वायुमंडल में निर्देशित होता है। परावर्तित विकिरण का मूल्य काफी हद तक परावर्तक सतह के गुणों और स्थिति पर निर्भर करता है: रंग, खुरदरापन, नमी, आदि। किसी भी सतह की परावर्तनशीलता को उसके अल्बेडो (एके) द्वारा चित्रित किया जा सकता है, जिसे परावर्तित सौर विकिरण के अनुपात के रूप में समझा जाता है। कुल करने के लिए. अल्बेडो को आमतौर पर प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है:

अवलोकनों से पता चलता है कि बर्फ और पानी को छोड़कर, विभिन्न सतहों का अल्बेडो अपेक्षाकृत संकीर्ण सीमा (10...30%) के भीतर भिन्न होता है।

अल्बेडो मिट्टी की नमी पर निर्भर करता है, जिसके बढ़ने के साथ यह घटती जाती है, जो सिंचित क्षेत्रों के तापीय शासन को बदलने की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण है। एल्बिडो में कमी के कारण, जब मिट्टी को गीला किया जाता है, तो अवशोषित विकिरण बढ़ जाता है। सूर्य की ऊंचाई पर अल्बेडो की निर्भरता के कारण, विभिन्न सतहों के अल्बेडो में दैनिक और वार्षिक भिन्नता होती है। सबसे कम अल्बेडो मान दोपहर के समय और वर्ष के दौरान गर्मियों में देखा जाता है।

पृथ्वी का अपना विकिरण और वायुमंडल का प्रति विकिरण। कुशल विकिरण.एक भौतिक पिंड के रूप में पृथ्वी की सतह जिसका तापमान पूर्ण शून्य (-273 डिग्री सेल्सियस) से ऊपर है, विकिरण का एक स्रोत है, जिसे पृथ्वी का अपना विकिरण (ई3) कहा जाता है। यह वायुमंडल में निर्देशित होता है और हवा में मौजूद जलवाष्प, पानी की बूंदों और कार्बन डाइऑक्साइड द्वारा लगभग पूरी तरह से अवशोषित हो जाता है। पृथ्वी का विकिरण उसकी सतह के तापमान पर निर्भर करता है।

वायुमंडल, थोड़ी मात्रा में सौर विकिरण और पृथ्वी की सतह से उत्सर्जित लगभग सारी ऊर्जा को अवशोषित करके गर्म हो जाता है और बदले में ऊर्जा विकीर्ण भी करता है। लगभग 30% वायुमंडलीय विकिरण बाहरी अंतरिक्ष में चला जाता है, और लगभग 70% पृथ्वी की सतह पर आता है और इसे काउंटर वायुमंडलीय विकिरण (ईए) कहा जाता है।

वायुमंडल द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा की मात्रा उसके तापमान, कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री, ओजोन और बादल के सीधे आनुपातिक है।

पृथ्वी की सतह इस प्रतिविकिरण को लगभग पूरी तरह (90...99%) अवशोषित कर लेती है। इस प्रकार, यह अवशोषित सौर विकिरण के अलावा पृथ्वी की सतह के लिए गर्मी का एक महत्वपूर्ण स्रोत है। पृथ्वी के तापीय शासन पर वायुमंडल के इस प्रभाव को ग्रीनहाउस और ग्रीनहाउस में ग्लास की क्रिया के साथ बाहरी सादृश्य के कारण ग्रीनहाउस या ग्रीनहाउस प्रभाव कहा जाता है। कांच सूर्य की किरणों को अच्छी तरह से प्रसारित करता है, जो मिट्टी और पौधों को गर्म करती हैं, लेकिन गर्म मिट्टी और पौधों के थर्मल विकिरण में देरी करती हैं।

पृथ्वी की सतह के स्वयं के विकिरण और वायुमंडल के प्रति विकिरण के बीच के अंतर को प्रभावी विकिरण कहा जाता है: ईईएफ।

ईफ= E3-ईए

साफ और थोड़े बादल वाली रातों में, प्रभावी विकिरण बादल वाली रातों की तुलना में बहुत अधिक होता है; इसलिए, पृथ्वी की सतह की रात्रिकालीन ठंडक भी अधिक होती है। दिन के दौरान, यह अवशोषित कुल विकिरण द्वारा अवरुद्ध हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप सतह का तापमान बढ़ जाता है। साथ ही प्रभावी विकिरण भी बढ़ता है। मध्य अक्षांशों में पृथ्वी की सतह प्रभावी विकिरण के कारण 70...140 W/m2 खो देती है, जो सौर विकिरण के अवशोषण से प्राप्त ऊष्मा की मात्रा का लगभग आधा है।

3. विकिरण की वर्णक्रमीय संरचना।

विकिरण के स्रोत के रूप में सूर्य से विभिन्न प्रकार की उत्सर्जित तरंगें होती हैं। तरंग दैर्ध्य के साथ दीप्तिमान ऊर्जा के प्रवाह को सशर्त रूप से विभाजित किया गया है शॉर्टवेव (एक्स < 4 мкм) и длинноволновую (А. >4 µm) विकिरण.पृथ्वी के वायुमंडल की सीमा पर सौर विकिरण का स्पेक्ट्रम व्यावहारिक रूप से 0.17 और 4 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य के बीच है, और स्थलीय और वायुमंडलीय विकिरण - 4 से 120 माइक्रोन तक है। नतीजतन, सौर विकिरण (एस, डी, आरके) का प्रवाह लघु-तरंग विकिरण को संदर्भित करता है, और पृथ्वी का विकिरण (£ 3) और वायुमंडल (ईए) - लंबी-तरंग विकिरण को संदर्भित करता है।

सौर विकिरण के स्पेक्ट्रम को गुणात्मक रूप से तीन अलग-अलग भागों में विभाजित किया जा सकता है: पराबैंगनी (Y< 0,40 мкм), ви­димую (0,40 мкм < Y < 0.75 µm) और इन्फ्रारेड (0.76 µm < वाई < 4 µm). सौर विकिरण के स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी भाग से पहले एक्स-रे विकिरण होता है, और अवरक्त से परे - सूर्य का रेडियो उत्सर्जन। वायुमंडल की ऊपरी सीमा पर, स्पेक्ट्रम का पराबैंगनी भाग सौर विकिरण की ऊर्जा का लगभग 7%, दृश्य के लिए 46% और अवरक्त के लिए 47% होता है।

पृथ्वी एवं वायुमंडल द्वारा उत्सर्जित विकिरण को कहा जाता है दूर अवरक्त विकिरण.

