Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    2579df1c316c9b8a42f4dcba7da5819e

    Источник счастья

    Николай Александрович Мациевский, эндокринолог первой категории, к.м.н.:
    — Позитивное влияние солнца на организм человека было замечено еще в глубокой древности. Старая пословица гласит: «Куда редко заглядывает солнце, туда часто заходит врач». Больным и ослабленным людям прописывали прогулки на открытом воздухе и солнечные ванны. Такие процедуры рекомендовали, например, больным туберкулезом до появления антибиотиков.

    Солнечные ванны способствуют синтезу «гормона счастья» серотонина, который повышает либидо, улучшает настроение, обладает противоаллергенным действием. Под влиянием ультрафиолетовых лучей в коже синтезируется витамин D, участвующий в поддержании нормальной концентрации кальция в крови, укрепляющий костную ткань, улучшающий работу иммунной системы, выводящий соли тяжелых металлов из организма. Давно известно антибактериальное действие солнечных лучей – оно способствует заживлению ран, предупреждению угревых высыпаний, омоложению кожи. Солнечные лучи улучшают обмен веществ, состав крови.

    Солнечные лучи могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на организм. При правильном «использовании» солнца мы можем укрепить свое здоровье, повысить иммунитет и улучшить настроение, и, напротив, избыточное влияние солнечных лучей может вызвать серьезные проблемы со здоровьем.

    Например, чрезмерное воздействие солнца может снизить иммунный ответ организма. Важно помнить про ожоги, возможность развития рака кожи, вред для глаз, сосудов. Длительное пребывание на солнце может привести к обезвоживанию, поэтому, выходя на улицу, и тем более на пляж, всегда нужно брать с собой воду – именно воду, а не сок или газировку.

    С другой стороны, нехватка солнца может привести к дефициту витамина D. Это также ослабляет иммунную систему, повышает риск онкологических заболеваний, не говоря уже о снижении работоспособности, ухудшении настроения, нарушении сна и прочем. Правда, не стоит пытаться только с помощью долгого пребывания на солнце компенсировать нехватку витамина D. Употребление пищи, богатой витамином D, также не всегда позволяет поддерживать его нормальный уровень. Поэтому врачи рекомендуют принимать препараты витамина D в профилактической или лечебной дозе.
    От фиолетового к красному
    Излучение звезды Солнце представляет собой смесь электромагнитных волн, от инфракрасных до ультрафиолетовых лучей. «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан» – это мнемоническое правило для запоминания цветов солнечного спектра известно нам всем с детства. За границей видимого красного цвета находится инфракрасное излучение, за границей видимого фиолетового – ультрафиолетовое. Ультрафиолетовое излучение разделяют на три диапазона: А (длина волны – 400–315 нм), В (315–280 нм) и С (280–200 нм). Волны диапазона С задерживаются в стратосфере и не достигают поверхности Земли, поэтому не оказывают влияния на человека. Основная характеристика инфракрасных лучей – сильная тепловая энергия: ее непрерывно излучают все нагретые тела. Это фактор природной окружающей среды, который постоянно действует на человека. Наше тело непрерывно поглощает и отдает инфракрасные лучи.

    Кстати, на мой взгляд, взрослому человеку при пра вильно подобранной дозе витамина D не стоит бояться его передозировки. Конечно, при назначении больших доз витамина D необходимо контролировать с помощью анализов ряд параметров, на то и существуют врачи. Но в целом тяжелый гипервитаминоз, который описывается в медицинских учебниках, при правильном назначении препаратов – у взрослых очень редкое явление. Чаще он встречается в педиатрической практике.

    Спектральный состав солнечного света

    Следовательно, наибольшей биологической активностью характеризуется ультрафиолетовое излучение.

    Инфракрасное излучение составляет большую часть солнечного спектра (до 50%). Ультрафиолетовые лучи занимают 5% спектра на границе с атмосферой и 1% УФ-излучения достигает поверхности земли. Коротковолновая часть УФ-излучения (менее 300 нм) задерживается озоновым слоем Земли.

    Реакция организма на действие солнечного света является результатом действия всех частей спектра. Солнечную радиацию воспринимают кожа и глаза. В основе физиологического действия солнечных лучей лежат различные фотохимические реакции, возникновение которых зависит от длины волны и энергии поглощенных квантов действующего излучения.

    Инфракрасное излучение

    Инфракрасное излучение образуется всяким телом, температура которого выше абсолютного нуля. Чем больше оно нагрето, то есть чем выше его температура, тем выше интенсивность излучения. Инфракрасное излучение проникает сквозь атмосферу, воду, почву, одежду, оконные стекла.

