Что такое солнечная радиация?

Источник: © Сергей Цепек / Фотобанк Лори

Примерное время чтения: 7 мин.

Солнечная радиация — это электромагнитное излучение Солнца. Солнечная радиация, которая попадает на Землю, состоит из инфракрасных, ультрафиолетовых и видимых нами лучей — радуги, которую мы видим после дождя, а также в меньшей степени из гамма-лучей и рентгеновских лучей.

В зависимости от экватора, сезона года и времени суток, объем получаемой солнечной радиации будет отличаться. Это связано с тем, что Земля имеет форму приплюснутого шара и вращается вокруг Солнца и вокруг своей оси под небольшим углом. Именно из-за этого угла южное полушарие всегда теплее северного.

Около 30% солнечной радиации отражается атмосферой Земли обратно в космос. Та радиация, что проникает в атмосферу Земли, может быть прямой или рассеянной. В зависимости от плотности облаков, содержания в атмосфере углекислого газа, пара (влажности), концентрации загрязнителей воздуха солнечные лучи отражаются, рассеиваются и/или поглощаются.

Озоновый слой

Озоновый слой играет важнейшую роль в защите Земли от солнечной радиации. Без озонового слоя объем солнечной радиации был бы губительным для всего живого на планете, а Земля стала бы неотличима от Марса или Венеры. Тем не менее, солнечная радиация необходима для роста и развития живых существ. Нарушение баланса в получаемой солнечной радиации повлечет за собой нарушение жизненного баланса Земли.

Разрушение озонового слоя в 1980-х привело к созданию и подписанию Венской конвенции в 1985 году, а затем — Монреальского протокола в 1999. Самая большая «дыра» в озоновом слое наблюдалась в 2006 году, однако потом, лишь благодаря глобальному сотрудничеству всех стран мира, ее удалось восстановить до удовлетворительного уровня.

Ультрафиолетовые лучи

Большинство ультрафиолетовых лучей поглощаются озоновым слоем. Их делят на три в зависимости от длины волны: самая короткая UV-C (100–280 нм), UV-B (280–320 нм) и самая длинная UV-A (320-400 нм). Самые короткие UV-C наносят наиболее губительный ущерб живым организмам, однако 99% из них поглощаются озоновым слоем. Волны средней длины UV-B вызывают рак кожи у людей и нарушают фотосинтез растений; они поглощаются океанами. Наиболее длинные ультрафиолетовые волны UV-A схожи с UV-B по воздействию на людей и растений, однако менее опасны и могут не достичь поверхности Земли при облачной погоде.

Инфракрасные лучи

Длина инфракрасных волн больше самых длинных ультрафиолетовых волн UV-A в 1.5–2 раза (более 700 нм). Инфракрасные лучи составляют почти 50% солнечной радиации. Именно инфракрасные лучи ответственны за температуру Земли; они поглощаются океанами и углекислым газом и отражаются в больших объемах, чем другие виды солнечной радиации.

Фотосинтетически активное излучение

Фотосинтетически активное излучение, или видимая нами солнечная радиация, находится по длине волны между ультрафиолетовыми и инфракрасными лучами (400–700 нм). Именно этот вид радиации наиболее важен для фотосинтеза.

Солнечная радиация и живые организмы

Начало жизни и ее развитие на Земле было бы невозможно без солнечной радиации не только из-за очевидных тепла и света. Солнечная радиация имеет прямое влияние на химические и физические процессы, происходящие в организмах живых существ. Она влияет на работу мозга и, соответственно, всего организма у более сложных существ. Некоторые организмы по-разному воспринимают солнечную радиацию: змеи, комары и рыбы, например, способны воспринимать инфракрасное излучение; бабочки, пчелы и некоторые виды птиц и рыб могут видеть ультрафиолетовые волны. Солнечная радиация помогает нам выживать и развиваться.

Однако избыток солнечной радиации губительно влияет на нас. Ультрафиолетовое излучение, а именно UV-B, разрушает ДНК клеток. Особо опасным является хроническое воздействие UV-B, когда ДНК и клетки просто не успевают восстановиться, из-за чего они меняются или умирают. Проявлением такого излучения на коже человека является солнечный ожог. После получения большой дозы ультрафиолетовой радиации — то есть после получения солнечного ожога — кожа пытается избавиться от мертвых клеток, у которых повреждены ДНК, из-за чего верхние слои кожи становятся сухими и «отпадают» от тела. После солнечного ожога следует загар — выделение организмом меланина, который призван защитить кожу при повторном воздействии ультрафиолета. Загар — это результат повреждения клеток — повреждения ДНК.

Ультрафиолетовые лучи начинают негативно воздействовать на кожу после 15 минут на солнце, или даже быстрее, если источник ультрафиолета более мощный (в устройствах для загара, например). Процесс очищения кожи от мертвых клеток происходит от 6 до 48 часов после облучения. Люди обычно испытывают боль, головокружение, тошноту, большую чувствительность к температуре, что может привести к повышению температуры тела или ознобу, а в особо серьезных случаях на коже могут образоваться волдыри и пузыри. Ожоги особенно опасны для людей в возрасте до 6 и после 60 лет, а также для людей с бледным цветом кожи. Ультрафиолетовые лучи могут вызвать и офтальмию или снежную слепоту — воспалительное поражение глаза, при котором у пострадавшего присутствует сильная боль, слезоотделение, чувствительность к свету и др.

Стоит помнить, что ультрафиолетовая радиация — не то же самое, что и видимые лучи. Ультрафиолетовая радиация может присутствовать даже при пасмурной погоде.

Ультрафиолетовая радиация — это самая распространённая причина рака кожи. Рак кожи является вторым самым распространенным видом рака у женщин и третьим у мужчин в России. Возраст и выработка меланина (т.е. цвет кожи человека) влияют на восприимчивость организма к ультрафиолету и риску развития рака кожи. Прочими факторами являются состояние иммунной системы, наличие дефектов кожи и другие генетические факторы. При наличии симптомов рака кожи не стесняйтесь сходить к врачу — это распространённое заболевание, которое может не влиять на продолжительность жизни при своевременном обращении к специалисту. При возможности необходимо проходить диагностику раз в полгода-год и применять меры безопасности — пользоваться картой ультрафиолетового излучения, наносить солнцезащитный крем на кожу (стараться наносить SPF30-50 для бледной кожи на лицо каждый день) и/или надевать одежду, закрывающую открытые участки тела, и солнцезащитные очки, а также никогда не использовать устройства для загара (солярии).

Солнечная радиация может привести и к проблемам со зрением. Снежная слепота, например, часто возникает весной, когда ультрафиолет отражается от тающего снега и льда. Народы Крайнего севера давно начали защищать свои глаза от заболеваний, связанных с солнечной радиацией, проделывая щели в округлых формах из бивня и дерева, плотно прилегающих к лицу. Фактически, это были первые снежные очки.