Promieniowanie słoneczne, które obejmuje fale elektromagnetyczne o długości mniejszej niż 4 μm1, jest zwykle nazywane w meteorologii promieniowaniem krótkofalowym. W widmie słonecznym ultrafiolet (< 400 нм), видимую (= 400…760 нм) и инфракрасную (>760 nm) części.
Promieniowanie słoneczne pochodzące bezpośrednio z tarczy słonecznej nazywane jest bezpośrednim promieniowaniem słonecznym S. Zwykle charakteryzuje się natężeniem, czyli ilością energii promieniowania w kaloriach przechodzącej w ciągu 1 minuty przez 1 cm2 powierzchni położonej prostopadle do promieni słonecznych.
Intensywność bezpośredniego promieniowania słonecznego docierającego do górnej granicy atmosfery ziemskiej nazywa się stałą słoneczną S 0 . Jest to około 2 cal/cm2 min. Na powierzchni ziemi bezpośrednie promieniowanie słoneczne jest zawsze znacznie mniejsze od tej wartości, ponieważ przechodząc przez atmosferę, jego energia słoneczna jest osłabiana z powodu pochłaniania i rozpraszania przez cząsteczki powietrza i cząstki zawieszone (ziarna pyłu, kropelki, kryształy). Tłumienie bezpośredniego promieniowania słonecznego przez atmosferę charakteryzuje się współczynnikiem tłumienia a lub współczynnikiem przezroczystości sp.
Aby obliczyć bezpośrednie promieniowanie słoneczne padające na prostopadłą powierzchnię, zwykle stosuje się wzór Bouguera:
Sm S0 pm m , | ||||||
gdzie S m to bezpośrednie promieniowanie słoneczne, cal cm-2 min-1, przy danej masie atmosfery, S 0 to stała słoneczna, p t to współczynnik przezroczystości dla danej masy atmosfery,
promienie; M | Przy niskich wartościach wysokości słońca (godz | < 100 ) мас- |
||||
grzech ż | ||||||
sa nie jest według wzoru, ale według tabeli Bemporada. Ze wzoru (3.1) wynika, że
Lub p = e | ||||||||
Bezpośrednie promieniowanie słoneczne padające na poziom |
||||||||
powierzchnia S" obliczana jest ze wzoru | ||||||||
S = S grzech godz., | ||||||||
1 1 µm = 10-3 nm = 10-6 m. Mikrometry są również nazywane mikronami, a nanometry są nazywane milimikronami. 1 nm = 10-9 m.
gdzie h to wysokość słońca nad horyzontem.
Promieniowanie docierające do powierzchni ziemi ze wszystkich punktów firmamentu nazywane jest rozproszonym D. Suma bezpośredniego i rozproszonego promieniowania słonecznego docierającego do poziomej powierzchni ziemi to całkowite promieniowanie słoneczne Q:
Q = S" + D. (3.4)
Całkowite promieniowanie, które dotarło do powierzchni ziemi, częściowo od niej odbite, tworzy promieniowanie odbite R skierowane od powierzchni ziemi do atmosfery. Pozostała część całkowitego promieniowania słonecznego jest pochłaniana przez powierzchnię ziemi. Stosunek promieniowania odbitego od powierzchni Ziemi do całkowitego napływającego promieniowania nazywa się albedoA.
Wartość A R charakteryzuje współczynnik odbicia ziemi
powierzchnia. Wyraża się ją jako ułamek jednostki lub procent. Różnica między promieniowaniem całkowitym a odbitym nazywana jest promieniowaniem pochłoniętym lub bilansem promieniowania krótkofalowego powierzchni ziemi B do:
Powierzchnia ziemi i atmosfera ziemska, podobnie jak wszystkie ciała o temperaturze powyżej zera absolutnego, również emitują promieniowanie, które umownie nazywa się promieniowaniem długofalowym. Jego długości fal wynoszą ok
4 do 100 µm.
Promieniowanie własne powierzchni ziemi, zgodnie z prawem Stefana-Boltzmanna, jest proporcjonalne do czwartej potęgi jej temperatury bezwzględnej
T: | |
Ez \u003d T4, |
gdzie = 0,814 10-10 cal/cm2 min deg4 Stała Stefana-Boltzmanna emisyjność względna powierzchni czynnej: dla większości powierzchni naturalnych 0,95.
Promieniowanie atmosferyczne kierowane jest zarówno na Ziemię, jak iw przestrzeń kosmiczną świata. Część długofalowego promieniowania atmosferycznego skierowanego w dół i docierającego do powierzchni ziemi nazywana jest przeciwpromieniowaniem atmosfery i oznaczana jest jako E a.
Różnica między promieniowaniem własnym powierzchni ziemi E s a przeciwpromieniowaniem atmosfery E a nazywana jest promieniowaniem efektywnym
powierzchnia ziemi E efekt: | |
mi eff \u003d e ze a. | |
Wartość E eff , wzięta ze znakiem przeciwnym, jest równowagą promieniowania długofalowego na powierzchni ziemi V d .
Nazywa się różnicę między całym promieniowaniem przychodzącym i wychodzącym
3.1. Przyrządy do pomiaru bilansu promieniowania
I jego składniki
Do pomiaru intensywności energii promieniowania stosuje się urządzenia aktynometryczne o różnych konstrukcjach. Urządzenia są absolutne i względne. W przypadku przyrządów bezwzględnych odczyty uzyskuje się natychmiast w jednostkach termicznych, aw przypadku przyrządów względnych we względnych, dlatego w przypadku takich przyrządów konieczna jest znajomość współczynników konwersji do przejścia na jednostki termiczne.
Instrumenty Absolute są dość złożone pod względem konstrukcji i obsługi i nie są powszechnie stosowane. Stosowane są głównie do weryfikacji przyrządów względnych. W projektowaniu urządzeń względnych najczęściej stosuje się metodę termoelektryczną, która opiera się na zależności siły prądu cieplnego od różnicy temperatur między złączami.
Odbiornikiem urządzeń termoelektrycznych są stosy termoelektryczne wykonane ze złączy dwóch metali (ryc. 3.1). Różnica temperatur między złączami powstaje w wyniku różnej chłonności złączy lub
wanometr 3. W drugim przypadku różnica temperatur między złączami jest uzyskiwana poprzez zacienienie jednych (złącze 3) i napromieniowanie innych (złącze 2) promieniowaniem słonecznym. Ponieważ różnica temperatur między złączami jest określona przez dochodzące promieniowanie słoneczne, jej intensywność będzie proporcjonalna do natężenia prądu termoelektrycznego:
gdzie N to odchylenie igły galwanometru, a to współczynnik konwersji, cal / cm2 min.
Zatem, aby wyrazić intensywność promieniowania w jednostkach termicznych, konieczne jest pomnożenie odczytów galwanometru przez współczynnik konwersji.
Przelicznik dla pary urządzenie termoelektryczne - galwanometr określa się przez porównanie z urządzeniem kontrolnym lub oblicza się na podstawie charakterystyk elektrycznych zawartych w świadectwach galwanometru i urządzenia aktynometrycznego, z dokładnością do 0,0001 cal/cm2 min według wzoru
(R bR rR zewn.), | |||||
gdzie a jest współczynnikiem konwersji; wartość podziału skali galwanometru, mA; k czułość urządzenia termoelektrycznego, miliwolty na 1 cal/cm2 min; R b rezystancja stosu termoelektrycznego, Ohm; R r rezystancja wewnętrzna galwanometru, Ohm; R dodać dodatkową rezystancję galwanometru , Om.