    Коэффициент поглощения инфракрасных лучей связан с длиной волны, которая обусловливает глубину проникновения.

    По длине волны инфракрасное излучение подразделяется на

    :

    1.длинноволновое

    (свыше 1400 нм) — задерживается поверхностными слоями кожи и проникает на глубину до 3 мм, в результате ускоряется обмен веществ, усиливается кровоток, рост клеток и регенерация тканей, но в больших дозах может вызывать чувство жжения.

    2. средневолновое

    (длина волны 1000 – 1400 нм)

    3. коротковолновое

    (длина волны от 760 до 1000 нм) обладает большой проникающей способностью. Проникает на глубину 4-5 см, 14% лучей в пределах длин волн 1000-1400 нм — на глубину 3-4 см.

    ИК-излучение оказывает

    :

    1. тепловое действие — воздействуя на молекулы и атомы веществ, усиливая их колебательные движения, ИК-излучение приводит к повышению температуры биосубстрата.

    2. фотохимическое действие – связано с поглощением энергии тканями и клетками, что ведет к активизации ферментных процессов и, как следствие, к ускорению обмена веществ, образованию БАВ, усилению процессов регенерации, иммуногенеза.

    ИК-излучение оказывает местное и общее воздействие.

    При локальном воздействии на ткани ИФ-излучение несколько ускоряет биохимические реакции, ферментативные и иммунобиологические процессы, рост клеток и регенерацию тканей, кровоток, усиливает биологическое действие УФ-лучей.

    Общее действие проявляется противовоспалительным, болеутоляющим, общетонизирующим эффектами. Эти эффекты широко используются в физиотерапии — с помощью использования искусственных источников ИК-излучения для лечения заболеваний воспалительного характера с целью уменьшения болевого синдрома при ревматизме, остеохондрозе и т.д.

    3. влияет на климат и микроклимат. Вследствие неравномерного нагревания земной поверхности и испарения воды происходит движение воздуха и водных масс, формирование циклонов и антициклонов, теплых и холодных течений, разнообразие климатических зон, погодных условий, которые опосредованно влияют на человека.

    При оптимальной интенсивности ИК-излучение вызывает приятное тепловое ощущение.

    Отрицательное воздействие ИК-излучения связано с тепловым эффектом, так как возможно перегревание организма с развитием теплового или солнечного удара.

    Видимое излучение

    Видимое излучение воздействует на кожу (проникает на глубину 2,5 см) и глаза. Кожа неодинаково поглощает видимые лучи. Красные лучи проникают на глубину 2,5 см в количестве 20%, фиолетовые до 1%.

    Биологическое действие

    :

    1. вызывает световое ощущение. Связано с фотохимическим действием, которое проявляется в возбуждении молекул зрительных пигментов сетчатки глаза. В результате в сетчатке возникают электрические импульсы, вызывающие ощущение света. Таким образом, видимые лучи имеют информационное значение (информация об объеме, цвете, форме и т.д.)

    2. оказывает благоприятное действие на организм, стимулирует его жизнедеятельность, улучшает общее самочувствие, эмоциональное настроение, повышает работоспособность. Плохое освещение отрицательно сказывается на функции зрительного анализатора, в результате чего быстро развивается утомление.

    3. усиливает обмен веществ, иммунологическую реактивность, улучшает деятельность других анализаторов, активизирует процессы возбуждения в коре головного мозга.

    4. тепловое действие – около 50% общей тепловой энергии солнечного спектра приходится на видимое излучение.

    5. оздоровление окружающей среды

    6. психогенное значение. Видимое излучение способно создавать гамму цветов, которые оказывают различное действие на человека. Отношение к цветам очень индивидуальное и каждый цвет вызывает у человека определенные ощущения (голубой – чувство прохлады, успокаивающее действие, зеленый – спокойствие, надежность, ярко-желтый – раздражение, красный – возбуждение, фиолетовый и синий – угнетают и способствуют засыпанию, синий способен усиливать состояние депрессии).

    7. интенсивность и цвет видимого света на протяжении суток меняется, что имеет сигнальный характер и определяет суточный биологический ритм активности человека, служит источником рефлекторной и условнорефлекторной деятельности.