विभिन्न प्रकार के विकिरणों का पौधों पर जैविक प्रभाव भिन्न-भिन्न होता है। पराबैंगनी विकिरणविकास प्रक्रियाओं को धीमा कर देता है, लेकिन पौधों में प्रजनन अंगों के गठन के चरणों के पारित होने में तेजी लाता है।

अवरक्त विकिरण का मूल्य, जो पौधों की पत्तियों और तनों में पानी द्वारा सक्रिय रूप से अवशोषित होता है, इसका थर्मल प्रभाव है, जो पौधों की वृद्धि और विकास को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।

दूर अवरक्त विकिरणपौधों पर केवल तापीय प्रभाव उत्पन्न होता है। पौधों की वृद्धि एवं विकास पर इसका प्रभाव नगण्य होता है।

सौर स्पेक्ट्रम का दृश्य भाग, सबसे पहले, रोशनी पैदा करता है। दूसरे, तथाकथित शारीरिक विकिरण (ए, = 0.35 ... 0.75 माइक्रोन), जो पत्ती के रंगद्रव्य द्वारा अवशोषित होता है, लगभग दृश्य विकिरण के क्षेत्र (आंशिक रूप से पराबैंगनी विकिरण के क्षेत्र को कैप्चर करने) के साथ मेल खाता है। इसकी ऊर्जा का पौधों के जीवन में महत्वपूर्ण नियामक एवं ऊर्जावान महत्व है। स्पेक्ट्रम के इस क्षेत्र के भीतर, प्रकाश संश्लेषक रूप से सक्रिय विकिरण का एक क्षेत्र प्रतिष्ठित है।

4. वायुमंडल में विकिरण का अवशोषण और प्रकीर्णन।

पृथ्वी के वायुमंडल से गुजरते हुए, वायुमंडलीय गैसों और एरोसोल द्वारा अवशोषण और बिखरने के कारण सौर विकिरण क्षीण हो जाता है। साथ ही इसकी वर्णक्रमीय संरचना भी बदल जाती है। सूर्य की अलग-अलग ऊंचाई पर और पृथ्वी की सतह के ऊपर अवलोकन बिंदु की अलग-अलग ऊंचाई पर, वायुमंडल में सूर्य की किरण द्वारा तय किए गए पथ की लंबाई समान नहीं होती है। ऊंचाई में कमी के साथ, विकिरण का पराबैंगनी हिस्सा विशेष रूप से दृढ़ता से कम हो जाता है, दृश्य भाग कुछ हद तक कम हो जाता है, और केवल थोड़ा अवरक्त हिस्सा कम हो जाता है।

वायुमंडल में विकिरण का प्रकीर्णन मुख्य रूप से वायुमंडल के प्रत्येक बिंदु पर वायु के घनत्व में निरंतर उतार-चढ़ाव (उतार-चढ़ाव) के परिणामस्वरूप होता है, जो वायुमंडलीय गैस अणुओं के कुछ "समूहों" (गुच्छों) के गठन और विनाश के कारण होता है। एयरोसोल कण सौर विकिरण भी बिखेरते हैं। प्रकीर्णन तीव्रता को प्रकीर्णन गुणांक द्वारा दर्शाया जाता है।

K = सूत्र जोड़ें.

प्रकीर्णन की तीव्रता प्रति इकाई आयतन प्रकीर्णन कणों की संख्या, उनके आकार और प्रकृति, और प्रकीर्णित विकिरण की तरंग दैर्ध्य पर भी निर्भर करती है।

किरणें जितना अधिक प्रकीर्णित होती हैं, तरंगदैर्घ्य उतना ही कम होता है। उदाहरण के लिए, बैंगनी किरणें लाल किरणों की तुलना में 14 गुना अधिक बिखरती हैं, जो आकाश के नीले रंग की व्याख्या करती है। जैसा कि ऊपर बताया गया है (धारा 2.2 देखें), वायुमंडल से गुजरने वाला प्रत्यक्ष सौर विकिरण आंशिक रूप से नष्ट हो जाता है। स्वच्छ और शुष्क हवा में, आणविक प्रकीर्णन गुणांक की तीव्रता रेले नियम का पालन करती है:

क= एस/वाई4 ,

जहां C प्रति इकाई आयतन में गैस अणुओं की संख्या के आधार पर एक गुणांक है; X प्रकीर्णित तरंग की लंबाई है।

चूँकि लाल प्रकाश की सुदूर तरंगदैर्ध्य बैंगनी प्रकाश की तरंगदैर्घ्य से लगभग दोगुनी होती है, लाल प्रकाश की सुदूर तरंगदैर्घ्य बैंगनी प्रकाश की तरंगदैर्ध्य से लगभग 14 गुना कम होती है। चूँकि बैंगनी किरणों की प्रारंभिक ऊर्जा (बिखरने से पहले) नीले और नीले रंग से कम होती है, बिखरी हुई रोशनी (बिखरी हुई सौर विकिरण) में अधिकतम ऊर्जा नीली-नीली किरणों में स्थानांतरित हो जाती है, जो आकाश के नीले रंग को निर्धारित करती है। इस प्रकार, प्रत्यक्ष विकिरण की तुलना में फैला हुआ विकिरण प्रकाश संश्लेषक रूप से सक्रिय किरणों से अधिक समृद्ध होता है।

अशुद्धियों (पानी की छोटी बूंदें, बर्फ के क्रिस्टल, धूल के कण, आदि) वाली हवा में, दृश्य विकिरण के सभी क्षेत्रों के लिए प्रकीर्णन समान होता है। इसलिए, आकाश सफेद रंग का हो जाता है (धुंध दिखाई देती है)। बादल तत्व (बड़ी बूंदें और क्रिस्टल) सूर्य की किरणों को बिल्कुल भी नहीं बिखेरते, बल्कि उन्हें व्यापक रूप से परावर्तित करते हैं। परिणामस्वरूप, सूर्य द्वारा प्रकाशित बादल सफेद होते हैं।