Aktynometr termoelektryczny AT-50 służy do pomiaru bezpośredniego promieniowania słonecznego.
Urządzenie aktynometru. Odbiornikiem aktynometru jest dysk1 wykonany ze srebrnej folii (ryc. 3.2). Po stronie skierowanej w stronę słońca dysk jest zaczerniony, a po drugiej stronie przyklejone są do niego poprzez izolującą papierową uszczelkę wewnętrzne złącza2 termogwiazdy wykonanej z manganiny i konstantanu, składającej się z 36 termoelementów. pokazano na schemacie). Zewnętrzne połączenia 3 gwiazd termicznych przez papier izolacyjny
Ryż. 3.2. Obwód gwiazdy termicznej
murowane 5 są przyklejone do miedzianego dysku 4. Przez-
córki aktynometryczne ten ostatni umieszczono w masywnej miedzianej obudowie ze wspornikami, do których przymocowano
przewody termoelektryczne i druty miękkie 6 (ryc. 3.3).
Obudowa ze wspornikami jest zamknięta obudową 7, mocowaną nakrętką 8 i połączoną śrubą 10 z rurką pomiarową 9. Wewnątrz tuby znajduje się pięć membran, ułożonych malejąco według średnicy od 20 do 10 mm w kierunku korpusu. Membrany utrzymywane są przez podkładki płaskie i sprężyste, zamocowane pomiędzy korpusem a najmniejszą membraną. Od wewnętrznej strony diafragmy są zaczernione.
Na końcach tuby znajdują się pierścienie 12 i 13 służące do nakierowania aktynometru na słońce. Pierścień 13 ma dziurkę, a pierścień 12 ma kropkę. Przy prawidłowym zamontowaniu wiązka światła przechodząca przez otwór powinna padać dokładnie na ostrze pierścienia12. Tubę zamyka się zdejmowaną osłoną11, która służy do wyznaczania pozycji zerowej galwanometru i zabezpiecza odbiornik przed zanieczyszczeniem.
Rura 9 jest połączona ze stojakiem 14 zamocowanym na płaskowyżu 16 za pomocą stojaka paralaksy 17. Do ustawienia osi statywu zgodnie z szerokością geograficzną miejsca służy skala18 z podziałkami, ryzyko19 oraz śruba20.
Instalacja. Najpierw ustawia się oś statywu zgodnie z szerokością geograficzną miejsca obserwacji. W tym celu poluzowując śrubę 20, obracaj oś statywu, aż podziałka skali 18 zbiegnie się, odpowiadająca
danej szerokości geograficznej, z ryzykiem 19 i Ryż. 3.3 Termoelektrycznyzamocować oś w tej pozycji
aktynometr AT-50
Instytuty badawcze. Następnie aktynometr jest instalowany na poziomym stojaku, tak aby strzałka na płaskowyżu była skierowana na północ, a po zdjęciu pokrywy ustaw ją na słońce, poluzowując śrubę 23 i obracając uchwyt 22; rura 9 jest obracana, aż wiązka światła przechodząca przez otwór w pierścieniu 13 trafi w ostrze pierścienia 12. Następnie przewody aktynometru z otwartą pokrywą 11 podłącza się do zacisków galwanometru (+) i (C), przestrzegając biegunowości. Jeśli wskazówka galwanometru odbiega od zera, przewody są odwrócone.
obserwacje. Na 1 minutę przed rozpoczęciem obserwacji sprawdzana jest instalacja odbiornika aktynometru na słońcu. Następnie pokrywa jest zamykana i za pomocą galwanometru odczytywana jest pozycja zerowa N 0. Następnie zdejmuje się osłonę, sprawdza się dokładność wycelowania w słońce i odczyty galwanometru zlicza się 3 razy w odstępie 10-15 s (N 1 , N 2 , N 3 ) i temperaturę na galwanometrze. Po obserwacjach przyrząd zamyka się pokrywą walizki.
Przetwarzanie obserwacji. Z trzech odczytów na galwanometrze uzyskuje się średnią wartość Nc z dokładnością do 0,1:
N z N 1N 2N 3. 3
Aby uzyskać skorygowany odczyt N do wartości średniej N, wprowadza się poprawkę skali N, poprawkę na temperaturę N t ze świadectwa wzorcowania galwanometru i odejmuje pozycję zerową N 0:
N N Nt N0 .
Aby wyrazić intensywność promieniowania słonecznego S w cal / cm2 min, odczyty galwanometru N mnoży się przez współczynnik konwersji:
Intensywność bezpośredniego promieniowania słonecznego na poziomą powierzchnię oblicza się ze wzoru (3.3).
Wysokość słońca nad horyzontem h i sinh można określić za pomocą równania
grzech h = grzech grzech + bos cos cos,
gdzie jest szerokość geograficzna miejsca obserwacji; deklinacja słońca dla danego dnia (załącznik 9); kąt godzinny słońca mierzony od południa rzeczywistego. Jest to określone przez rzeczywisty czas środka obserwacji: t st = 15(t st 12h).
Piranometr termoelektryczny P-3x3 służy do pomiaru rozproszonego i całkowitego promieniowania słonecznego.
Urządzenie piranometru (ryc. 3.4).
Częścią odbiorczą piranometru jest bateria termoelektryczna 1 składająca się z 87 termoelementów manganiny i konstantanu. Paski manganiny i konstantanu o długości 10 mm są kolejno lutowane ze sobą i układane w kwadracie 3x3 cm tak, aby złącza znajdowały się pośrodku iw rogach. Od zewnątrz powierzchnia stosu termicznego pokryta jest sadzą i magnezją. Parzyste połączenia termostosu są pomalowane na biało, a nieparzyste
- w czerni. Uzdrowiska są tak zaaranżowane
czarne i białe obszary występują naprzemiennie
Ryż. 3.4. Piranometr termoelektryczny P-3x3
wzór szachownicy. Poprzez izolacyjną papierową uszczelkę termostos jest przymocowany do żeber płytki 2 przykręconej do korpusu 3.
Ze względu na różną absorpcję promieniowania słonecznego powstaje różnica temperatur między czarnym i białym złączem, więc w obwodzie występuje prąd termiczny. Wyprowadzenia z termostosu są podłączone do zacisków 4, do których podłączone są przewody łączące piranometr z galwanometrem.
Korpus jest zamknięty od góry szklaną półkulistą nasadką 5 w celu ochrony termostosu przed wiatrem i opadami atmosferycznymi. W celu ochrony wkładu termoelektrycznego i szklanej nasadki przed ewentualną kondensacją pary wodnej w dolnej części obudowy znajduje się suszarka do szkła6 z chemicznym pochłaniaczem wilgoci (sód metaliczny, żel krzemionkowy itp.).
Obudowa z termostosem i szklaną kopułą stanowi głowicę piranometru, która przykręcona jest do statywu 7, zaciśnięta w statywie 8 za pomocą śruby 9. Statyw montowany jest na podstawie obudowy i posiada dwie śruby dociskowe 10 . Podczas pomiaru promieniowania rozproszonego lub całkowitego piranometr montuje się poziomo zgodnie z poziomem11, obracając śruby10.
Aby osłonić głowicę piranometru przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych, stosuje się ekran cienia, którego średnica jest równa średnicy szklanej nasadki. Ekran cienia jest zamontowany na rurze 14, która jest połączona śrubą 13 z poziomym prętem 12.