    В процессе эволюции человек стал вести активный образ жизни в светлый период суток. Видимый свет влияет на режим сна и бодрствования, а, следовательно, и на физиологические функции организма (регуляция температуры тела, уровня гормонов и т. д.). Сейчас существует понятие синдрома «световое голодание», которое характеризуется снижением работоспособности, эмоциональной нестабильностью, повышенным аппетитом и потребностью во сне. Такой синдром возникает у людей в осенне-зимний период, при проживании за Полярным кругом, у работающих в ночную смену и т.д.

    

    Короткие лучи против рахита

    Данил Сергеевич Симановский, педиатр :

    – Солнечные лучи крайне важны для всех, и в первую очередь для детей. К сожалению, в Петербурге солнце нас не балует, особенно зимой и ранней весной. А между тем все суточные ритмы в нашем организме связаны с солнечным светом. Поэтому детям так тяжело вставать в школу и садик темным питерским утром. В темное время года маленький человечек ощутимо хуже переносит психические нагрузки. В это время у детей быстрее развиваются разнообразные функциональные расстройства нервной системы, а родители говорят о снижении иммунитета у их чад.

    Читайте так же  С каким зрением не берут в армию

    Для детей крайне важны ультрафиолетовые лучи более короткой длины – так называемого антирахитического спектра. Они стимулируют в коже процесс выработки витамина D, который необходим для нормального роста и развития ребенка, и в первую очередь его костей. Но не сам витамин D вызывает рост кости. Он лишь направляет кальций в нужное место в организме в нужное время.

    Избыток витамина D у детей опаснее, чем его недостаток. Поэтому родителям, особенно детей до года, необходимо проконсультироваться с педиатром о режиме использования препаратов витамина D в связи с изменением сезона и степени освещенности. Обычная профилактическая доза, не требующая постоянного контроля, это 400–500 МЕ (международных единиц) в сутки. Назначение больших доз витамина D в сочетании с применением искусственного ультрафиолетового облучения и употреблением продуктов, обогащенных витамином D, требует подтверждения предполагаемого дефицита витамина D и контроля в процессе лечения. Для измерения уровня витамина D нужно сделать специальный анализ крови.

    Избыток витамина D у детей опаснее, чем его недостаток

    С появлением солнца весной в организме ребенка начинает вырабатываться собственный витамин D, и он суммируется с тем же витамином из продуктов питания и лекарств. В результате возникает избыток, что приводит в какой-то момент к снижению уровня кальция в крови. Это может проявляться мышечными подергиваниями, болями в мышцах, особенно ночными, иногда даже напоминающими судорожные, навязчивыми движениями. Это называется спазмофилией. Часто родители, да и врачи, при таких жалобах увеличивают дозу витамина D, что, разумеется, не помогает, а наоборот, только ухудшает ситуацию. Перед походом на профилактический осмотр к педиатру в весеннее время предварительно посчитайте весь витамин D, который получает ваш ребенок, учитывая детские смеси, кисломолочные продукты, детские каши, пюре, обогащенные витаминами.

    Передозировка витамина D возможна только при приеме препаратов витамина D. Избыток в пищевом рационе не может вызвать гипервитаминоз, даже в сочетании с длительным пребыванием на солнце.

    Фотосфера

    Наконец, есть фотосфера, видимая поверхность Солнца. Именно здесь солнечный свет и тепло, излученные и поднятые на поверхность, распространяются в космос. Температуры в этом слое варьируются между 4500 и 6000 градусами. Поскольку верхняя часть фотосферы холоднее нижней, Солнце кажется ярче в центре и темнее по бокам: это явление известно как затемнение лимба.

    Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    Толщина фотосферы — сотни километров, именно в этой области Солнце становится непрозрачным для видимого света. Причина этого в уменьшении количества отрицательно заряженных ионов водорода (H-), которые с легкостью поглощают видимый свет. И наоборот, видимый свет, который мы видим, рождается в процессе реакции электронов с атомами водорода с образованием ионов H-.

    Энергия, испускаемая фотосферой, распространяется в космосе и достигает атмосферы Земли и других планет Солнечной системы. Здесь, на Земле, верхний слой атмосферы (озоновый слой) фильтрует большую часть ультрафиолетового излучения Солнца, но пропускает часть на поверхность. Затем эта энергия поглощается воздухом и земной корой, согревает нашу планету и обеспечивает организмы источником энергии.

    Солнце находится в центре биологических и химических процессов на Земле. Без него жизненный цикл растений и животных закончился бы, циркадные ритмы всех земных существ были бы сорваны, и жизнь на Земле перестала бы существовать. Важность Солнца была признана еще в доисторические времена, и многие культуры рассматривали его как божество (и зачастую помещали его в качестве главного божества в свои пантеоны).