5. PAR (प्रकाश संश्लेषक रूप से सक्रिय विकिरण)

प्रकाश संश्लेषक रूप से सक्रिय विकिरण। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में, सौर विकिरण के पूरे स्पेक्ट्रम का उपयोग नहीं किया जाता है, बल्कि केवल इसका उपयोग किया जाता है

0.38...0.71 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य सीमा में भाग, - प्रकाश संश्लेषक सक्रिय विकिरण (PAR)।

यह ज्ञात है कि दृश्यमान विकिरण, जिसे मानव आँख सफेद मानती है, में रंगीन किरणें होती हैं: लाल, नारंगी, पीला, हरा, नीला, नीला और बैंगनी।

पौधों की पत्तियों द्वारा सौर विकिरण की ऊर्जा का अवशोषण चयनात्मक (चयनात्मक) होता है। सबसे तीव्र पत्तियाँ नीली-बैंगनी (X = 0.48 ... 0.40 माइक्रोन) और नारंगी-लाल (X = 0.68 माइक्रोन) किरणों को अवशोषित करती हैं, कम पीली-हरी (A. = 0.58 ... 0.50 माइक्रोन) और सुदूर लाल (A) .\u003e 0.69 माइक्रोन) किरणें।

पृथ्वी की सतह पर, जब सूर्य उच्च होता है, तो प्रत्यक्ष सौर विकिरण के स्पेक्ट्रम में अधिकतम ऊर्जा पीली-हरी किरणों (सूर्य की डिस्क पीली होती है) के क्षेत्र पर पड़ती है। जब सूर्य क्षितिज के निकट होता है, तो दूर की लाल किरणों में अधिकतम ऊर्जा होती है (सौर डिस्क लाल होती है)। इसलिए, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में प्रत्यक्ष सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा बहुत कम शामिल होती है।

चूंकि PAR कृषि संयंत्रों की उत्पादकता में सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक है, इसलिए आने वाले PAR की मात्रा की जानकारी, क्षेत्र और समय में इसके वितरण को ध्यान में रखते हुए बहुत व्यावहारिक महत्व है।

PAR तीव्रता को मापा जा सकता है, लेकिन इसके लिए विशेष प्रकाश फिल्टर की आवश्यकता होती है जो केवल 0.38 ... 0.71 माइक्रोन की सीमा में तरंगों को प्रसारित करते हैं। ऐसे उपकरण हैं, लेकिन उनका उपयोग एक्टिनोमेट्रिक स्टेशनों के नेटवर्क पर नहीं किया जाता है, लेकिन वे सौर विकिरण के अभिन्न स्पेक्ट्रम की तीव्रता को मापते हैं। PAR मान की गणना H. G. Tooming द्वारा प्रस्तावित गुणांकों का उपयोग करके प्रत्यक्ष, फैलाना या कुल विकिरण के आगमन पर डेटा से की जा सकती है:

क्यूफार = 0.43 एस"+0.57 डी);

रूस के क्षेत्र में सुदूर की मासिक और वार्षिक मात्रा के वितरण मानचित्र तैयार किए गए।

फसलों द्वारा PAR के उपयोग की डिग्री को चिह्नित करने के लिए, PAR दक्षता का उपयोग किया जाता है:

KPIfar = (योगक्यू/ हेडलाइट्स/योगक्यू/ हेडलाइट्स) 100%,

कहाँ जोड़क्यू/ हेडलाइट्स- पौधों के बढ़ते मौसम के दौरान प्रकाश संश्लेषण पर खर्च की गई PAR की मात्रा; जोड़क्यू/ हेडलाइट्स- इस अवधि के दौरान फसलों के लिए प्राप्त PAR की मात्रा;

फसलों को उनके सीपीआईएफ के औसत मूल्यों के अनुसार समूहों में विभाजित किया जाता है (इसके अनुसार): आमतौर पर देखा गया - 0.5 ... 1.5%; अच्छा-1.5...3.0; रिकॉर्ड - 3.5...5.0; सैद्धांतिक रूप से संभव - 6.0 ... 8.0%।

6. पृथ्वी की सतह का विकिरण संतुलन

दीप्तिमान ऊर्जा के आने वाले और बाहर जाने वाले प्रवाह के बीच के अंतर को पृथ्वी की सतह का विकिरण संतुलन (बी) कहा जाता है।

दिन के दौरान पृथ्वी की सतह के विकिरण संतुलन के आने वाले हिस्से में प्रत्यक्ष सौर और फैला हुआ विकिरण, साथ ही वायुमंडलीय विकिरण भी शामिल है। शेष राशि का व्यय भाग पृथ्वी की सतह का विकिरण और परावर्तित सौर विकिरण है:

बी= एस / + डी+ ईए-ई3-आर

समीकरण को दूसरे रूप में भी लिखा जा सकता है: बी = क्यू- आरके - ईफ.

रात्रि के समय के लिए, विकिरण संतुलन समीकरण का निम्नलिखित रूप है:

बी \u003d ईए - ई3, या बी \u003d -ईफ।

यदि विकिरण का इनपुट आउटपुट से अधिक है, तो विकिरण संतुलन सकारात्मक है और सक्रिय सतह* गर्म हो जाती है। नकारात्मक संतुलन के साथ, यह ठंडा हो जाता है। गर्मियों में, विकिरण संतुलन दिन के दौरान सकारात्मक और रात में नकारात्मक होता है। जीरो क्रॉसिंग सुबह सूर्योदय के लगभग 1 घंटे बाद और शाम को सूर्यास्त से 1-2 घंटे पहले होती है।

उन क्षेत्रों में वार्षिक विकिरण संतुलन जहां स्थिर बर्फ आवरण स्थापित होता है, ठंड के मौसम में नकारात्मक मान होता है, और गर्म मौसम में सकारात्मक मान होता है।

पृथ्वी की सतह का विकिरण संतुलन मिट्टी में तापमान के वितरण और वायुमंडल की सतह परत के साथ-साथ वाष्पीकरण और बर्फ पिघलने, कोहरे और ठंढ के गठन, वायु द्रव्यमान के गुणों में परिवर्तन (उनके) को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। परिवर्तन)।