Gdy odbiornik piranometru jest zacieniony ekranem zacieniającym, mierzone jest promieniowanie rozproszone, a bez zacienienia mierzone jest promieniowanie całkowite.
W celu określenia położenia zerowego wskazówki galwanometru, a także zabezpieczenia szklanej nasadki przed uszkodzeniem, głowica piranometru jest zamykana metalową osłoną 16.
Instalacja. Urządzenie jest zainstalowane na otwartej przestrzeni. Przed obserwacją sprawdza się obecność osuszacza w suszarce do szkła (1/3 suszarki musi być wypełniona osuszaczem). Następnie rurkę 14 z osłoną cienia 15 mocuje się do pręta 12 za pomocą śruby 13.
Pyranometr jest zawsze skierowany w stronę słońca tą samą stroną oznaczoną numerem na głowicy. Aby obrócić głowicę piranometru z liczbą w kierunku słońca, śruba 9 jest lekko poluzowana i unieruchomiona w tej pozycji.
Poziomość stosu termoelektrycznego jest sprawdzana na poziomie 11, aw przypadku naruszenia jest regulowana za pomocą śrub ustalających 10.
Galwanometr do pomiaru natężenia prądu termicznego jest zainstalowany po północnej stronie piranometru w takiej odległości, aby obserwator podczas odczytu nie osłaniał piranometru nie tylko przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych.
promieni, ale także z części nieba. Poprawność podłączenia piranometru do galwanometru sprawdza się przy zdjętej pokrywie piranometru i zwolnionej klatce galwanometru. Kiedy strzałka odbiega od zera, skale drutu są zamieniane.
obserwacje. Bezpośrednio przed obserwacją należy sprawdzić poprawność montażu urządzenia pod względem poziomu i względem słońca. Aby odczytać położenie zerowe galwanometru, głowicę piranometru zamyka się pokrywą16 i rejestruje się odczyty galwanometru N 0. Następnie zdejmuje się pokrywę piranometru i wykonuje serię odczytów w odstępie 10-15 sekund.
Najpierw odczyty galwanometru są zliczane zacienionym piranometrem w celu określenia promieniowania rozproszonego N 1, N 2, N 3, następnie - w pozycji nieosłoniętej (osłona jest opuszczana przez odkręcenie śruby 13) w celu określenia całkowitego promieniowania N 4, N 5, N 6. Po obserwacjach odkręca się tubus z ekranem cieniowym i zamyka piranometr pokrywą obudowy.
Przetwarzanie obserwacji. Z serii odczytów na galwanometrze dla każdego rodzaju promieniowania określa się średnie wartości N D i N Q:
N 1N 2N 3 | N 4N 5N 6 | ||||||||
Następnie uzyskuje się skorygowane wartości ND i N Q. W tym celu z wartości średnich ze świadectwa legalizacji galwanometru wyznacza się poprawki skali ND i N Q i odejmuje się punktowy odczyt galwanometru:
ND ND N N0 , NQ NQ N N0 .
Aby określić intensywność promieniowania rozproszonego D w cal / cm2 min, należy pomnożyć odczyty galwanometru N D przez współczynnik konwersji:
D = ND |
Aby określić całkowite promieniowanie Q w cal / cm2 min, wprowadza się również współczynnik korygujący dla wysokości słońca Fh. Ten współczynnik korekcyjny jest podawany w świadectwie weryfikacji w postaci wykresu: odcięta przedstawia wysokość słońca nad horyzontem, a rzędna przedstawia współczynnik korygujący.
Biorąc pod uwagę współczynnik korygujący wysokość słońca, całkowite promieniowanie jest określane za pomocą wzoru
Q = za (NQ ND ) Fh + ND .
Podczas obserwacji za pomocą piranometru intensywność promieniowania bezpośredniego skierowanego na powierzchnię poziomą można również obliczyć jako różnicę między promieniowaniem całkowitym a rozproszonym:
Przenośny albedometr termoelektryczny AP-3x3 przeznaczony jest do
chen do pomiaru w warunkach polowych promieniowania całkowitego, rozproszonego i odbitego. W praktyce służy głównie do pomiaru albedo powierzchni czynnej.
Urządzenie albedometryczne. Odbiornikiem albedometru (ryc. 3.5) jest głowica piranometru 1, przykręcona na tulei 2 do rurki 3 z zawieszeniem kardanowym 4 i uchwytem 5. Obracając pokrętło o 180°, odbiornik można obrócić w górę, aby zmierzyć nadchodzące promieniowanie krótkofalowe, lub w dół, aby zmierzyć odbite promieniowanie krótkofalowe. Aby tuba znalazła się w pozycji pionowej, na znajdujący się w niej pręt nasuwa się specjalny ciężarek, który zawsze przesuwa się w dół podczas obracania urządzenia. Aby złagodzić wstrząsy podczas obracania urządzenia, na końcach tuby umieszczono gumowe podkładki6.
Po rozłożeniu urządzenie jest zamontowane na podstawie metalowej obudowy.
Instalacja. Przed obserwacją z | ||
przypadku, zdejmij głowicę, rurkę, | ||
uchwyt i skręcone ze sobą: głowica- | ||
ku przykręca się do rurki, a uchwyt do | ||
zawieszenie kardana. Aby wykluczyć radio | ||
co może być odzwierciedlone w samej obserwacji. | ||
dawca, rękojeść osadzona jest na drewnianym | ||
słupek o długości około 2 m. | Ryż. 3.5. Albedometr kempingowy |
|
Albedometr jest połączony z softem |
||
przewody do galwanometru na zaciskach (+) i |
||
(C) z otwartym odbiornikiem i zwolnionym zaciskiem galwanometru. Jeśli wskazówka galwanometru przekroczy zero, przewody są odwrócone.
Podczas obserwacji na stanowisku stałym odbiornik albedometru instalowany jest na wysokości 1-1,5 m nad powierzchnią czynną, a na polach uprawnych w odległości 0,5 m od wierzchołka pokrywy roślinnej. Podczas pomiaru promieniowania całkowitego i rozproszonego, głowica albedometru jest zwrócona liczbą w kierunku słońca.
obserwacje. Punkt zerowy wyznaczany jest na 3 minuty przed rozpoczęciem obserwacji. W tym celu głowicę albedometru zamyka się pokrywką i odczytuje odczyty galwanometru N 0. Następnie otwiera się pokrywę i dokonuje się trzech odczytów na galwanometrze z położeniem odbiornika albedometru do góry, aby zmierzyć dochodzące promieniowanie całkowite: N 1 , N 2 , N 3 . Po trzecim odczycie odbiornik wyłącza się i po 1 minucie dokonuje się trzech odczytów w celu pomiaru promieniowania odbitego: N 4 , N 5 , N 6 . Następnie ponownie włącza się odbiornik i po 1 minucie wykonuje się jeszcze trzy odczyty, aby zmierzyć dochodzące promieniowanie całkowite: N 7, N 8, N 9. Po zakończeniu serii odczytów odbiornik jest zamykany pokrywą.
Przetwarzanie obserwacji. Najpierw oblicz średnie odczyty na galwanometrze dla każdego rodzaju promieniowania N Q i N Rk:
N Q N 1N 2N 3N 7N 8N 9, 6
N Rk N 4N 5N 6. 3
Następnie do wartości średnich ze świadectwa weryfikacji N Q i N Rk wprowadza się poprawkę skali, odejmuje się miejsce zerowe N 0 i wyznacza się skorygowane wartości N Q i N Rk:
N QN QN N 0 , N RkN RkN N 0 .
