Saulės spinduliuotė – kas tai, insoliacija, poveikis Žemei ir sveikatai
Saulės spinduliuotė, insoliacija: kas tai, kaip veikia Žemę, fotosintezę, klimato sąlygas ir sveikatą — vitamino D nauda bei UV spindulių sukeliami pavojai.
Kas yra saulės spinduliuotė ir insoliacija
Saulės šviesa - tai Saulės skleidžiama šviesa ir energija. Kai ši energija pasiekia Žemės paviršių, ji vadinama insoliacija. Tai, ką mes suvokiame kaip saulės šviesą, iš tikrųjų yra saulės spinduliuotė. Tai elektromagnetinių bangų pavidalo Saulės spinduliavimas ir šiluma. Insoliacija dažnai matuojama kaip energijos srautas vienam paviršiaus ploto vienetui (pvz., W/m²) per tam tikrą laiką; ji nusako, kiek Saulės energijos pasiekia konkrečią vietą Žemėje.
Spektrinė sudėtis: ultravioletinė, matoma ir infraraudonoji spinduliuotė
Saulės spinduliuotė apima platų elektromagnetinio spektro diapazoną. Svarbiausios dalys žmogaus ir aplinkos požiūriu yra:
- Ultravioletinė (UV) dalis — trumpesni bangų ilgiai už matomos šviesos ribų. UV spinduliai dalijami į UVA, UVB ir UVC; daugumos UVC neprasiskverbia per atmosferą, dalis UVB ir daug UVA pasiekia Žemės paviršių.
- Matoma šviesa — tai spektrinė dalis, kurią mato žmogaus akis ir kuri suteikia apšvietimą bei spalvas.
- Infraraudonoji (IR) spinduliuotė — ilgesni bangų ilgiai, kurie daugiausia perteikia šiluminę energiją.
Kiekviena šių dalių turi skirtingą poveikį klimatui, augalams ir sveikatai.
Kiek saulės spinduliuotės pasiekia Žemę ir kaip atmosfera ją keičia
Atmosfera turi didelę įtaką gaunamos saulės spinduliuotės kiekiui ir spektrui. Kai saulės spinduliuotė sklinda per atmosferą, dalį jos sugeria atmosfera (16 %). Dalis jos išsklaidoma į kosmosą (6 %). Dalį spinduliuotės atspindi debesys (28 %). Žemės paviršių pasiekia apie 47 % šios spinduliuotės. Atmosferoje vykstantys procesai — Rayleigh sklaida, Mie sklaida debesyse, ir absorbcija dujų (pvz., ozono) — lemia, kiek ir kokios dalys spinduliuotės pasiekia paviršių.
Be to, paviršiaus savybės (albedo) — t. y. atspindžio laipsnis — nulemia, kiek energijos įsisavina žemė ar vanduo. Pavyzdžiui, sniego danga atspindi daugiausiai spinduliuotės, o tamsūs paviršiai ją sugeria.
Reikšmė klimatui ir gyvybei
Be saulės šviesos Žemėje nebūtų gyvybės. Augalams reikia saulės šviesos fotosintezės procesui. Fotosintezės metu augalai naudoja saulės spindulių, vandens ir anglies dioksido energiją, kad pagamintų gliukozę (cukrų). Vėliau gliukozę augalas gali panaudoti energijai gauti arba augalą ir jame esančią gliukozę suėda gyvūnai.
Augalai, kurie gauna pakankamai šviesos, gali efektyviai vykdyti fotosintezę ir augimo procesus. Kad augalai žaliuotų, jiems reikia saulės šviesos. Neturėdamas pakankamai saulės šviesos, bet turėdamas pakankamai vandens, augalas dažnai užauga ištemptas, lapai būna blyškūs ar gelsvi — tai vadinama etioliacija.
Saulės spinduliuotė daro esminį poveikį ir klimatui: ji šildo Žemės paviršių ir atmosferą, skatina vėjo, kritulių ir oro srautų formavimąsi. Saulės kampas lemia metų laikų Žemėje, taip pat dienos ir nakties trukmės skirtumus. Didelis kampas lemia, kad tropikuose karšta, o mažas kampas lemia, kad Arktyje šalta. Ilgalaikės saulės spinduliuotės pasiskirstymo ir atmosferos savybių pokyčiai yra vienas iš pagrindinių veiksnių klimato kaitoje.
Poveikis žmogaus sveikatai
Saulės spinduliuotė gali būti ir naudinga, ir žalinga žmogaus sveikatai. Žmogaus organizmas, būdamas šviesoje, naudoja ultravioletinę saulės spindulių dalį, kad pasigamintų savojo vitamino D. Vitaminas D svarbus kaulų sveikatai, imunitetui ir kitoms organizmo funkcijoms.
Be apsaugos nuo saulės per didelis ultravioletinių spindulių kiekis gali sukelti nudegimus ir odos vėžį. Ilgalaikė UV spinduliuotė skatina odos senėjimą (fotosenėjimą), akių pažeidimus (pvz., kataraktą) ir imuninės sistemos slopinimą. Dėl šių priežasčių svarbu stebėti UV indeksą ir imtis apsaugos priemonių.