    Однако только в последние несколько столетий мы начали понимать процессы, которые питают Солнце. Благодаря постоянным исследованиям физиков, астрономов и биологов, мы теперь можем понять, как Солнце производит энергию и как она проходит через нашу Солнечную систему. Изучение известной Вселенной с ее разнообразием звездных систем и экзопланет также помогает нам провести аналогию с другими типами звезд.

    Крем спасет от ожога, а одежда – от рака

    Виктория Викторовна Макарова, детский и взрослый дерматолог:

    – Солнце оказывает местное иммуномодулирующее воздействие на кожу, за счет которого наступает ремиссия многих дерматозов – псориаза, атопического дерматита, экземы и так далее.

    Ультрафиолет также обладает прямым антисептическим действием, подавляя активность бактерий, грибов и вирусов. Наконец, легкий загар, как правило, освежает лицо, скрадывает некоторые косметические недостатки, например, последствия акне.

    Меланома – самая коварная и злая опухоль в человеческом организме – развивается из пигментных клеток кожи

    В то же время УФ-излучение спектра А глубоко проникает в кожу, разрушая коллагеновые и эластиновые волокна, вызывает фотостарение. В-излучение проникает в кожу не так глубоко, однако именно оно ответственно за выработку загара, покраснение кожи, отек, а также риск возникновения онкологических заболеваний кожи. Это связано с тем, что ультрафиолет спектра В вызывает изменения в ДНК клеток как за счет прямого повреждения, так и за счет образования свободных радикалов в тканях.

    Открытый вопрос

    Повышенное внимание в солнечные дни нужно уделять защите кожи лица и рук — они чаще всего остаются открытыми и получают наибольшую суммарную солнечную нагрузку в течение жизни. Она постепенно накапливается. И у каждого человека в зависимости от типа кожи есть свой предел. Как только он преодолевается, сразу резко возрастает риск развития онкологических заболеваний. Такие заболевания, как базалиома и разные виды плоскоклеточного рака, часто развиваются именно на лице.

    Нужно избегать пребывания на солнце в часы его высокой активности, с 11 до 17 часов. Иначе можно получить сильный ожог – это может испортить отдых, а в перспективе привести к формированию косметических дефектов в виде пигментации, депигментации, лентиго, кератозов, а также более грозным последствиям – раку кожи.

    Меланома – самая коварная и злая опухоль в человеческом организме – развивается из пигментных клеток кожи. Наиболее опасны ожоги, полученные в детстве, до 10 лет. Потому что в это время идет самый активный рост и размножение клеток кожи. И в такой ситуации «поломки» в ДНК под воздействием солнца могут оказаться фатальными.

    Для защиты кожи от ультрафиолета человечество давно использует одежду, головные уборы с широкими полями, зонтики – достаточно посмотреть на традиции Востока. Современная наука добавила к этому солнцезащитные кремы, степень защиты которых определяется показателем SPF. Чем он выше, тем сильнее защита.

    Выбор уровня защиты определяется уровнем инсоляции в регионе, возрастом, состоянием кожи, активностью. Чем светлее и чувствительнее к ультрафиолету кожа и чем ближе регион пребывания к экватору, тем более высокий фактор защиты надо выбирать. При наличии прямых противопоказаний для пребывания на солнце рекомендуется использовать средства с SPF 50. В нашей полосе достаточно SPF 5–20, но для вояжа в экваториальных водах даже людям со смуглой кожей следует запастись средствами с SPF 30–50.

    Эти цифры весьма условны и дают лишь примерное представление о том, насколько вы защищены от лучей спектра В, которые и вызывают покраснение кожи и солнечные ожоги. Однако SPF не показывает, как вы защищены от лучей спектра А. Эти лучи более коварны: они не вызывают покраснения и какого-либо дискомфорта, но проникают глубоко в кожу и способствуют фотостарению. Для его предотвращения полезно принимать активные антиоксиданты – витамины Е и С. Они блокируют механизм фотостарения. А из наружных косметических препаратов подойдут те, которые способствуют восстановлению, увлажнению, отшелушиванию кожи. У косметологов также есть свои средства: например, перед выездом на курорт вводят гиалуроновую кислоту, а после возвращения из поездки делают пилинги различной интенсивности.

    Как выбрать SPF

    SPF (Sun Protection Factor) показывает, сколько вы можете просидеть на солнце до того, как обгорите. Или, если точнее, во сколько раз при использовании данного солнцезащитного средства увеличивается минимальная доза ультрафиолета, при которой краснеет кожа. Например, если без солнцезащитных средств ваша кожа обычно краснеет через 5 минут пребывания на пляже, то при использовании средства с SPF 10 вы можете не обгорать до 50 минут.