Ponieważ albedo jest wyrażane jako stosunek promieniowania odbitego do promieniowania całkowitego, współczynnik konwersji jest zmniejszany, a albedo jest obliczane jako stosunek skorygowanych odczytów galwanometru podczas pomiaru promieniowania odbitego i całkowitego (w procentach):
Albedometr jest najbardziej wszechstronnym instrumentem. W obecności współczynnika konwersji mogą określić promieniowanie całkowite, rozproszone, odbite i obliczyć promieniowanie bezpośrednie skierowane na powierzchnię poziomą. Podczas obserwacji promieniowania rozproszonego konieczne jest stosowanie osłony zacieniającej, chroniącej odbiornik przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych.
Miernik wagi termoelektrycznej M-10 służy do mierzenia
bilansu promieniowania powierzchni leżącej pod spodem lub promieniowania szczątkowego, które jest algebraiczną sumą wszystkich rodzajów promieniowania wchodzącego i tracącego tę powierzchnię. Dochodząca część promieniowania składa się z promieniowania bezpośredniego do powierzchni poziomej S”, promieniowania rozproszonego D i promieniowania atmosferycznego E a. Część wydatkowa bilansu promieniowania, czyli promieniowania wychodzącego, jest odbita promieniowanie krótkofalowe R K i promieniowanie długofalowe ziemi E3.
Działanie miernika równowagi opiera się na zamianie strumieni promieniowania na siłę termoelektromotoryczną za pomocą stosu termoelektrycznego.
Siła elektromotoryczna powstająca w stosie termoelektrycznym jest proporcjonalna do różnicy temperatur pomiędzy górnym i dolnym odbiornikiem miernika wagi. Ponieważ temperatura odbiorników zależy od promieniowania przychodzącego i wychodzącego, siła elektromotoryczna będzie również proporcjonalna do różnicy w strumieniach promieniowania pochodzących z góry iz dołu odbiorników.
Bilans promieniowania B mierzony za pomocą miernika równowagi jest wyrażony równaniem
Wskazania galwanometru N, k jest współczynnikiem korygującym uwzględniającym wpływ prędkości wiatru (Tabela 3.1).
Tabela 3.1
Współczynnik korygujący k (przykład)
Prędkość wiatru, | ||||||||||||
Poprawczy | ||||||||||||
mnożnik k |
||||||||||||
Wskazania miernika równowagi pomnożone przez współczynnik poprawkowy odpowiadający danej prędkości wiatru są redukowane do wskazań miernika równowagi w stanie spokojnym.
urządzenie miernika równowagi(Rys. 3.6). Odbiornikiem miernika wagi są dwie zaczernione cienkie płytki miedziane 1 i 2, mające kształt kwadratu o boku 48 mm. Od wewnątrz złącza 3, 4 stosy termiczne są przyklejone do nich za pomocą papierowych przekładek. Połączenia są utworzone przez zwoje taśmy konstantanowej owinięte wokół miedzianego pręta5. Każdy zwój wstążki jest w połowie posrebrzany. Początek i koniec warstwy srebra służą jako złącza termiczne. Parzyste węzły są przyklejone do góry, a nieparzyste węzły
tak do dolnej płyty. Cały termostos składa się z dziesięciu prętów, z których każdy jest nawinięty na 32-33 zwoje. Odbiornik miernika wagi umieszczony jest w obudowie6 mającej kształt tarczy o średnicy 96 mm i grubości 4 mm. Obudowa połączona jest z uchwytem7, przez który przechodzą przewody8 z termostosu. miernik równowagi z przegubem kulowym
ov 9 jest zainstalowany na pa- |
||||||
nelka 10 . Mocowany do panelu |
||||||
oszołomiony | zawiasy |
|||||
pręt 11 z ekranem 12, który |
||||||
chroni | odbiorca | |||||
bezpośrednie światło słoneczne. Na |
||||||
aplikacja ekranu na pręcie, |
||||||
widoczny ze środka odbiornika |
||||||
pod kątem 10°, bezpośrednie światło słoneczne |
||||||
promieniowanie jest wykluczone | ||||||
odczyty liczników wagi, | ||||||
poprawia dokładność pomiaru, |
||||||
ale w tym przypadku intensywność |
||||||
słoneczny | promieniowanie |
|||||
należy mierzyć oddzielnie |
||||||
Ryż. 3.6. Termoelektryczny | aktynometr. Ochrona przypadku 13 |
|||||
miernik wagi M-10 | chroni miernik wagi przed opadami atmosferycznymi i |
|||||
Instalacja. Urządzenie mocowane jest za pomocą gniazda do końca listwy drewnianej na wysokości 1,5 m od podłoża. Odbiornik montowany jest zawsze poziomo tą samą stroną odbiorczą do góry, oznaczoną na urządzeniu numerem 1. Do galwanometru podłączone są przewody termoelektrycznego stosu.
W większości przypadków miernik wagi jest osłonięty ekranem przed bezpośrednim promieniowaniem słonecznym. Dlatego aktynometr jest zainstalowany na tej samej szynie z miernikiem równowagi do pomiaru bezpośredniego promieniowania słonecznego. Aby uwzględnić wpływ prędkości wiatru na wysokości miernika bilansu iw niewielkiej odległości od niego, instaluje się anemometr.
obserwacje. Na 3 minuty przed rozpoczęciem obserwacji wyznaczany jest punkt zerowy miernika wagi N 0. Odbywa się to w obwodzie otwartym. Następnie miernik wagi jest podłączony do galwanometru w taki sposób, że wskazówka galwanometru odchyla się w prawo, i wykonuje się trzy odczyty na mierniku wagi N 1, N 2, N 3 i jednocześnie trzy odczyty na anemometrze 1, 2, 3 . Jeśli miernik równowagi jest zainstalowany z ekranem cienia, to po pierwszym i drugim odczytie miernika wagi wykonuje się dwa odczyty na aktynometrze
Oślepiający dysk słoneczny przez cały czas ekscytował umysły ludzi, służył jako żyzny temat dla legend i mitów. Od czasów starożytnych ludzie domyślali się jego wpływu na Ziemię. Jak blisko prawdy byli nasi dalecy przodkowie. To promienistej energii Słońca zawdzięczamy istnienie życia na Ziemi.
Czym jest promieniowanie radioaktywne naszego luminarza i jak wpływa na procesy ziemskie?
Co to jest promieniowanie słoneczne
Promieniowanie słoneczne to połączenie materii słonecznej i energii docierającej do Ziemi. Energia rozchodzi się w postaci fal elektromagnetycznych z prędkością 300 tysięcy kilometrów na sekundę, przechodzi przez atmosferę i dociera do Ziemi w ciągu 8 minut. Zakres fal biorących udział w tym „maratonie” jest bardzo szeroki – od fal radiowych po promieniowanie rentgenowskie, w tym widzialną część widma. Powierzchnia ziemi znajduje się pod wpływem zarówno bezpośredniego, jak i rozproszonego przez ziemską atmosferę promieni słonecznych. To właśnie rozpraszanie niebiesko-niebieskich promieni w atmosferze wyjaśnia błękit nieba w pogodny dzień. Żółto-pomarańczowy kolor dysku słonecznego wynika z faktu, że odpowiadające mu fale przechodzą prawie bez rozpraszania.