Kaip saugotis nuo žalingo poveikio
- Naudoti tinkamą apsaugą nuo saulės: plataus spektro (UVA + UVB) apsaugos kremus su atitinkamu SPF, tepti reguliariai ir po maudynių.
- Dėvėti apsauginius akinius nuo saulės su UV filtrais ir platų skydelį turinčias kepures.
- Riboti buvimą tiesioginėje saulėje intensyviausiu metu (dažniausiai 10–16 val.) arba ieškoti šešėlio.
- Apranga: ilgos rankovės ir tamsesnės, tankesnės audinių medžiagos suteikia geresnę apsaugą.
- Stebėti UV indeksą ir ypač saugoti vaikus bei žmones su jautria oda.
Matuokliai, insoliacijos reikšmės ir praktinė reikšmė
Insoliacija svarbi žemės ūkyje (augalų produktyvumui), architektūroje (pastatų apšvietimo ir šildymo poreikiams), energetikoje (saulės kolektorių ir fotovoltinių modulių efektyvumui) bei sveikatos srityje. Meteorologai ir klimatologai naudoja palydovinius duomenis ir žemės paviršiaus matavimus, kad nustatytų insoliacijos pasiskirstymą ir pokyčius laike.
Santrauka: saulės spinduliuotė yra pagrindinis Žemės energetikos šaltinis, būtinas gyvybei ir klimatui, tačiau reikalaujantis atsargumo — ypač kalbant apie ultravioletinę dalį. Supratimas apie insoliaciją ir spinduliuotės savybes padeda geriau valdyti energetinius išteklius, saugoti sveikatą ir prognozuoti klimato pokyčius.
Saulės ir jos spinduliuotės vaizdas.
Saulės šviesos intensyvumas Saulės sistemos planetose
Skirtingi Saulės sistemos kūnai gauna skirtingo intensyvumo saulės šviesą. Lentelėje pateikiamas kiekvienos Saulės sistemos planetos gaunamos šviesos kiekio palyginimas:
| Perihelio - afelo | Saulės spinduliuotės | Temperatūros | |
| 0.3075 – 0.4667 | 14,446 – 6,272 | 94.6 | |
| 0.7184 – 0.7282 | 2,647 – 2,576 | 2.2 | |
| 0.9833 – 1.017 | 1,413 – 1,321 | 4.7 | |
| 1.382 – 1.666 | 715 – 492 | 21.1 | |
| 4.950 – 5.458 | 55.8 – 45.9 | 6.0 | |
| 9.048 – 10.12 | 16.7 – 13.4 | 5.0 | |
| 18.38 – 20.08 | 4.04 – 3.39 | 2.8 | |
| 29.77 – 30.44 | 1.54 – 1.47 | 0.6 |
Saulės šviesa Antilopės kanjone, Arizona.
Saulės energijos naudojimas
Saulės energiją žmonės visame pasaulyje naudoja įvairiais būdais - tiek tradiciniu būdu šildymui, maisto gaminimui ar džiovinimui, tiek elektros energijai gaminti ten, kur nėra kitų energijos šaltinių, pavyzdžiui, atokiose Žemės vietose ar kosmose. Kartais gaminti elektrą iš saulės šviesos yra pigiau nei iš anglies ar naftos.
Klausimai ir atsakymai
K: Kaip vadinama energija, kuri sklinda iš Saulės?
A: Iš Saulės sklindanti energija vadinama insoliacija.
K: Kiek Saulės spinduliuotės pasiekia Žemės paviršių?
Atsakymas: Žemės paviršių pasiekia apie 47 % Saulės spinduliuotės.
K: Kam augalams reikia saulės šviesos?
A: Saulės šviesos augalams reikia fotosintezei - procesui, kurio metu jie naudoja saulės šviesos, vandens ir anglies dioksido energiją gliukozei (cukrui) gaminti.
K: Kas atsitinka, kai augalas negauna pakankamai saulės šviesos, bet turi pakankamai vandens?
A: Kai augalas negauna pakankamai saulės šviesos, bet turi pakankamai vandens, jis labai greitai užauga labai aukštas, bet atrodo geltonas ir išsausėjęs, nors palietus lapai yra labai drėgni.
K: Kuo saulės spinduliavimas gali būti naudingas žmogaus sveikatai?
A: Saulės spinduliuotė gali būti naudinga žmogaus sveikatai, nes būdamas šviesoje mūsų organizmas naudoja ultravioletinę saulės šviesos dalį, kad pasigamintų savojo vitamino D.
K: Kuo per didelis ultravioletinių spindulių kiekis gali mums pakenkti?
A: Per daug ultravioletinių spindulių gali sukelti saulės nudegimus ir odos vėžį, jei nenaudojame apsauginio kremo nuo saulės.
K: Kaip saulės kampas veikia metų laikus Žemėje ir dienos ilgumą?
A: Saulės kampas lemia metų laikus Žemėje, taip pat dienos ir nakties trukmę. Didelis kampas lemia, kad tropikuose karšta, o mažas kampas lemia, kad Arktyje šalta.
Ieškoti