    Вред солнечного излучения

    Солнечный свет вызывает преждевременное старение, так называемое фотостарение. Ультрафиолетовые лучи проникают вглубь кожи, обезвоживая ее. В результате снижается тонус кожи и сокращается выработка коллагена. Если долгое время проводить на солнце, могут появиться мелкие морщины, кожа потеряет эластичность.

    Читайте так же  Что такое Расстановки по Хеллингеру и в чем их опасность?

    Опасен солнечный свет для людей с большим количеством родинок. Под действием ультрафиолета родинки могут мутировать в злокачественные образования: меланому, плоскоклеточный рак, базальноклеточную карциному. Увеличение размера, неравномерный оттенок, ассиметрия родинок являются первыми симптомами рака. При обнаружении хотя бы одного из них срочно обращайтесь в медицинский центр к врачу терапевту или онкологу. Риску возникновения рака также подвержены люди со светлым оттенком кожи, светлыми или рыжими волосами, светлым цветом глаз.

    Некоторые люди, желая получить более интенсивный загар, проводят под солнцем длительное время. Следствием этого могут стать сильные ожоги. Кожа краснеет, болит, повышается температура тела. Обладатели темной кожи меньше обгорают, так как у них в большем количестве вырабатывается пигментное вещество – меланин, защищающий кожу от ультрафиолета.

    В жаркий безоблачный день есть вероятность получить солнечный удар, если долго находиться без головного убора. Человек чувствует усталость, тошноту, головокружение, учащение сердцебиения, головную боль. В худшем случае он теряет сознание. При признаках солнечного удара нужно немедленно вызвать скорую помощь, переместить пострадавшего в тень, положить на голову полотенце, смоченное холодной водой. Если человек в сознании, дать выпить прохладной воды.

    Солнечное излучение опасно для глаз, поэтому врачи советуют не смотреть на солнце незащищенным взглядом. Ультрафиолет может вызвать не только ожоги глаз, но и такие опасные заболевания, как катаракта, синдром сухого глаза, птеригиум, кератит. Если вовремя не начать лечение, есть вероятность частично или полностью потерять зрение.

    Людям с гипертонией и заболеваниями сердца не стоит долгое время проводить на солнце. Это может вызвать повышение артериального давления, тахикардию, гипертонический криз и даже инсульт.

    Почему важно носить солнцезащитные очки?

    Зоя Евгеньевна Котина, детский офтальмолог:

    — 85% людей знают о риске образования рака кожи, однако лишь 7% населения имеют представление о том, что ультрафиолетовое излучение становится также при- чиной заболеваний глаз. Такие глазные болезни, как пингвекула, птеригиум, фотокератит, катаракта, дистрофия сетчатки, являются офтальмогелиозами (офтальмос – глаз, гелиос – солнце), то есть заболеваниями, вызванными избыточным воздействием ультрафиолета на кожу век и структуру глаза.

    Ультрафиолетовые солнечные лучи спектра В разрушают ткани глаза в 600 раз интенсивнее, чем А-излучение. Но и те и другие оказывают негативное влияние на все ткани глаза – кожу век, конъюнктиву, то есть слизистую глазного яблока, роговицу, радужную оболочку, хрусталик и сетчатку.

    Конъюнктива легко повреждается при избытке УФ-излучения. Длительное воздействие ультрафиолетовых лучей приводит к ее изменению, вызывает образование пузырьков (пингвекул) и утолщение (птеригиум). В некоторых случаях птеригиум может наползать на роговицу, что приводит к снижению остроты зрения и в дальнейшем требует хирургического лечения. Однако хирургическое удаление птеригиума не всегда приводит к хорошему результату. Пациенты, у которых выявлено наличие пингвекулы и птеригиума, нуждаются в постоянном ношении солнцезащитных очков и медикаментозном лечении.

    Форма решает все

    Мало просто надеть что-то с темными линзами на глаза. Солнцезащитные очки должны быть крупными, прилегающей формы, чтобы защищать глаза и от прямых, и от периферических лучей.

    Роговица также уязвима для УФ-излучения. При острой реакции на солнечный свет – фотокератите – возможны сильная боль в глазах, сужение глазной щели (блефароспазм), слезотечение и даже светобоязнь.