कृषि भूमि के विकिरण शासन का ज्ञान सूर्य की ऊंचाई, फसलों की संरचना और पौधों के विकास के चरण के आधार पर फसलों और मिट्टी द्वारा अवशोषित विकिरण की मात्रा की गणना करना संभव बनाता है। मिट्टी के तापमान और नमी, वाष्पीकरण को विनियमित करने के विभिन्न तरीकों का मूल्यांकन करने के लिए शासन पर डेटा भी आवश्यक है, जिस पर पौधों की वृद्धि और विकास, फसल का गठन, इसकी मात्रा और गुणवत्ता निर्भर करती है।

विकिरण को प्रभावित करने और, परिणामस्वरूप, सक्रिय सतह के थर्मल शासन को प्रभावित करने के प्रभावी कृषि संबंधी तरीकों में मल्चिंग (मिट्टी को पीट चिप्स, सड़ी हुई खाद, चूरा, आदि की एक पतली परत के साथ कवर करना), मिट्टी को प्लास्टिक की चादर से ढंकना और सिंचाई करना शामिल है। . यह सब सक्रिय सतह की परावर्तक और अवशोषण क्षमता को बदल देता है।

* सक्रिय सतह - मिट्टी, पानी या वनस्पति की सतह, जो सीधे सौर और वायुमंडलीय विकिरण को अवशोषित करती है और वायुमंडल में विकिरण उत्सर्जित करती है, जिससे हवा की आसन्न परतों और मिट्टी, पानी, वनस्पति की अंतर्निहित परतों के थर्मल शासन को नियंत्रित किया जाता है।

सौर विकिरण

सौर विकिरण- सूर्य का विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण। विद्युत चुम्बकीय विकिरण प्रकाश की गति से विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में फैलता है और पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करता है। सौर विकिरण पृथ्वी की सतह पर प्रत्यक्ष और विसरित विकिरण के रूप में पहुँचता है।
पृथ्वी की सतह और वायुमंडल में होने वाली सभी भौतिक और भौगोलिक प्रक्रियाओं के लिए सौर विकिरण ऊर्जा का मुख्य स्रोत है (सूर्यपात देखें)। सौर विकिरण को आमतौर पर इसके थर्मल प्रभाव से मापा जाता है और समय की प्रति इकाई क्षेत्र में कैलोरी में व्यक्त किया जाता है। कुल मिलाकर, पृथ्वी सूर्य से अपने विकिरण का एक दो अरबवें हिस्से से भी कम प्राप्त करती है।
सूर्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण की वर्णक्रमीय सीमा बहुत व्यापक है - रेडियो तरंगों से लेकर एक्स-रे तक - हालाँकि, इसकी अधिकतम तीव्रता स्पेक्ट्रम के दृश्य (पीले-हरे) भाग पर पड़ती है।
सौर विकिरण का एक कणिका भाग भी होता है, जिसमें मुख्य रूप से 300-1500 किमी/सेकेंड (सौर हवा) की गति से सूर्य से आने वाले प्रोटॉन होते हैं। सौर ज्वालाओं के दौरान, उच्च-ऊर्जा कण (मुख्य रूप से प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन) भी बनते हैं, जो ब्रह्मांडीय किरणों के सौर घटक का निर्माण करते हैं।
इसकी कुल तीव्रता में सौर विकिरण के कणिका घटक का ऊर्जा योगदान विद्युत चुम्बकीय की तुलना में छोटा है। इसलिए, कई अनुप्रयोगों में, "सौर विकिरण" शब्द का उपयोग एक संकीर्ण अर्थ में किया जाता है, जिसका अर्थ केवल इसका विद्युत चुम्बकीय भाग होता है।
सौर विकिरण की मात्रा सूर्य की ऊंचाई, वर्ष के समय और वातावरण की पारदर्शिता पर निर्भर करती है। सौर विकिरण को मापने के लिए एक्टिनोमीटर और पाइरहेलियोमीटर का उपयोग किया जाता है। सौर विकिरण की तीव्रता आमतौर पर इसके थर्मल प्रभाव से मापी जाती है और समय की प्रति इकाई सतह पर कैलोरी में व्यक्त की जाती है।
सौर विकिरण पृथ्वी को केवल दिन के समय ही दृढ़ता से प्रभावित करता है, निश्चित रूप से - जब सूर्य क्षितिज से ऊपर होता है। इसके अलावा, ध्रुवीय दिनों के दौरान, जब सूर्य आधी रात को भी क्षितिज से ऊपर होता है, ध्रुवों के पास सौर विकिरण बहुत मजबूत होता है। हालाँकि, सर्दियों में उन्हीं स्थानों पर, सूर्य बिल्कुल भी क्षितिज से ऊपर नहीं उठता है, और इसलिए इस क्षेत्र को प्रभावित नहीं करता है। सौर विकिरण बादलों द्वारा अवरुद्ध नहीं होता है, और इसलिए यह अभी भी पृथ्वी में प्रवेश करता है (जब सूर्य सीधे क्षितिज के ऊपर होता है)। सौर विकिरण सूर्य के चमकीले पीले रंग और गर्मी का एक संयोजन है, गर्मी बादलों के माध्यम से भी गुजरती है। सौर विकिरण पृथ्वी पर विकिरण के माध्यम से प्रेषित होता है, न कि ताप संचालन के माध्यम से।
किसी खगोलीय पिंड द्वारा प्राप्त विकिरण की मात्रा ग्रह और तारे के बीच की दूरी पर निर्भर करती है - जैसे-जैसे दूरी दोगुनी हो जाती है, तारे से ग्रह तक आने वाले विकिरण की मात्रा चार गुना कम हो जाती है (दूरी के वर्ग के आनुपातिक) ग्रह और तारे के बीच)। इस प्रकार, ग्रह और तारे के बीच की दूरी में भी छोटे परिवर्तन (कक्षा की विलक्षणता के आधार पर) ग्रह में प्रवेश करने वाले विकिरण की मात्रा में महत्वपूर्ण परिवर्तन का कारण बनते हैं। पृथ्वी की कक्षा की विलक्षणता भी स्थिर नहीं है - सहस्राब्दियों के दौरान, यह बदलती रहती है, समय-समय पर लगभग पूर्ण वृत्त बनाती है, कभी-कभी विलक्षणता 5% तक पहुँच जाती है (वर्तमान में यह 1.67% है), अर्थात, पेरीहेलियन पर, पृथ्वी वर्तमान में अपहेलियन की तुलना में 1.033 अधिक सौर विकिरण प्राप्त करता है, और सबसे बड़ी विलक्षणता के साथ - 1.1 गुना से अधिक। हालाँकि, आने वाले सौर विकिरण की मात्रा अधिक दृढ़ता से मौसम के परिवर्तन पर निर्भर करती है - वर्तमान में, पृथ्वी में प्रवेश करने वाले सौर विकिरण की कुल मात्रा व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रहती है, लेकिन 65 N.Sh (उत्तरी शहरों के अक्षांश) के अक्षांश पर रूस, कनाडा) में गर्मियों में आने वाले सौर विकिरण की मात्रा सर्दियों की तुलना में 25% अधिक होती है। इसका कारण यह है कि पृथ्वी सूर्य के सापेक्ष 23.3 डिग्री के कोण पर झुकी हुई है। सर्दी और गर्मी के बदलावों की परस्पर भरपाई होती है, लेकिन फिर भी, जैसे-जैसे अवलोकन स्थल का अक्षांश बढ़ता है, सर्दी और गर्मी के बीच का अंतर अधिक से अधिक होता जाता है, इसलिए भूमध्य रेखा पर सर्दी और गर्मी के बीच कोई अंतर नहीं होता है। आर्कटिक सर्कल से परे, गर्मियों में, सौर विकिरण का प्रवाह बहुत अधिक होता है, और सर्दियों में यह बहुत कम होता है। इससे पृथ्वी पर जलवायु बनती है। इसके अलावा, पृथ्वी की कक्षा की विलक्षणता में आवधिक परिवर्तन से विभिन्न भूवैज्ञानिक युगों का उदय हो सकता है: उदाहरण के लिए,

