Вплив сонячної радіації на організм людини

1. Структура і склад сонячного випромінювання
2. Вплив інсоляції на людину
3. Значення сонячної радіації для клімату
4. Заходи захисту від сонячного випромінювання

Дажбог у слов'ян, Апполон у древніх греків, Мітра у индоиранцев, Амон Ра у древніх єгиптян, Тонатіу у ацтеків - цими іменами в стародавньому пантеїзмі люди називали Бога-Сонце.

З давніх часів люди розуміли, яке велике значення для життя на Землі має Сонце, і обожнювали його.

Структура і склад сонячного випромінювання

Світність Сонця величезна і становить 3,85х1023кВт. Сонячна енергія, що впливає на площу всього в 1 м2 здатна зарядити двигун в 1,4 кВт.

Джерелом енергії є термоядерна реакція, що проходить в ядрі зірки.

Утворений при цьому 4He становить, без малого (0,01%) весь гелій землі.

Зірка нашої системи випускає електромагнітне і корпускулярне випромінювання. Із зовнішнього боку корони Сонця в космічний простір «дует» сонячний вітер, що складається з протонів, електронів і α-частинок. З сонячним вітром втрачається щорічно 2-3х10-14 маси світила. З корпускулярним випромінюванням пов'язані магнітні бурі і полярне сяйво.

Електромагнітне випромінювання (сонячна радіація) досягає поверхні нашої планети у вигляді прямих і розсіяних променів. Спектральний діапазон його складають:

• ультрафіолетове випромінювання;
• рентгенівські промені;
• γ-промені.

На короткохвильову частину припадає лише 7% енергії. Видиме світло становить 48% енергії радіації Сонця. В основному він складений синьо-зеленим спектром випромінювання, 45% становить інфрачервоне випромінювання і тільки незначна частина представлена радіовипромінювання.

Ультрафіолетове випромінювання, в залежності від довжини хвилі, підрозділяють на:

Найменування Довжина хвилі (нм) Колічествно енергії / фотон (еВ) УФ-А 400-315 - довгі 3,10-3,94 УФ-В 315-280 - середні 3,94-4,43 УФ-С 280-100 - короткі 4,43-12,4

Велика частина ультрафіолетового випромінювання з великою довжиною хвилі досягає поверхні землі. Кількості дійшла до поверхні планети УФ-В енергії залежить від стану озонового шару. УФ-С майже повністю поглинається озоновим шаром і газами атмосфери. Ще в 1994 р ВООЗ та ВМО запропонували ввести індекс ультрафіолету (UV, Вт / м2).

Видима частина світла і не поглинається атмосферою, але хвилі деякого спектра розсіюються. Інфрачервоний колір або теплова енергія в середньохвильовому діапазоні, в основному, поглинається водяною парою і вуглекислим газом. Джерелом довгохвильового спектра є земна поверхня.

Всі перераховані вище діапазони мають величезне значення для життя на Землі. Значна частина сонячної радіації не потрапляє на поверхню Землі. У поверхні планети реєструється наступні види випромінювання:

• 1% ультрафіолетового;
• 40% оптичного;
• 59% інфрачервоного.

види випромінювань

Інтенсивність сонячної радіації залежить від:

• широти;
• сезону;
• часу доби;
• стану атмосфери;
• особливостей і рельєфу земної поверхні.

У різних точках Землі сонячна радіація по-різному впливає на живі організми.

Вплив інсоляції на людину

Фотобіологічні процеси, що протікають під дією енергії світла, в залежності від їх ролі, можна поділити на такі групи:

• синтез біологічно активних речовин (фотосинтез);
• фотобіологічні процеси, що допомагають орієнтуватися в просторі і допомагають отримати інформацію (фототаксис, зір, фотопериодизм);
• шкідливу дію (мутації, канцерогенні процеси, деструктивний вплив на біоактивні речовини).

розрахунок інсоляції

Світлове випромінювання справляє стимулювальний ефект на фотобіологічні процеси в організмі - синтез вітамінів, пігментів, клітинна фотостимуляція. В даний час вивчається сенсибилизирующее вплив сонячного світла.

Ультрафіолетове випромінювання, впливаючи на шкірні покриви людського тіла, стимулює синтез вітамінів D, В4 і білків, які є регуляторами багатьох фізіологічних процесів. Ультрафіолетове випромінювання впливає на:

• обмінні процеси;
• імунну систему;
• нервову систему;
• ендокринну систему.

Сенсибилизирующее вплив ультрафіолету залежить від довжини хвилі:

УФ діапазон хвиль (нм) Вплив на організм людини 400-320 Почервоніння, припухлість шкіри, загар 320-275 антирахітичним, імуностимулюючі, знезаражувальне 275-180 Опіки, злоякісне переродження клітин

Стимулююча дія сонячних променів виражається в підвищенні специфічного і неспецифічного імунітету. Так, наприклад, у дітей, які піддаються помірного природному УФ опромінення, кількість простудних захворювань знижується на 1/3. При цьому ефективність лікування підвищується, відсутні ускладнення, скорочується період захворювання.