    Между роговицей и хрусталиком находится внутриглазная жидкость с высокой концентрацией аскорбиновой кислоты – витамина С. Эта кислота защищает ДНК хрусталика от повреждения и является фильтром для ультрафиолетовых А- и В-лучей. Но под их воздействием, а также из-за необратимых изменений белка хрусталик с возрастом желтеет и теряет прозрачность. Ежедневное интенсивное воздействие УФ-излучения приводит к развитию ранней катаракты – помутнения хрусталика – и требует хирургического лечения.

    Несмотря на наличие внутри глаза собственного УФ-фильтра, около 2% солнечных лучей достигают сетчатки и фокусируются в ее центральном отделе – на желтом пятне. Если не использовать средства защиты от солнечного излучения, может развиться ранняя дистрофия сетчатки, приводящая к слепоте.

    Облака практически не ослабляют УФ-излучение, и пасмурные дни особенно опасны для здоровья глаз

    Источником УФ-излучения являются не только прямые, но и отраженные – от снега, стен зданий, поверхности воды, песка – лучи. Последние потенциально опаснее по воздействию на ткани глаза. Облачный покров практически не ослабляет УФ-излучение, и пасмурные дни, когда большинство людей пренебрегают средствами УФ-защиты, особенно опасны для здоровья глаз. Лишь дождь, туман и низкие тучи способны в значительной степени блокировать УФ-излучение.

    Наши глаза нуждаются в защите на открытом воздухе в течение целого дня в любое время года. Ношение головных уборов с широкими полями или козырьками уменьшает УФ-воздействие, а частое использование солнцезащитных очков на 40% снижает риск развития катаракты. Но в нашей стране многие люди пользуются солнцезащитными очками не более 30% времени пребывания на открытом воздухе, а четверть населения их вообще никогда не носит.

    Эффект от УФ-излучения способен накапливаться в течение жизни человека. Однако глаза детей особенно уязвимы для воздействия ультрафиолета, так как зрачки у них шире, хрусталик прозрачнее и они больше времени проводят на открытом воздухе. И чем меньше возраст ребенка, тем менее защищены его хрусталик и сетчатка. При этом, к сожалению, лишь 3% детей регулярно носят солнцезащитные очки.

    Если ребенок научился ходить и бегать, то находиться на открытом воздухе он должен в головном уборе с широкими полями или козырьком и в солнцезащитных очках особой формы. У детей первого года жизни глаза могут полностью не смыкаться во время сна, поэтому в коляске лучше опускать козырек. Если вы носите контактные линзы, лучше выбирать те, в которых есть УФ-фильтр, и сочетать их с солнцезащитными очками.

    Солнце и атмосфера

    Солнечная радиация — главный экологически чистый источник энергии практически для всех физических процессов, происходящих на Земле и в атмосфере. Энергия Солнца обусловливает жизнедеятельность организмов, возникновение облаков и осадков, перенос воздушных масс. Использование солнечной энергии имеет огромное значение в хозяйственной деятельности человека и служит залогом успеха в сельскохозяйственном производстве.

    Солнце — самая близкая к нам звезда. Оно излучает в мировое пространство огромное количество энергии На внешнюю границу атмосферы Земли поступает только 1/2200 000 000-я часть солнечного излучения.

    Солнечное излучение распространяется по всем направлениям в виде электромагнитных волн со скоростью около 300 000 км/с. Распределение лучистой энергии по длинам волн называется электромагнитным спектром. Спектр излучения Солнца в широком диапазоне длин волн близок к спектру излучения абсолютно черного (т. е. полностью поглощающего падающую на него радиацию) тела при температуре около 6000 К. Такая высокая температура служит причиной того, что 99% всей энергии приходится на излучение с длинами волн от 0,10 до 4 микрометров.

    На верхней границе атмосферы почти половина солнечной энергии (47%) приходится на достаточно узкий видимый участок спектра. Максимум в спектре Солнца также лежит в видимой области — в ее зелено-голубой части на длине волны 0,475 мкм. Инфракрасная радиация составляет 44%, а ультрафиолетовая — всего 9%.

    Земля вращается вокруг Солнца по своей орбите так, что ось вращения образует с плоскостью орбиты угол 66,5°. Наклоном оси вращения и объясняется смена времен года, а также неодинаковая продолжительность дня и ночи на различных широтах. Вращение Земли вокруг собственной оси приводит к смене дня и ночи.