चकाचौंध करने वाली सौर डिस्क ने हर समय लोगों के मन को उत्साहित किया, किंवदंतियों और मिथकों के लिए एक उर्वर विषय के रूप में कार्य किया। प्राचीन काल से ही लोग इसके पृथ्वी पर पड़ने वाले प्रभाव के बारे में अनुमान लगाते रहे हैं। हमारे दूर के पूर्वज सत्य के कितने निकट थे। यह सूर्य की उज्ज्वल ऊर्जा है जिसके कारण हम पृथ्वी पर जीवन के अस्तित्व के लिए उत्तरदायी हैं।

हमारे प्रकाशमान का रेडियोधर्मी विकिरण क्या है और यह सांसारिक प्रक्रियाओं को कैसे प्रभावित करता है?

सौर विकिरण क्या है

सौर विकिरण पृथ्वी में प्रवेश करने वाले सौर पदार्थ और ऊर्जा का एक संयोजन है। ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में 300 हजार किलोमीटर प्रति सेकंड की गति से फैलती है, वायुमंडल से होकर 8 मिनट में पृथ्वी तक पहुँचती है। इस "मैराथन" में भाग लेने वाली तरंगों की सीमा बहुत व्यापक है - रेडियो तरंगों से लेकर एक्स-रे तक, जिसमें स्पेक्ट्रम का दृश्य भाग भी शामिल है। पृथ्वी की सतह, पृथ्वी के वायुमंडल द्वारा प्रत्यक्ष और प्रकीर्णित, दोनों प्रकार की सूर्य की किरणों के प्रभाव में है। वातावरण में नीली-नीली किरणों का प्रकीर्णन ही स्पष्ट दिन पर आकाश के नीलेपन की व्याख्या करता है। सौर डिस्क का पीला-नारंगी रंग इस तथ्य के कारण है कि इसके अनुरूप तरंगें लगभग बिना बिखरे गुजरती हैं।

2-3 दिनों की देरी से, "सौर हवा" पृथ्वी पर पहुंचती है, जो सौर कोरोना की निरंतरता है और इसमें प्रकाश तत्वों (हाइड्रोजन और हीलियम) के परमाणुओं के नाभिक, साथ ही इलेक्ट्रॉन भी शामिल हैं। यह बिल्कुल स्वाभाविक है कि सौर विकिरण का मानव शरीर पर गहरा प्रभाव पड़ता है।

मानव शरीर पर सौर विकिरण का प्रभाव

सौर विकिरण के विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में अवरक्त, दृश्य और पराबैंगनी भाग होते हैं। चूँकि उनके क्वांटा में अलग-अलग ऊर्जाएँ होती हैं, इसलिए उनका किसी व्यक्ति पर विभिन्न प्रकार का प्रभाव पड़ता है।

इनडोर प्रकाश व्यवस्था

सौर विकिरण का स्वास्थ्यकर महत्व भी अत्यंत अधिक है। चूँकि दृश्य प्रकाश बाहरी दुनिया के बारे में जानकारी प्राप्त करने में एक निर्णायक कारक है, इसलिए कमरे में पर्याप्त स्तर की रोशनी प्रदान करना आवश्यक है। इसका विनियमन एसएनआईपी के अनुसार किया जाता है, जो सौर विकिरण के लिए विभिन्न भौगोलिक क्षेत्रों की प्रकाश और जलवायु विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए संकलित किया जाता है और विभिन्न सुविधाओं के डिजाइन और निर्माण में ध्यान में रखा जाता है।

यहां तक ​​कि सौर विकिरण के विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम का एक सतही विश्लेषण भी साबित करता है कि मानव शरीर पर इस प्रकार के विकिरण का प्रभाव कितना महान है।

पृथ्वी के क्षेत्र पर सौर विकिरण का वितरण

सूर्य से आने वाला सारा विकिरण पृथ्वी की सतह तक नहीं पहुँच पाता। और इसके कई कारण हैं. पृथ्वी दृढ़ता से उन किरणों के आक्रमण को प्रतिकार करती है जो उसके जीवमंडल के लिए हानिकारक हैं। यह कार्य हमारे ग्रह की ओजोन ढाल द्वारा किया जाता है, जो पराबैंगनी विकिरण के सबसे आक्रामक हिस्से को गुजरने से रोकता है। जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड, हवा में निलंबित धूल के कणों के रूप में वायुमंडलीय फ़िल्टर - बड़े पैमाने पर सौर विकिरण को प्रतिबिंबित, बिखेरता और अवशोषित करता है।