Бактерицидні властивості короткохвильового спектра УФ випромінювання застосовуються в медицині, харчовій промисловості, фармацевтичному виробництві для знезараження середовищ, повітря і продукції. Ультрафіолетове випромінювання знищує туберкульозну паличку протягом кількох хвилин, стафілокок - за 25 хвилин, а збудника черевного тифу - за 60 хв.

Неспецифічний імунітет, у відповідь на ультрафіолетове опромінення, відповідає збільшенням титрів компліменту і аглютинації, підвищенням активності фагоцитів. Але підвищений УФ-опромінення викликає патологічні зміни в організмі:

• рак шкіри;
• сонячну еритему;
• ушкодження імунної системи, яке виражається в появі веснянок, невусів, сонячних лентиго.

Видима частина сонячного світла:

• дає можливість отримання 80% інформації за допомогою зорового аналізатора;
• прискорює обмінні процеси;
• покращує настрій і загальне самопочуття;
• зігріває;
• впливає на стан центральної нервової системи;
• визначає добові ритми.

Ступінь впливу інфрачервоного випромінювання залежить від довжини хвилі:

• довгохвильове - має слабку проникаючу здатність і в значній мірі поглинається поверхнею шкіри, викликаючи еритему;
• короткохвильове - проникає вглиб організму, надаючи судинорозширювальну дію, болезаспокійливу, протизапальну.

Крім впливу на живі організми, сонячна радіація має велике значення у формуванні клімату Землі.

Значення сонячної радіації для клімату

Сонце є головним джерелом тепла, що формує земний клімат. На ранніх етапах розвитку Землі Сонце випромінювало на 30% менше тепла, ніж зараз. Але завдяки насиченню атмосфери газами і вулканічним пилом клімат на Землі був вологий і теплий.

середня денна сума сонячної радіації

В інтенсивності інсоляції відзначається циклічність, яка обумовлює потепління і похолодання клімату. Циклічністю пояснюється малий льодовиковий період, що наступив в XIV-XIX ст. і потепління клімату, що спостерігалося в період 1900-1950 рр.

В історії планети відзначається періодичність зміни нахилу осі і екстресітет орбіти, що змінює перерозподіл сонячної радіації на поверхні і впливає на клімат. Так, наприклад, ці зміни відображаються на збільшенні і зменшенні площі пустелі Сахари.

Міжльодовикові періоди тривають близько 10000 років. Зараз Земля знаходиться в міжльодовиковому періоді, який називається геліоценом. Завдяки ранній сільськогосподарської діяльності людини цей період тривати довше, ніж розраховано.

Вченими описано 35-45 річні цикли зміни клімату, під час яких сухий і теплий клімат змінюється на прохолодний і вологий. Вони впливають на наповнення внутрішніх водойм, рівень Світового океану, зміна заледеніння в Арктиці.

Схема використання сонячної енергії

Сонячна радіація по-різному розподіляється. Так, наприклад, в середніх широтах в період з 1984 по 2008 рік відзначалося збільшення сумарної і прямої сонячної радіації і зменшення розсіяною. Зміна інтенсивності відзначається і в протягом року. Так, пік припадає на травень-серпень, а мінімум - на зимовий період.

Так як висота Сонця і тривалість світлового дня в літній час більше, то на цей період припадає до 50% сумарною річною радіації. А в період з листопада по лютий - всього 5%.

Кількість сонячної радіації, що потрапляє на певну поверхню Землі, впливає на важливі кліматичні показники:

• температуру;
• вологість;
• атмосферний тиск;
• хмарність;
• опади;
• швидкість вітру.

Збільшення сонячної радіації збільшує температуру і атмосферний тиск, інші характеристики перебувають в зворотному відношенні. Вчені з'ясували, що найбільший вплив на клімат роблять рівні сумарної і прямий радіації Сонця.

Заходи захисту від сонячного випромінювання

Сенсибилизирующее і шкідливу дію на людину сонячна радіація проявляє у вигляді теплового і сонячного удару, негативного впливу випромінювання на шкіру. Зараз велика кількість знаменитостей приєдналися до руху проти засмаги.

Анжеліна Джолі, наприклад, говорить, що заради двох тижнів засмаги вона не хоче жертвувати кількома роками життя.

Щоб захиститися від сонячної радіації, необхідно:

1. засмагати в ранкові та вечірні години - найбезпечніше час;
2. користуватися сонцезахисними окулярами;
3. в період активного сонця:

• покривати голову і відкриті ділянки тіла;
• використовувати сонцезахисний крем з УФ-фільтром;
• придбати спеціальний одяг;
• захищати себе за допомогою крислатому капелюхи або парасольки від сонця;
• дотримуватися питного режиму;
• уникати інтенсивних фізичних навантажень.

При розумному використанні, сонячна радіація впливає благотворно на організм людини.