    Расстояние Земли от Солнца в среднем равно 149,6 млн. км. Земля вращается вокруг Солнца по орбите, представляющей собой слабовытянутый эллипс, в одном из фокусов которого находится Солнце, поэтому расстояние между Землей и Солнцем все время меняется. В результате этого в начале января Земля получает на 3,3% больше, а в начале июля на 3,3% меньше радиации, чем при среднем расстоянии. Таким образом, зимой в Северном полушарии на Землю поступает больше радиации (максимально на 6,6%), чем зимой в Южном полушарии, а летом — наоборот.

    Количество радиации, поступающее на единицу поверхности в единицу времени, называется энергетической освещенностью, которая измеряется в ваттах (Вт) на 1 м2. На верхней границе атмосферы на единицу площади, расположенной перпендикулярно солнечным лучам, при среднем расстоянии Земли от Солнца приходит 1,367 кВт/м2 (I кВт/м2 = 1000 Вт/м-). Эта величина называется солнечной постоянной. Спутниковые измерения показали, что ее изменения невелики и она действительно практически постоянна. Радиация, поступающая непосредственно от диска Солнца в виде параллельных лучей, называется прямой солнечной радиацией. Приход ее на горизонтальную поверхность пропорционален синусу угла падения солнечных лучей.

    Читайте так же  Замена хрусталика глаза: подготовка, противопоказания, показания

    Попадая в атмосферу, прямая радиация претерпевает существенные изменения. Частично она поглощается различными газами, входящими в состав воздуха (озон 03, водяной пар Н20, углекислый газ С02), и аэрозолями (особенно сильно — частицами сажи), а также рассеивается молекулами воздуха, аэрозолями и облачными частицами. Поглощение прямой солнечной радиации различных длин волн неодинаково. Наиболее существенно ультрафиолетовая радиация поглощается стратосферным озоном, а радиация красной и инфракрасной областей спектра — водяным паром, основная часть которого сосредоточена в нижней тропосфере. Из-за наличия озонового слоя в стратосфере коротковолновая граница солнечного спектра обрывается на длине волны 0,29 мкм, а радиация с длинами волн короче 0,32 мкм приходит к земной поверхности сильно ослабленной. Озон и углекислый газ имеют слабые полосы поглощения в видимом и инфракрасном участках спектра. Водяным паром и аэрозолями поглощается около 15% солнечной радиации, облаками — примерно 5%, а озоном — 3%

    Часть прямой солнечной радиации рассеивается по всем направлениям молекулами воздуха и аэрозолями, каплями и кристаллами, образующими облака: вниз — к земной поверхности и вверх — в космос. Рассеянная радиация в отличие от прямой поступает на земную поверхность из всех точек небесного свода. Рассеивание в атмосфере солнечной радиации способствует освещению тех мест, куда не попадают прямые солнечные лучи. Наиболее сильно рассеивается радиация коротких длин волн и тем сильнее, чем меньше размеры рассеивающих частиц. Самыми мелкими частицами в атмосфере являются молекулы воздуха (104 мкм). Только на очень крупных аэрозольных частицах, каплях и кристаллах облаков (1 — 2 мкм) радиация всех длин волн рассеивается одинаково. Поэтому у земной поверхности максимум в спектре рассеянной радиации приходится на синие лучи, в то время как в спектре прямой радиации он смещается на желто-зеленые. Голубой цвет неба — это цвет чистого, незапыленного воздуха. С увеличением высоты цвет неба становится более синим. В стратосфере, где рассеивание происходит в основном только на молекулах воздуха, а плотность его невелика, цвет неба черно-фиолетовый. По наблюдениям космонавтов, на высотах 300 км небо черное, при этом даже днем хорошо видны звезды. При сильном замутнении воздуха крупными аэрозольными частицами цвет неба становится белесым. По этой же причине освещенные Солнцем облака мы видим белыми.

    Ослабление солнечной радиации существенно зависит от пути, проходимого ею в атмосфере. Меньше всего этот путь при высоте Солнца 90°, когда оно стоит в зените. Однако такие условия наблюдаются лишь на экваторе в дни солнечных равноденствии, на широте тропиков (ср = 23°27′) в день летнего солнцестояния и на промежуточных между экватором и тропиками широтах дважды в период между весенним и осенним равноденствиями. Чем ниже высота Солнца, тем больший путь проходит радиация в атмосфере и тем сильнее она ослабляется. При высоте Солнца 30° путь солнечных лучей удваивается по сравнению с высотой Солнца 90°, а сразу же после восхода и перед заходом Солнца этот путь возрастает в десятки раз. У горизонта Солнце становится почти красным. Это означает, что в его спектре присутствует главным образом красная и инфракрасная радиация. Выше всего Солнце стоит в полдень, поэтому на это время дня приходится максимум солнечной радиации. Наибольшие величины прямой радиации, поступающей на горизонтальную поверхность, наблюдаются при больших высотах Солнца в малозапыленном воздухе. Например, в Москве при высоте Солнца 56° она составляет 0,80 кВт/мг, а в горах на высотах 4 — 5 км может достигать 1,00 кВт/мг.