इसका वह हिस्सा जो इन सभी बाधाओं को पार कर चुका है, क्षेत्र के अक्षांश के आधार पर, विभिन्न कोणों पर पृथ्वी की सतह पर गिरता है। जीवनदायी सौर ताप हमारे ग्रह के क्षेत्र में असमान रूप से वितरित है। जैसे-जैसे वर्ष के दौरान सूर्य की ऊंचाई बदलती है, क्षितिज के ऊपर हवा का द्रव्यमान बदलता है, जिसके माध्यम से सूर्य की किरणों का मार्ग गुजरता है। यह सब ग्रह पर सौर विकिरण की तीव्रता के वितरण को प्रभावित करता है। सामान्य प्रवृत्ति यह है - यह पैरामीटर ध्रुव से भूमध्य रेखा तक बढ़ता है, क्योंकि किरणों का आपतन कोण जितना अधिक होता है, उतनी ही अधिक गर्मी प्रति इकाई क्षेत्र में प्रवेश करती है।

सौर विकिरण मानचित्र आपको पृथ्वी के क्षेत्र पर सौर विकिरण की तीव्रता के वितरण की तस्वीर प्राप्त करने की अनुमति देते हैं।

पृथ्वी की जलवायु पर सौर विकिरण का प्रभाव

सौर विकिरण के अवरक्त घटक का पृथ्वी की जलवायु पर निर्णायक प्रभाव पड़ता है।

स्पष्ट है कि ऐसा तभी होता है जब सूर्य क्षितिज से ऊपर होता है। यह प्रभाव सूर्य से हमारे ग्रह की दूरी पर निर्भर करता है, जो वर्ष के दौरान बदलता रहता है। पृथ्वी की कक्षा एक दीर्घवृत्त है, जिसके अंदर सूर्य है। सूर्य के चारों ओर अपनी वार्षिक यात्रा करते हुए, पृथ्वी उसकी रोशनी से दूर जाती है, फिर उसके करीब आती है।

दूरी बदलने के अलावा, पृथ्वी में प्रवेश करने वाले विकिरण की मात्रा पृथ्वी की धुरी के कक्षा के तल पर झुकाव (66.5°) और इसके कारण होने वाले मौसम के परिवर्तन से निर्धारित होती है। यह सर्दियों की तुलना में गर्मियों में अधिक होता है। भूमध्य रेखा पर, यह कारक अनुपस्थित है, लेकिन जैसे-जैसे अवलोकन स्थल का अक्षांश बढ़ता है, गर्मी और सर्दी के बीच का अंतर महत्वपूर्ण हो जाता है।

सूर्य पर होने वाली प्रक्रियाओं में सभी प्रकार की प्रलयंकारी घटनाएँ घटित होती हैं। उनका प्रभाव आंशिक रूप से विशाल दूरी, पृथ्वी के वायुमंडल के सुरक्षात्मक गुणों और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से ऑफसेट होता है।

सौर विकिरण से खुद को कैसे बचाएं?

सौर विकिरण का अवरक्त घटक वांछित गर्मी है जिसका मध्य और उत्तरी अक्षांश के निवासी वर्ष के अन्य सभी मौसमों में इंतजार करते हैं। उपचार कारक के रूप में सौर विकिरण का उपयोग स्वस्थ और बीमार दोनों लोगों द्वारा किया जाता है।

हालाँकि, हमें यह नहीं भूलना चाहिए कि गर्मी, पराबैंगनी की तरह, एक बहुत तीव्र उत्तेजना है। उनकी कार्रवाई के दुरुपयोग से जलन, शरीर का सामान्य रूप से गर्म होना और यहां तक ​​कि पुरानी बीमारियों का बढ़ना भी हो सकता है। धूप सेंकते समय आपको जीवन द्वारा सिद्ध नियमों का पालन करना चाहिए। साफ़ धूप वाले दिनों में धूप सेंकते समय आपको विशेष रूप से सावधान रहना चाहिए। शिशुओं और बुजुर्गों, पुरानी तपेदिक और हृदय प्रणाली की समस्याओं वाले रोगियों को छाया में विसरित सौर विकिरण से संतुष्ट रहना चाहिए। यह पराबैंगनी शरीर की जरूरतों को पूरा करने के लिए काफी है।

यहां तक ​​कि जिन युवाओं को कोई विशेष स्वास्थ्य समस्या नहीं है, उन्हें भी सौर विकिरण से बचाना चाहिए।

अब एक आंदोलन चल रहा है जिसके कार्यकर्ता टैनिंग का विरोध करते हैं। और व्यर्थ नहीं. सांवली त्वचा निर्विवाद रूप से सुंदर होती है। लेकिन शरीर द्वारा उत्पादित मेलेनिन (जिसे हम सनबर्न कहते हैं) सौर विकिरण के प्रभावों के प्रति इसकी सुरक्षात्मक प्रतिक्रिया है। धूप की कालिमा से कोई लाभ नहीं!इस बात के भी प्रमाण हैं कि सनबर्न से जीवन छोटा हो जाता है, क्योंकि विकिरण में संचयी गुण होता है - यह जीवन भर जमा होता रहता है।

यदि स्थिति इतनी गंभीर है, तो आपको सौर विकिरण से खुद को बचाने के तरीके बताने वाले नियमों का ईमानदारी से पालन करना चाहिए:

• धूप सेंकने का समय सख्ती से सीमित करें और इसे केवल सुरक्षित घंटों के दौरान ही करें;
• जब सक्रिय धूप में हों, तो आपको चौड़ी किनारी वाली टोपी, बंद कपड़े, धूप का चश्मा और एक छाता पहनना चाहिए;
• केवल उच्च गुणवत्ता वाले सनस्क्रीन का प्रयोग करें।