Z opóźnieniem 2–3 dni do Ziemi dociera „wiatr słoneczny”, który jest kontynuacją korony słonecznej i składa się z jąder atomów lekkich pierwiastków (wodoru i helu) oraz elektronów. To całkiem naturalne, że promieniowanie słoneczne ma silny wpływ na organizm człowieka.
Wpływ promieniowania słonecznego na organizm człowieka
Widmo elektromagnetyczne promieniowania słonecznego składa się z części podczerwonej, widzialnej i ultrafioletowej. Ponieważ ich kwanty mają różne energie, mają różny wpływ na osobę.
oświetlenie wewnętrzne
Higieniczne znaczenie promieniowania słonecznego jest również niezwykle duże. Ponieważ światło widzialne jest decydującym czynnikiem w pozyskiwaniu informacji o świecie zewnętrznym, konieczne jest zapewnienie odpowiedniego poziomu oświetlenia w pomieszczeniu. Jego regulacja odbywa się zgodnie z SNiP, które dla promieniowania słonecznego są opracowywane z uwzględnieniem cech świetlnych i klimatycznych różnych stref geograficznych i są brane pod uwagę przy projektowaniu i budowie różnych obiektów.
Już pobieżna analiza widma elektromagnetycznego promieniowania słonecznego dowodzi, jak wielki jest wpływ tego typu promieniowania na organizm człowieka.
Rozkład promieniowania słonecznego na obszarze Ziemi
Nie całe promieniowanie pochodzące ze Słońca dociera do powierzchni Ziemi. Przyczyn tego jest wiele. Ziemia stanowczo odpiera atak tych promieni, które są szkodliwe dla jej biosfery. Tę funkcję spełnia tarcza ozonowa naszej planety, która zapobiega przedostawaniu się najbardziej agresywnej części promieniowania ultrafioletowego. Filtr atmosferyczny w postaci pary wodnej, dwutlenku węgla, cząstek pyłu zawieszonych w powietrzu - w dużej mierze odbija, rozprasza i pochłania promieniowanie słoneczne.
Ta jej część, która pokonała wszystkie te przeszkody, opada na powierzchnię ziemi pod różnymi kątami, w zależności od szerokości geograficznej obszaru. Życiodajne ciepło słoneczne rozprowadzane jest nierównomiernie po terytorium naszej planety. Wraz ze zmianą wysokości słońca w ciągu roku zmienia się masa powietrza nad horyzontem, przez który przebiega droga promieni słonecznych. Wszystko to wpływa na rozkład natężenia promieniowania słonecznego na całej planecie. Ogólny trend jest taki - ten parametr wzrasta od bieguna do równika, ponieważ im większy kąt padania promieni, tym więcej ciepła dostaje się na jednostkę powierzchni.
Mapy promieniowania słonecznego pozwalają mieć obraz rozkładu natężenia promieniowania słonecznego na obszarze Ziemi.
Wpływ promieniowania słonecznego na klimat Ziemi
Składnik podczerwony promieniowania słonecznego ma decydujący wpływ na klimat Ziemi.
Oczywiste jest, że dzieje się tak tylko wtedy, gdy Słońce znajduje się nad horyzontem. Wpływ ten zależy od odległości naszej planety od Słońca, która zmienia się w ciągu roku. Orbita Ziemi jest elipsą, wewnątrz której znajduje się Słońce. Podczas swojej corocznej podróży wokół Słońca Ziemia oddala się od swojego światła, a następnie zbliża się do niego.
Oprócz zmiany odległości, o ilości promieniowania docierającego do Ziemi decyduje nachylenie osi Ziemi do płaszczyzny orbity (66,5°) i spowodowana tym zmiana pór roku. Latem jest go więcej niż zimą. Na równiku czynnik ten nie występuje, ale wraz ze wzrostem szerokości geograficznej miejsca obserwacji różnica między latem a zimą staje się znacząca.
W procesach zachodzących na Słońcu zachodzą wszelkiego rodzaju kataklizmy. Ich wpływ jest częściowo równoważony przez ogromne odległości, ochronne właściwości ziemskiej atmosfery i ziemskiego pola magnetycznego.
Jak chronić się przed promieniowaniem słonecznym
Podczerwony składnik promieniowania słonecznego jest upragnionym ciepłem, którego mieszkańcy środkowych i północnych szerokości geograficznych oczekują we wszystkich pozostałych porach roku. Promieniowanie słoneczne jako czynnik leczniczy jest wykorzystywane zarówno przez osoby zdrowe, jak i chore.
Nie wolno nam jednak zapominać, że ciepło, podobnie jak ultrafiolet, jest bardzo silnym środkiem drażniącym. Nadużywanie ich działania może prowadzić do oparzeń, ogólnego przegrzania organizmu, a nawet zaostrzenia przewlekłych chorób. Podczas opalania należy kierować się sprawdzonymi przez życie zasadami. Szczególną ostrożność należy zachować podczas opalania w bezchmurne słoneczne dni. Niemowlęta i osoby starsze, chorzy na przewlekłą gruźlicę i problemy z układem krążenia powinni zadowolić się rozproszonym promieniowaniem słonecznym w cieniu. Ten ultrafiolet jest wystarczający, aby zaspokoić potrzeby organizmu.
Nawet młodzi ludzie, którzy nie mają szczególnych problemów zdrowotnych, powinni być chronieni przed promieniowaniem słonecznym.
Teraz istnieje ruch, którego aktywiści sprzeciwiają się opalaniu. I nie na próżno. Opalona skóra jest niezaprzeczalnie piękna. Ale melanina wytwarzana przez organizm (to, co nazywamy oparzeniami słonecznymi) jest jego reakcją ochronną na skutki promieniowania słonecznego. Brak korzyści z poparzenia słonecznego! Istnieją nawet dowody na to, że oparzenia słoneczne skracają życie, ponieważ promieniowanie ma właściwość kumulatywną - kumuluje się przez całe życie.
Jeśli sytuacja jest tak poważna, należy skrupulatnie przestrzegać zasad, które określają, jak chronić się przed promieniowaniem słonecznym:
- ściśle ogranicz czas na opalanie się i rób to tylko w bezpiecznych godzinach;
- przebywając w aktywnym słońcu należy nosić kapelusz z szerokim rondem, zakryte ubranie, okulary przeciwsłoneczne i parasol;
- Używaj tylko wysokiej jakości filtrów przeciwsłonecznych.
Czy promieniowanie słoneczne jest niebezpieczne dla człowieka o każdej porze roku? Ilość promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi związana jest ze zmianą pór roku. Latem na średnich szerokościach geograficznych jest o 25% więcej niż zimą. Na równiku tej różnicy nie ma, ale wraz ze wzrostem szerokości geograficznej miejsca obserwacji różnica ta wzrasta. Wynika to z faktu, że nasza planeta jest nachylona pod kątem 23,3 stopnia względem Słońca. Zimą znajduje się nisko nad horyzontem i oświetla ziemię jedynie promieniami ślizgowymi, które mniej nagrzewają oświetloną powierzchnię. Takie położenie promieni powoduje ich rozłożenie na większej powierzchni, co zmniejsza ich intensywność w porównaniu z letnią, czystą jesienią. Ponadto obecność kąta ostrego podczas przechodzenia promieni przez atmosferę „wydłuża” ich drogę, zmuszając je do utraty większej ilości ciepła. Okoliczność ta ogranicza wpływ promieniowania słonecznego w okresie zimowym.