    Сумма прямой и рассеянной радиации, приходящей на горизонтальную поверхность, называется суммарной радиацией. В летний полдень в Москве при безоблачном небе на долю прямой радиации приходится 80%, на долю рассеянной — всего 20%. Максимум суммарной радиации наблюдается летом при ярких белых кучевых облаках, не закрывающих диск Солнца. При сплошной плотной облачности прямая радиация не доходит до земной поверхности и суммарная радиация равна рассеянной. Солнечная радиация, поступающая на земную поверхность, частично ею отражается. Отражательные свойства той или иной поверхности определяются ее цветом, шероховатостью, увлажненностью и характеризуются величиной альбедо (от лат. albedo — белизна). Альбедо — это как бы степень белизны.

    Эта величина определяется в процентах и показывает, какая часть падающей радиации отражается от поверхности. Поверхности, имеющие светлую, особенно белую, окраску, в основном отражают солнечную радиацию. Чем темнее окраска поверхности, тем большую часть солнечной радиации она поглощает и тем самым нагревается. Сажа, например, почти полностью поглощает падающую на нее радиацию. Гладкие поверхности отражают больше солнечных лучей, чем шероховатые. Увлажнение поверхности уменьшает их отражательную способность.

    Самые высокие значения альбедо (90 — 95%) отмечаются у свежевыпавшего чистого и сухого снега вдали от промышленных районов, например в Арктике и Антарктиде. Поскольку снежный покров редко бывает совершенно чистым, то его альбедо, как правило, не превышают 70 — 80%, а в случае влажного загрязненного снега уменьшаются до 50% и ниже. Альбедо светлых песчаных почв составляет 40%; влажных черноземных почв — 5%; растительного покрова — 10 — 25%. Альбедо поверхности Мирового океана в среднем равно 5 — 20%. Отражение прямой радиации от гладкой водной поверхности зависит от угла падения солнечных лучей. При больших высотах Солнца альбедо здесь составляет всего несколько процентов, так как значительная часть приходящей радиации проникает в верхние слои водоемов и там в основном поглощается. При низких высотах Солнца, когда лучи зеркально отражаются от водной поверхности и не проходят вглубь, альбедо увеличивается до 70%. Альбедо водных поверхностей для рассеянной радиации составляет 5 — 10%. Альбедо верхней поверхности облаков может достигать 70 — 80%, составляя в среднем 50 — 60%. Часть отраженной от земной поверхности радиации переотражается молекулами воздуха, аэрозолями и особенно облаками и возвращается к ней в виде дополнительного потока рассеянной радиации.

    Озоновый слой — естественный щит Земли, оберегающий ее от «жесткой» солнечной радиации. Благодаря ему возможно существование жизни на Земле. В настоящее время ученые обеспокоены сокращением озонового слоя. Известны озоновые «дыры» над Антарктидой.

    Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    Стресс на свету

    Андрей Владимировч Костюкевич, невролог, иглорефлексотерапевт, заведующий отделением неврологии и восстановительной медицины EMS:

    – Весной и летом при увеличении светового дня может возникать более интенсивная, частая головная боль. Это может проявиться впервые или стать обострением хронического недуга. Дело в том, что солнечные лучи – инфракрасные и ультрафиолетовые – подчас способны приводить к возбуждению болевых рецепторов в сосудах головного мозга и его твердой оболочке.

    Изменение тонуса сосудов головного мозга – ангиоспазм, или ангиодистония – под воздействием солнца зачастую приводит к возникновению пульсирующих ощущений в голове, ломящих головных болей, сопровождающихся «дурнотой», потемнением в глазах, мушками перед глазами.

    Кроме того, весной и ранним летом из-за изменения режима дня могут обостряться головные боли напряжения. Происходит это потому, что наш организм, как это ни парадоксально, испытывает своеобразный стресс при увеличении продолжительности светлого времени суток.

    На солнце могут обостриться и головные боли у пациентов, страдающих мигренями. Почему это происходит, ученые до конца не выяснили. Но если у вас бывают мигрени, будьте аккуратны в солнечные дни.

    Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *