Ηλιακή Ακτινοβολία: Τύποι, Ιδιότητες και Ορισμός

Ηλιακή ακτινοβολία: τύποι, ιδιότητες και ορισμός
Ορισμός ηλιακής ακτινοβολίας: είναι η ενέργεια που εκπέμπεται από τον Ήλιο στον διαπλανητικό χώρο.

Όταν μιλάμε για την ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που φτάνει στην επιφάνεια του πλανήτη μας, χρησιμοποιούμε έννοιες ακτινοβολίας και ακτινοβολίας.Ηλιακή ακτινοβολία είναι η ενέργεια που λαμβάνεται ανά μονάδα επιφάνειας (J/m2), η ισχύς που λαμβάνεται σε δεδομένο χρόνο.Ομοίως, η ηλιακή ακτινοβολία είναι η ισχύς που λαμβάνεται σε μια στιγμή - εκφράζεται σε watt ανά τετραγωνικό μέτρο (W/m2)

Οι αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης λαμβάνουν χώρα στον ηλιακό πυρήνα και αποτελούν την πηγή της ενέργειας του Ήλιου.Η πυρηνική ακτινοβολία παράγει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε διάφορες συχνότητες ή μήκη κύματος.Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία διαδίδεται στο διάστημα με την ταχύτητα του φωτός (299.792 km / s).

Η ηλιακή σταθερά είναι η ποσότητα της ακτινοβολίας που λαμβάνεται στιγμιαία ανά μονάδα επιφάνειας στο εξωτερικό μέρος της ατμόσφαιρας της γης σε ένα επίπεδο κάθετο στις ηλιακές ακτίνες.

Τύποι Ηλιακής Ακτινοβολίας

Υπέρυθρες ακτίνες (IR): Η υπέρυθρη ακτινοβολία παρέχει θερμότητα και αντιπροσωπεύει το 49% της ηλιακής ακτινοβολίας.
Ορατές ακτίνες (VI): αντιπροσωπεύουν το 43% της ακτινοβολίας και παρέχουν φως.
Υπεριώδεις ακτίνες (UV ακτινοβολία): αντιπροσωπεύουν το 7%.
Άλλοι τύποι ακτίνων: αντιπροσωπεύουν περίπου το 1% του συνόλου.

Με τη σειρά τους, οι υπεριώδεις ακτίνες (UV) υποδιαιρούνται σε τρεις τύπους:

Υπεριώδες Α ή UVA: Περνούν εύκολα από την ατμόσφαιρα, φτάνοντας σε ολόκληρη την επιφάνεια της γης.
Υπεριώδες B ή UVB: Μικρού μήκους κύματος.Έχει μεγαλύτερη δυσκολία να περάσει από την ατμόσφαιρα.Ως αποτέλεσμα, φτάνουν στην ισημερινή ζώνη πιο γρήγορα από ότι σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη.
Υπεριώδες C ή UVC: Μικρού μήκους κύματος.Δεν περνούν από την ατμόσφαιρα.Αντίθετα, το στρώμα του όζοντος τα απορροφά.
Ιδιότητες της Ηλιακής Ακτινοβολίας
Η συνολική ηλιακή ακτινοβολία κατανέμεται σε ένα ευρύ φάσμα ανομοιόμορφου πλάτους με το τυπικό σχήμα ενός κουδουνιού, όπως είναι τυπικό για το φάσμα ενός μαύρου σώματος με το οποίο μοντελοποιείται η ηλιακή πηγή.Επομένως, δεν εστιάζει σε μία μόνο συχνότητα.

Η μέγιστη ακτινοβολία επικεντρώνεται στη ζώνη ακτινοβολίας ή ορατού φωτός με κορυφή στα 500 nm έξω από την ατμόσφαιρα της Γης, η οποία αντιστοιχεί στο κυανό πράσινο χρώμα.

Σύμφωνα με το νόμο του Wien, η φωτοσυνθετικά ενεργή ζώνη ακτινοβολίας ταλαντώνεται μεταξύ 400 και 700 nm, αντιστοιχεί στην ορατή ακτινοβολία και ισοδυναμεί με το 41% ​​της συνολικής ακτινοβολίας.Μέσα σε φωτοσυνθετικά ενεργή ακτινοβολία, υπάρχουν υποβρύχια με ακτινοβολία:

μπλε-βιολετί (400-490 nm)
πράσινο (490-560 nm)
κίτρινο (560-590 nm)
πορτοκαλοκόκκινο (590-700 nm)
Όταν διασχίζει την ατμόσφαιρα, η ηλιακή ακτινοβολία υπόκειται σε ανάκλαση, διάθλαση, απορρόφηση και διάχυση από τα διάφορα ατμοσφαιρικά αέρια σε μεταβλητό βαθμό ως συνάρτηση της συχνότητας.

Η ατμόσφαιρα της Γης λειτουργεί ως φίλτρο.Το εξωτερικό τμήμα της ατμόσφαιρας απορροφά μέρος της ακτινοβολίας, αντανακλώντας τα υπόλοιπα απευθείας στον εξωτερικό χώρο.

Πρέπει να έχουμε κατά νου ότι η ηλιακή ακτινοβολία δεν είναι η ίδια παντού.Για παράδειγμα, οι τροπικές περιοχές λαμβάνουν την πιο ηλιακή ακτινοβολία επειδή οι ακτίνες του ήλιου είναι σχεδόν κάθετες στην επιφάνεια της Γης.

Γιατί είναι απαραίτητη η ηλιακή ακτινοβολία;
Η ηλιακή ενέργεια που λαμβάνουμε μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας είναι άμεσα ή έμμεσα υπεύθυνη για πτυχές ζωτικής σημασίας για βιολογικές διεργασίες όπως η φωτοσύνθεση, η διατήρηση της θερμοκρασίας του αέρα ενός πλανήτη συμβατή με τη ζωή ή ο άνεμος.

Η παγκόσμια ηλιακή ενέργεια που φτάνει στην επιφάνεια της Γης είναι 10.000 φορές μεγαλύτερη από την ενέργεια που καταναλώνεται σήμερα από όλη την ανθρωπότητα.

Η ακτινοβολία UVA μπορεί να προκαλέσει πρόωρη γήρανση του δέρματος και καρκίνο του δέρματος.Μπορεί επίσης να προκαλέσει προβλήματα με τα μάτια και το ανοσοποιητικό σύστημα.

Το στρώμα του όζοντος εμποδίζει το μεγαλύτερο μέρος της ακτινοβολίας UVC να φτάσει στη Γη.Στον ιατρικό τομέα, η ακτινοβολία UVC μπορεί επίσης να προέρχεται από ορισμένους λαμπτήρες ή μια δέσμη λέιζερ και χρησιμοποιείται για να σκοτώσει τα μικρόβια ή να βοηθήσει στη θεραπεία των τραυμάτων.Χρησιμοποιείται επίσης για τη θεραπεία ορισμένων δερματικών παθήσεων όπως η ψωρίαση, η λεύκη και τα οζίδια στο δέρμα που προκαλούν δερματικό λέμφωμα Τ-κυττάρων.

Συγγραφέας: Oriol Planas – Βιομηχανικός Τεχνικός Μηχανικός