Słońce jest gwiazdą, która jest źródłem ciepła i światła dla naszej planety. „Rządzi” klimatem, zmianami pór roku i stanem całej biosfery Ziemi. I tylko znajomość praw tego potężnego wpływu pozwoli wykorzystać ten życiodajny dar dla dobra zdrowia ludzi.
Promieniowania słonecznego
Promieniowania słonecznego
promieniowanie elektromagnetyczne ze Słońca do atmosfery ziemskiej. Długości fal promieniowania słonecznego są skoncentrowane w zakresie od 0,17 do 4 mikronów z max. przy fali 0,475 mikrona. OK. 48% energii promieniowania słonecznego przypada na widzialną część widma (długość fali od 0,4 do 0,76 mikrona), 45% na podczerwień (ponad 0,76 mikrona), a 7% na ultrafiolet (mniej niż 0,4 mikrona). µm). Promieniowanie słoneczne - główne. źródło energii procesów zachodzących w atmosferze, oceanie, biosferze itp. Mierzy się ją np. w jednostkach energii na jednostkę powierzchni na jednostkę czasu. W/m². Promieniowanie słoneczne na górnej granicy atmosfery w por. nazywa się odległość ziemi od słońca stała słoneczna i wynosi ok. 1382 W/m². Przechodząc przez atmosferę ziemską, promieniowanie słoneczne zmienia intensywność i skład widmowy w wyniku absorpcji i rozpraszania przez cząsteczki powietrza, zanieczyszczenia gazowe i aerozol. Na powierzchni Ziemi widmo promieniowania słonecznego jest ograniczone do 0,29–2,0 µm, a jego intensywność ulega znacznemu zmniejszeniu w zależności od zawartości zanieczyszczeń, wysokości nad poziomem morza i zachmurzenia. Promieniowanie bezpośrednie dociera do powierzchni ziemi, osłabione podczas przechodzenia przez atmosferę, a także rozproszone, powstałe w wyniku bezpośredniego rozproszenia w atmosferze. Część bezpośredniego promieniowania słonecznego odbija się od powierzchni ziemi i chmur i trafia w przestrzeń kosmiczną; promieniowanie rozproszone również częściowo ucieka w przestrzeń kosmiczną. Reszta promieniowania słonecznego w głównym. zamienia się w ciepło, ogrzewając powierzchnię ziemi i częściowo powietrze. Promieniowanie słoneczne, tak arr., jest jednym z głównych. składowe bilansu promieniowania.
Geografia. Nowoczesna ilustrowana encyklopedia. - M.: Rosman. Pod redakcją prof. AP Gorkina. 2006 .
Zobacz, czym jest „promieniowanie słoneczne” w innych słownikach:
Promieniowanie elektromagnetyczne i korpuskularne Słońca. Promieniowanie elektromagnetyczne obejmuje zakres długości fal od promieniowania gamma do fal radiowych, jego maksimum energii przypada na widzialną część widma. Składnik korpuskularny Słońca ... ... Wielki słownik encyklopedyczny
Promieniowanie słoneczne- Całkowity przepływ promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez Słońce i uderzającego w Ziemię... Słownik geografii
Ten termin ma inne znaczenie, patrz Promieniowanie (znaczenia). W tym artykule brakuje linków do źródeł informacji. Informacje muszą być weryfikowalne, inaczej mogą zostać zakwestionowane... Wikipedia
Wszystkie procesy na powierzchni globu, jakiekolwiek by nie były, mają swoje źródło energii słonecznej. Czy badane są procesy czysto mechaniczne, procesy chemiczne w powietrzu, wodzie, glebie, procesy fizjologiczne lub cokolwiek innego ... ... Słownik encyklopedyczny F.A. Brockhaus i I.A. Efron
Promieniowanie elektromagnetyczne i korpuskularne Słońca. Promieniowanie elektromagnetyczne obejmuje zakres długości fal od promieniowania gamma do fal radiowych, jego maksimum energii przypada na widzialną część widma. Składnik korpuskularny Słońca ... ... słownik encyklopedyczny
Promieniowanie słoneczne- Saulės spinduliuotė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. promieniowanie słoneczne vok. Sonnenstrahlung, f rus. promieniowanie słoneczne, n; promieniowanie słoneczne, f; promieniowanie słoneczne, n pranc. rayonnement solaire, m … Fizikos terminų žodynas
Promieniowanie słoneczne- Saulės spinduliuotė statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Saulės atmosferos elektromagnetinė (infraraudonoji 0,76 nm sudaro 45%, matomoji 0,38–0,76 nm – 48%, ultravioletinė 0,38 nm – 7%) … švieangos gama kvantų… Ekologijos terminų aiskinamasis žodynas
Promieniowanie Słońca o charakterze elektromagnetycznym i korpuskularnym. S. r. główne źródło energii dla większości procesów zachodzących na Ziemi. Corpuscular S.r. składa się głównie z protonów o prędkościach 300 1500 w pobliżu Ziemi ... ... Wielka radziecka encyklopedia
E-mail magn. i korpuskularne promieniowanie Słońca. E-mail magn. promieniowanie obejmuje zakres długości fal od promieniowania gamma do fal radiowych, jego energię. Maksimum znajduje się w widzialnej części widma. Składnik korpuskularny S. p. składa się z cz. arr. z… … Naturalna nauka. słownik encyklopedyczny
bezpośrednie promieniowanie słoneczne- Promieniowanie słoneczne pochodzące bezpośrednio z dysku słonecznego... Słownik geografii
Książki
- Promieniowanie słoneczne i klimat Ziemi, Fiodorow Walerij Michajłowicz. W książce przedstawiono wyniki badań zmian nasłonecznienia Ziemi związanych z procesami niebiańsko-mechanicznymi. Analizowane są nisko- i wysokoczęstotliwościowe zmiany klimatu słonecznego…
Promieniowanie słoneczne zwany przepływem energii promienistej ze Słońca idącej na powierzchnię globu. Energia promieniowania słonecznego jest głównym źródłem innych rodzajów energii. Pochłaniany przez powierzchnię ziemi i wody zamienia się w energię cieplną, aw roślinach zielonych w energię chemiczną związków organicznych. Promieniowanie słoneczne jest najważniejszym czynnikiem klimatycznym i główną przyczyną zmian pogody, ponieważ różne zjawiska zachodzące w atmosferze są związane z energią cieplną otrzymywaną ze słońca.
Promieniowanie słoneczne, czyli energia promieniowania, ze swej natury jest strumieniem oscylacji elektromagnetycznych rozchodzących się w linii prostej z prędkością 300 000 km/s o długości fali od 280 nm do 30 000 nm. Energia promieniowania jest emitowana w postaci pojedynczych cząstek zwanych kwantami lub fotonami. Do pomiaru długości fal świetlnych używa się nanometrów (nm) lub mikronów, milimikronów (0,001 mikrona) i anstremów (0,1 milimikrona). Rozróżnij niewidzialne promienie termiczne w podczerwieni o długości fali od 760 do 2300 nm; promienie światła widzialnego (czerwonego, pomarańczowego, żółtego, zielonego, niebieskiego, niebieskiego i fioletowego) o długości fali od 400 (fiolet) do 759 nm (czerwony); ultrafioletowe lub chemicznie niewidoczne promienie o długości fali od 280 do 390 nm. Promienie o długości fali mniejszej niż 280 milimikronów nie docierają do powierzchni ziemi ze względu na ich absorpcję przez ozon w wyższych warstwach atmosfery.
Na skraju atmosfery skład widmowy promieni słonecznych w procentach jest następujący: promienie podczerwone 43%, światło 52 i ultrafiolet 5%. Na powierzchni ziemi, na wysokości Słońca 40 °, promieniowanie słoneczne ma (według N. P. Kalitina) następujący skład: promienie podczerwone 59%, światło 40 i ultrafiolet 1% całej energii. Intensywność promieniowania słonecznego wzrasta wraz z wysokością nad poziomem morza, a także gdy promienie słoneczne padają pionowo, ponieważ promienie muszą przechodzić przez mniejszą grubość atmosfery. W innych przypadkach powierzchnia będzie otrzymywać mniej światła słonecznego, im niższe słońce, albo w zależności od kąta padania promieni. Napięcie promieniowania słonecznego spada z powodu zachmurzenia, zanieczyszczenia powietrza kurzem, dymem itp.
A przede wszystkim następuje utrata (absorpcja) promieni krótkofalowych, a następnie termicznych i świetlnych. Energia promieniowania słonecznego jest źródłem życia organizmów roślinnych i zwierzęcych na ziemi oraz najważniejszym czynnikiem w otaczającym powietrzu. Ma różnorodne oddziaływanie na organizm, które przy optymalnym dawkowaniu może być bardzo pozytywne, a przy nadmiernym (przedawkowaniu) może być negatywne. Wszystkie promienie mają zarówno efekty termiczne, jak i chemiczne. Ponadto w przypadku promieni o dużej długości fali na pierwszy plan wysuwa się efekt termiczny, a przy krótszej długości fali efekt chemiczny.
Biologiczny wpływ promieni na organizm zwierzęcy zależy od długości fali i ich amplitudy: im krótsze fale, tym częstsze ich oscylacje, tym większa energia kwantu i silniejsza reakcja organizmu na takie napromieniowanie. Krótkofalowe promienie ultrafioletowe po wystawieniu na działanie tkanek powodują w nich zjawisko zjawiska fotoelektrycznego polegające na pojawieniu się w atomach odszczepionych elektronów i dodatnich jonów. Głębokość wnikania różnych promieni w ciało nie jest taka sama: promienie podczerwone i czerwone wnikają na kilka centymetrów, widzialne (światło) - kilka milimetrów, a ultrafiolet - tylko 0,7-0,9 mm; promienie krótsze niż 300 milimikronów wnikają w tkanki zwierząt na głębokość 2 milimikronów. Przy tak niewielkiej głębokości wnikania promieni te ostatnie mają różnorodny i znaczący wpływ na cały organizm.
Promieniowania słonecznego- bardzo aktywny biologicznie i stale działający czynnik, który ma ogromne znaczenie w kształtowaniu szeregu funkcji organizmu. I tak na przykład za pośrednictwem oka promienie światła widzialnego oddziałują na cały organizm zwierząt, wywołując reakcje odruchowe bezwarunkowe i warunkowe. Podczerwone promienie cieplne oddziałują na organizm zarówno bezpośrednio, jak i poprzez obiekty otaczające zwierzęta. Ciało zwierząt w sposób ciągły pochłania i samo emituje promienie podczerwone (wymiana promieniowania), a proces ten może się znacznie różnić w zależności od temperatury skóry zwierząt i otaczających je przedmiotów. Promienie chemiczne ultrafioletowe, których kwanty mają znacznie wyższą energię niż kwanty promieni widzialnych i podczerwonych, odznaczają się największą aktywnością biologiczną, działają na organizm zwierząt szlakami humoralnymi i neurorefleksyjnymi. Promienie UV działają przede wszystkim na zewnętrzne receptory skóry, a następnie odruchowo oddziałują na narządy wewnętrzne, w szczególności na gruczoły dokrewne.
Długotrwała ekspozycja na optymalne dawki energii promieniowania prowadzi do przystosowania się skóry, do jej mniejszej reaktywności. Pod wpływem promieni słonecznych zwiększa się wzrost włosów, czynność gruczołów potowych i łojowych, warstwa rogowa naskórka pogrubia się, a naskórek pogrubia, co prowadzi do wzrostu odporności skóry organizmu. W skórze dochodzi do powstawania substancji biologicznie czynnych (histaminy i substancji histaminopodobnych), które dostają się do krwioobiegu. Te same promienie przyspieszają regenerację komórek podczas gojenia się ran i owrzodzeń na skórze. Pod wpływem energii promieniowania, zwłaszcza promieni ultrafioletowych, w warstwie podstawnej skóry tworzy się melanina pigmentowa, która zmniejsza wrażliwość skóry na promienie ultrafioletowe. Pigment (opalenizna) jest jak ekran biologiczny, który przyczynia się do odbijania i rozpraszania promieni.
Pozytywny wpływ promieni słonecznych wpływa na krew. Ich systematyczny, umiarkowany wpływ znacząco poprawia hematopoezę przy jednoczesnym wzroście liczby erytrocytów i zawartości hemoglobiny we krwi obwodowej. U zwierząt po utracie krwi lub wyleczonych z poważnych chorób, zwłaszcza zakaźnych, umiarkowana ekspozycja na światło słoneczne stymuluje regenerację krwi i zwiększa jej krzepliwość. Od umiarkowanej ekspozycji na światło słoneczne u zwierząt zwiększa się wymiana gazowa. Zwiększa się głębokość i maleje częstotliwość oddychania, zwiększa się ilość wprowadzanego tlenu, uwalniane jest więcej dwutlenku węgla i pary wodnej, w związku z czym poprawia się dotlenienie tkanek i nasilają się procesy oksydacyjne.
Wzrost metabolizmu białek wyraża się zwiększoną depozycją azotu w tkankach, w wyniku czego wzrost młodych zwierząt jest szybszy. Nadmierna ekspozycja na słońce może powodować ujemny bilans białkowy, zwłaszcza u zwierząt cierpiących na ostre choroby zakaźne, a także inne choroby przebiegające z podwyższoną temperaturą ciała. Napromieniowanie prowadzi do zwiększonego odkładania się cukru w wątrobie i mięśniach w postaci glikogenu. We krwi ilość niedotlenionych produktów (ciał acetonowych, kwasu mlekowego itp.) Gwałtownie spada, wzrasta tworzenie acetylocholiny i normalizuje się metabolizm, co ma szczególne znaczenie dla zwierząt o wysokiej wydajności.
U zwierząt niedożywionych intensywność metabolizmu tłuszczów ulega spowolnieniu i zwiększa się odkładanie tłuszczu. Intensywne oświetlenie u zwierząt otyłych wręcz przeciwnie, zwiększa metabolizm tłuszczów i powoduje wzmożone spalanie tłuszczu. Dlatego tucz półtłusty i tłusty zwierząt powinien być prowadzony w warunkach mniejszego nasłonecznienia.
Pod wpływem promieni ultrafioletowych promieniowania słonecznego, ergosterol występujący w roślinach pastewnych iw skórze zwierząt, dehydrocholesterol przekształca się w aktywne witaminy D 2 i D 3, które poprawiają gospodarkę fosforowo-wapniową; ujemny bilans wapnia i fosforu zamienia się w dodatni, co sprzyja odkładaniu się tych soli w kościach. Światło słoneczne i sztuczna ekspozycja na promienie ultrafioletowe to jedna ze skutecznych nowoczesnych metod zapobiegania i leczenia krzywicy i innych chorób zwierzęcych związanych z zaburzeniami gospodarki wapniowo-fosforanowej.