क्या सौर विकिरण वर्ष के हर समय मनुष्यों के लिए खतरनाक है? पृथ्वी तक पहुँचने वाले सौर विकिरण की मात्रा ऋतु परिवर्तन से जुड़ी है। गर्मियों में मध्य अक्षांशों पर यह सर्दियों की तुलना में 25% अधिक होता है। भूमध्य रेखा पर यह अंतर नहीं होता, लेकिन जैसे-जैसे अवलोकन स्थल का अक्षांश बढ़ता है, यह अंतर बढ़ता जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि हमारा ग्रह सूर्य के संबंध में 23.3 डिग्री के कोण पर झुका हुआ है। सर्दियों में, यह क्षितिज से नीचे होता है और केवल फिसलती किरणों से पृथ्वी को रोशन करता है, जो रोशनी वाली सतह को कम गर्म करती है। किरणों की यह स्थिति एक बड़ी सतह पर उनके वितरण का कारण बनती है, जिससे गर्मियों की तुलना में उनकी तीव्रता कम हो जाती है। इसके अलावा, वायुमंडल से किरणों के गुजरने के दौरान एक तीव्र कोण की उपस्थिति, उनके मार्ग को "लंबा" कर देती है, जिससे उन्हें अधिक गर्मी खोने के लिए मजबूर होना पड़ता है। यह परिस्थिति सर्दियों में सौर विकिरण के प्रभाव को कम कर देती है।

सूर्य एक तारा है जो हमारे ग्रह के लिए ऊष्मा और प्रकाश का स्रोत है। यह जलवायु, ऋतुओं के परिवर्तन और पृथ्वी के संपूर्ण जीवमंडल की स्थिति को "नियंत्रित" करता है। और केवल इस शक्तिशाली प्रभाव के नियमों का ज्ञान ही लोगों के स्वास्थ्य के लाभ के लिए इस जीवनदायी उपहार का उपयोग करना संभव बना देगा।

1. सौर विकिरण किसे कहते हैं? इसे किन इकाइयों में मापा जाता है? इसका मूल्य किस पर निर्भर करता है?

सूर्य द्वारा भेजी गई दीप्तिमान ऊर्जा की समग्रता को सौर विकिरण कहा जाता है, आमतौर पर इसे कैलोरी या जूल प्रति वर्ग सेंटीमीटर प्रति मिनट में व्यक्त किया जाता है। सौर विकिरण पृथ्वी पर असमान रूप से वितरित है। निर्भर करता है:

हवा के घनत्व और आर्द्रता से - वे जितने अधिक होंगे, पृथ्वी की सतह को उतना ही कम विकिरण प्राप्त होगा;

क्षेत्र के भौगोलिक अक्षांश से - ध्रुवों से भूमध्य रेखा तक विकिरण की मात्रा बढ़ जाती है। प्रत्यक्ष सौर विकिरण की मात्रा उस पथ की लंबाई पर निर्भर करती है जिस पर सूर्य की किरणें वायुमंडल से होकर गुजरती हैं। जब सूर्य अपने चरम पर होता है (किरणों का आपतन कोण 90° होता है), तो उसकी किरणें सबसे कम समय में पृथ्वी से टकराती हैं और तीव्रता से एक छोटे से क्षेत्र में अपनी ऊर्जा छोड़ती हैं;

पृथ्वी की वार्षिक और दैनिक गति से - मध्य और उच्च अक्षांशों में, सौर विकिरण का प्रवाह ऋतुओं के साथ बहुत भिन्न होता है, जो सूर्य की दोपहर की ऊंचाई और दिन की लंबाई में परिवर्तन से जुड़ा होता है;

पृथ्वी की सतह की प्रकृति से - सतह जितनी हल्की होगी, वह उतनी ही अधिक सूर्य की रोशनी को परावर्तित करेगी।

2. सौर विकिरण कितने प्रकार के होते हैं?

सौर विकिरण निम्नलिखित प्रकार के होते हैं: पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाले विकिरण में प्रत्यक्ष और फैला हुआ विकिरण होता है। वह विकिरण जो बादल रहित आकाश में सीधे सूर्य के प्रकाश के रूप में सूर्य से पृथ्वी पर आता है, प्रत्यक्ष कहलाता है। यह सबसे अधिक मात्रा में ऊष्मा और प्रकाश वहन करता है। यदि हमारे ग्रह पर कोई वायुमंडल नहीं होता, तो पृथ्वी की सतह को केवल प्रत्यक्ष विकिरण प्राप्त होता। हालाँकि, वायुमंडल से गुजरते हुए, लगभग एक चौथाई सौर विकिरण गैस अणुओं और अशुद्धियों द्वारा बिखर जाता है, सीधे पथ से भटक जाता है। उनमें से कुछ पृथ्वी की सतह तक पहुँचते हैं, जिससे बिखरा हुआ सौर विकिरण बनता है। बिखरे हुए विकिरण के कारण, प्रकाश उन स्थानों में भी प्रवेश करता है जहां प्रत्यक्ष सूर्य का प्रकाश (प्रत्यक्ष विकिरण) प्रवेश नहीं करता है। यह विकिरण दिन का प्रकाश बनाता है और आकाश को रंग देता है।

3. सौर विकिरण का प्रवाह वर्ष के मौसम के अनुसार क्यों बदलता है?

रूस, अधिकांश भाग के लिए, समशीतोष्ण अक्षांशों में स्थित है, जो उष्णकटिबंधीय और ध्रुवीय वृत्त के बीच स्थित है, इन अक्षांशों में सूरज हर दिन उगता है और अस्त होता है, लेकिन कभी भी अपने चरम पर नहीं होता है। इस तथ्य के कारण कि पृथ्वी के झुकाव का कोण सूर्य के चारों ओर अपनी संपूर्ण क्रांति के दौरान नहीं बदलता है, विभिन्न मौसमों में समशीतोष्ण अक्षांशों में आने वाली गर्मी की मात्रा अलग-अलग होती है और क्षितिज के ऊपर सूर्य के कोण पर निर्भर करती है। तो, 450 अधिकतम अक्षांश पर, सूर्य की किरणों (22 जून) का आपतन कोण लगभग 680 है, और न्यूनतम (22 दिसंबर) लगभग 220 है। सूर्य की किरणों का आपतन कोण जितना छोटा होगा, उनकी गर्मी उतनी ही कम होगी इसलिए, वर्ष के विभिन्न मौसमों में प्राप्त सौर विकिरण में महत्वपूर्ण मौसमी अंतर होते हैं: सर्दी, वसंत, ग्रीष्म, शरद ऋतु।

4. क्षितिज से सूर्य की ऊँचाई जानना क्यों आवश्यक है?