Promieniowanie słoneczne, zwłaszcza promienie świetlne i ultrafioletowe, jest głównym czynnikiem powodującym sezonową cykliczność płciową u zwierząt, ponieważ światło stymuluje funkcję gonadotropową przysadki mózgowej i innych narządów. Wiosną, w okresie wzmożonego nasłonecznienia i nasłonecznienia, wydzielanie gonad z reguły nasila się u większości gatunków zwierząt. Obserwuje się wzrost aktywności seksualnej wielbłądów, owiec i kóz wraz ze skracaniem się dnia. Jeśli owce trzymane są w zaciemnionych pomieszczeniach w okresie kwiecień-czerwiec, to ruja nadejdzie nie jesienią (jak zwykle), ale w maju. Brak światła u rosnących zwierząt (w okresie wzrostu i dojrzewania) według K.V. Svechina prowadzi do głębokich, często nieodwracalnych zmian jakościowych w gruczołach płciowych, a u zwierząt dorosłych zmniejsza aktywność płciową i płodność lub powoduje przejściową bezpłodność.
Światło widzialne lub stopień oświetlenia ma znaczący wpływ na rozwój jaj, rui, sezon lęgowy i ciążę. Na półkuli północnej okres lęgowy jest zwykle krótki, a na półkuli południowej najdłuższy. Pod wpływem sztucznego oświetlenia zwierząt czas ich ciąży skraca się z kilku dni do dwóch tygodni. Oddziaływanie promieni światła widzialnego na gonady może być szeroko stosowane w praktyce. Eksperymenty przeprowadzone w laboratorium zoohigieny VIEV dowiodły, że oświetlenie pomieszczeń o współczynniku geometrycznym 1:10 (wg KEO 1,2-2%) w porównaniu z oświetleniem 1:15-1:20 i niższym (wg KEO KEO, 0,2 -0,5%) korzystnie wpływa na stan kliniczny i fizjologiczny ciężarnych loch i prosiąt do 4 miesiąca życia, zapewnia silne i żywotne potomstwo. Przyrosty prosiąt wzrastają o 6%, a ich bezpieczeństwo o 10-23,9%.
Promienie słoneczne, zwłaszcza ultrafioletowe, fioletowe i niebieskie, zabijają lub osłabiają żywotność wielu drobnoustrojów chorobotwórczych, opóźniają ich rozmnażanie. Zatem promieniowanie słoneczne jest silnym naturalnym środkiem dezynfekującym środowisko zewnętrzne. Pod wpływem światła słonecznego zwiększa się ogólny ton ciała i jego odporność na choroby zakaźne, a także zwiększają się specyficzne reakcje immunologiczne (P. D. Komarov, A. P. Onegov itp.). Udowodniono, że umiarkowane napromienianie zwierząt podczas szczepienia przyczynia się do wzrostu miana i innych ciał odpornościowych, wzrostu indeksu fagocytarnego i odwrotnie, intensywne napromienianie obniża właściwości immunologiczne krwi.
Z tego wszystkiego, co zostało powiedziane, wynika, że brak promieniowania słonecznego należy uznać za bardzo niekorzystny dla zwierząt stan zewnętrzny, w którym pozbawione są najważniejszego aktywatora procesów fizjologicznych. Mając to na uwadze, zwierzęta należy umieszczać w dość jasnych pomieszczeniach, regularnie zapewniać ruch, a latem trzymać je na pastwisku.
Racjonowanie naturalnego oświetlenia w pomieszczeniach odbywa się zgodnie z metodami geometrycznymi lub oświetleniowymi. W praktyce budowy budynków inwentarskich i drobiarskich stosuje się głównie metodę geometryczną, według której normy oświetlenia naturalnego określa się stosunkiem powierzchni okien (szkło bez ram) do powierzchni podłogi. Jednak pomimo prostoty metody geometrycznej normy oświetlenia nie są za jej pomocą dokładnie ustalane, ponieważ w tym przypadku nie uwzględniają cech świetlnych i klimatycznych różnych stref geograficznych. Aby dokładniej określić oświetlenie w pomieszczeniu, używają metody oświetlenia lub definicji współczynnik światła dziennego(KEO). Współczynnik naturalnego oświetlenia to stosunek oświetlenia pomieszczenia (mierzonego punktu) do oświetlenia zewnętrznego w płaszczyźnie poziomej. KEO wyprowadza się ze wzoru:
K = E:E n ⋅100%
Gdzie K jest współczynnikiem naturalnego światła; E - oświetlenie w pomieszczeniu (w luksach); E n - oświetlenie zewnętrzne (w luksach).
Należy pamiętać, że nadmierne korzystanie z promieniowania słonecznego, zwłaszcza w dni o dużym nasłonecznieniu, może wyrządzić zwierzętom znaczne szkody, w szczególności spowodować oparzenia, choroby oczu, udar słoneczny itp. Wrażliwość na światło słoneczne znacznie wzrasta od wprowadzenia do ciała tzw sensybilizatorów (hematoporfiryna, barwniki żółciowe, chlorofil, eozyna, błękit metylenowy itp.). Uważa się, że substancje te gromadzą promienie krótkofalowe i przekształcają je w promienie długofalowe z pochłanianiem części energii uwalnianej przez tkanki, w wyniku czego zwiększa się reaktywność tkanek.
Oparzenia słoneczne u zwierząt częściej obserwuje się na obszarach ciała o delikatnej, mało owłosionej, pozbawionej pigmentu skórze w wyniku ekspozycji na ciepło (rumień słoneczny) i promienie ultrafioletowe (fotochemiczne zapalenie skóry). U koni oparzenia słoneczne obserwuje się na niepigmentowanych obszarach owłosionej skóry głowy, warg, nozdrzy, szyi, pachwin i kończyn, au bydła na skórze wymion i krocza. W regionach południowych możliwe są oparzenia słoneczne u świń rasy białej.
Silne światło słoneczne może powodować podrażnienie siatkówki, rogówki i błon naczyniowych oka oraz uszkodzenie soczewki. Przy długotrwałym i intensywnym promieniowaniu dochodzi do zapalenia rogówki, zmętnienia soczewki i zaburzenia akomodacji widzenia. Zakłócenia akomodacji częściej obserwuje się u koni trzymanych w stajniach z niskimi oknami skierowanymi na południe, do których konie są przywiązane.
Udar słoneczny występuje w wyniku silnego i długotrwałego przegrzania mózgu, głównie termicznymi promieniami podczerwonymi. Te ostatnie wnikają w skórę głowy i czaszkę, docierają do mózgu i powodują przekrwienie oraz wzrost jego temperatury. W rezultacie zwierzę najpierw pojawia się ucisk, a następnie pobudzenie, zaburzone są ośrodki oddechowe i naczynioruchowe. Odnotowuje się osłabienie, nieskoordynowane ruchy, duszność, przyspieszony puls, przekrwienie i sinicę błon śluzowych, drżenie i drgawki. Zwierzę nie utrzymuje się na nogach, upada na ziemię; ciężkie przypadki często kończą się śmiercią zwierzęcia z objawami porażenia serca lub ośrodka oddechowego. Udar słoneczny jest szczególnie ciężki, jeśli jest połączony z udarem cieplnym.
Aby chronić zwierzęta przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych, konieczne jest trzymanie ich w cieniu w najgorętszych porach dnia. Aby zapobiec udarowi słonecznemu, szczególnie u koni pracujących, noszone są naczółki z białego płótna.