क्षितिज के ऊपर सूर्य की ऊंचाई पृथ्वी पर आने वाली गर्मी की मात्रा को निर्धारित करती है, इसलिए सूर्य की किरणों के आपतन कोण और पृथ्वी की सतह पर आने वाले सौर विकिरण की मात्रा के बीच सीधा संबंध होता है। भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक सामान्यतः सूर्य की किरणों के आपतन कोण में कमी होती है और इसके परिणामस्वरूप भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक सौर विकिरण की मात्रा कम हो जाती है। इस प्रकार, क्षितिज के ऊपर सूर्य की ऊंचाई जानकर, आप पृथ्वी की सतह पर आने वाली गर्मी की मात्रा का पता लगा सकते हैं।

5. सही उत्तर चुनें. पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाले विकिरण की कुल मात्रा कहलाती है: a) अवशोषित विकिरण; बी) कुल सौर विकिरण; ग) बिखरा हुआ विकिरण।

6. सही उत्तर चुनें. भूमध्य रेखा की ओर बढ़ने पर, कुल सौर विकिरण की मात्रा: ए) बढ़ जाती है; बी) घट जाती है; ग) नहीं बदलता.

7. सही उत्तर चुनें. परावर्तित विकिरण का सबसे बड़ा संकेतक है: ए) बर्फ; बी) काली मिट्टी; ग) रेत; घ) पानी।

8. क्या आपको लगता है कि गर्मी के बादलों वाले दिन में टैन होना संभव है?

कुल सौर विकिरण में दो घटक होते हैं: फैलाना और प्रत्यक्ष। इसी समय, सूर्य की किरणें, उनकी प्रकृति से स्वतंत्र, पराबैंगनी विकिरण ले जाती हैं, जो टैन को प्रभावित करती हैं।

9. चित्र 36 में मानचित्र का उपयोग करके, रूस के दस शहरों के लिए कुल सौर विकिरण निर्धारित करें। आपने क्या निष्कर्ष निकाला?

रूस के विभिन्न शहरों में कुल विकिरण:

मरमंस्क: 10 किलो कैलोरी/सेमी2 प्रति वर्ष;

आर्कान्जेस्क: 30 किलो कैलोरी/सेमी2 प्रति वर्ष;

मॉस्को: 40 किलो कैलोरी/सेमी2 प्रति वर्ष;

पर्म: 40 किलो कैलोरी/सेमी2 प्रति वर्ष;

कज़ान: 40 किलो कैलोरी/सेमी2 प्रति वर्ष;

चेल्याबिंस्क: 40 किलो कैलोरी/सेमी2 प्रति वर्ष;

सेराटोव: 50 किलो कैलोरी/सेमी2 प्रति वर्ष;

वोल्गोग्राड: 50 किलो कैलोरी/सेमी2 प्रति वर्ष;

आस्ट्राखान: 50 किलो कैलोरी/सेमी2 प्रति वर्ष;

रोस्तोव-ऑन-डॉन: प्रति वर्ष 50 किलो कैलोरी/सेमी2 से अधिक;

सौर विकिरण के वितरण में सामान्य पैटर्न इस प्रकार है: कोई वस्तु (शहर) ध्रुव के जितना करीब होती है, उस पर (शहर) उतना ही कम सौर विकिरण पड़ता है।

10. वर्णन करें कि आपके क्षेत्र में वर्ष के मौसम कैसे भिन्न होते हैं (प्राकृतिक परिस्थितियाँ, लोगों का जीवन, उनकी गतिविधियाँ)। वर्ष के किस मौसम में जीवन सर्वाधिक सक्रिय होता है?

कठिन राहत, उत्तर से दक्षिण तक बड़ी सीमा क्षेत्र में 3 क्षेत्रों को अलग करना संभव बनाती है, जो राहत और जलवायु विशेषताओं दोनों में भिन्न हैं: पर्वत-जंगल, वन-स्टेपी और स्टेपी। पर्वतीय-वन क्षेत्र की जलवायु ठंडी और आर्द्र होती है। राहत के आधार पर तापमान शासन भिन्न-भिन्न होता है। इस क्षेत्र की विशेषता छोटी ठंडी गर्मियाँ और लंबी बर्फीली सर्दियाँ हैं। स्थायी बर्फ का आवरण 25 अक्टूबर से 5 नवंबर की अवधि में बनता है और यह अप्रैल के अंत तक बना रहता है, और कुछ वर्षों में बर्फ का आवरण 10-15 मई तक बना रहता है। सबसे ठंडा महीना जनवरी है। सर्दियों में औसत तापमान शून्य से 15-16 डिग्री सेल्सियस कम है, न्यूनतम तापमान 44-48 डिग्री सेल्सियस है। सबसे गर्म महीना जुलाई है, औसत हवा का तापमान प्लस 15-17 डिग्री सेल्सियस है, जो गर्मियों में अधिकतम अधिकतम तापमान है। यह क्षेत्र प्लस 37-38 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच गया। वन-स्टेप ज़ोन की जलवायु गर्म है, जिसमें काफी ठंड और बर्फीली सर्दियाँ होती हैं। जनवरी का औसत तापमान शून्य से 15.5-17.5 डिग्री सेल्सियस नीचे है, पूर्ण न्यूनतम हवा का तापमान शून्य से 42-49 डिग्री सेल्सियस नीचे पहुंच गया है। जुलाई में औसत हवा का तापमान प्लस 18-19 डिग्री सेल्सियस है। पूर्ण अधिकतम तापमान प्लस 42.0 डिग्री सेल्सियस है। जलवायु स्टेपी क्षेत्र बहुत गर्म और शुष्क है। यहां सर्दी ठंडी होती है, जिसमें भयंकर ठंढ, बर्फ़ीला तूफ़ान होता है, जो 40-50 दिनों तक मनाया जाता है, जिससे बर्फ़ का तेज़ स्थानांतरण होता है। जनवरी का औसत तापमान शून्य से 17-18 डिग्री सेल्सियस नीचे है। गंभीर सर्दियों में, न्यूनतम हवा का तापमान शून्य से 44-46 डिग्री सेल्सियस नीचे तक गिर जाता है।