태양 복사 또는 태양으로부터의 이온화 복사. 태양 복사가 인간에게 미치는 영향

태양 복사

대기

대기. GO의 구조, 구성, 기원, 중요성. 대기에서의 열 과정. 태양 복사, 그 유형, 위도 분포 및 지구 표면에 의한 변형.

대기- 중력에 의해 유지되고 행성의 회전에 참여하는 지구의 공기 껍질. 중력은 대기를 지구 표면 가까이에 유지합니다. 대기의 압력과 밀도는 지표면에서 가장 높으며, 위로 올라갈수록 압력과 밀도는 감소합니다. 고도 18km에서는 압력이 10배, 고도 80km에서는 75,000배 감소합니다. 대기의 아래쪽 경계는 지구 표면이고, 위쪽 경계는 일반적으로 고도 1000-1200km로 가정됩니다. 대기의 질량은 5.13 x 10 15 톤이며, 이 양의 99%가 고도 36km까지의 하층에 포함되어 있습니다.

대기의 높은 층이 존재한다는 증거는 다음과 같습니다.

고도 22-25km에서는 진주빛 구름이 대기에 위치합니다.

고도 80km에서는 야광운이 보입니다.

약 100-120km의 고도에서 운석의 연소가 관찰됩니다. 이곳의 대기는 여전히 매우 밀도가 높습니다.

약 220km의 고도에서 대기 가스에 의한 빛의 산란이 시작됩니다 (황혼 현상).

오로라는 약 1000~1200km 고도에서 시작되는데, 이 현상은 태양에서 나오는 미립자 흐름에 의한 공기의 이온화로 설명됩니다. 매우 희박한 대기는 고도 20,000km까지 확장되어 지구의 코로나를 형성하여 눈에 띄지 않게 행성 간 가스로 변합니다.

행성 전체와 마찬가지로 대기도 서쪽에서 동쪽으로 시계 반대 방향으로 회전합니다. 회전으로 인해 타원체 모양을 취합니다. 대기는 극 근처보다 적도 근처에서 더 두껍습니다. 그것은 태양 반대 방향으로 돌출부를 가지고 있으며, 혜성처럼 희박한 지구의 "가스 꼬리"는 길이가 약 120,000km입니다. 대기는 열과 습기 교환을 통해 다른 지권과 연결됩니다. 대기 과정의 에너지는 태양의 전자기 복사입니다.

분위기의 발전.수소와 헬륨은 우주에서 가장 흔한 원소이기 때문에 의심할 여지없이 지구가 탄생한 원시행성 가스와 먼지 구름의 일부였습니다. 이 구름의 온도가 매우 낮기 때문에 최초의 지구의 대기는 수소와 헬륨으로만 구성되었을 수 있습니다. 구름을 구성하는 물질의 다른 모든 요소는 고체 상태였습니다. 그러한 대기는 거대 행성에서 관찰되는데, 분명히 행성의 큰 인력과 태양으로부터의 거리로 인해 그들은 주요 대기를 유지하고 있습니다.

그 후 지구가 가열되었습니다. 열은 행성의 중력 압축과 그 내부의 방사성 원소의 붕괴에 의해 생성되었습니다. 지구는 수소-헬륨 대기를 잃었고 깊은 곳에서 방출된 가스(이산화탄소, 암모니아, 메탄, 황화수소)로부터 자체적인 2차 대기를 생성했습니다. A.P. Vinogradov(1959)에 따르면 이 대기에는 대부분 H 2 O가 있었고 그 다음에는 CO 2, CO, HCl, HF, H 2 S, N 2, NH 4 Cl 및 CH 4가 있었습니다(현대 화산 가스의 구성은 거의 동일합니다). ). V. Sokolov(1959)는 여기에 H 2 와 NH 3도 있다고 믿었습니다. 산소가 없었고 대기에는 환원 조건이 우세했습니다. 이제 화성과 금성에서도 비슷한 대기가 관찰되는데, 그 대기의 95%는 이산화탄소입니다.

대기 발달의 다음 단계는 비생물적 조건에서 생물학적 조건으로, 환원 조건에서 산화 조건으로의 전환이었습니다. 지구의 가스 껍질의 주요 구성 요소는 N 2, CO 2, CO입니다. 부산물로 - CH 4, O 2. 산소는 태양의 자외선의 영향으로 상층 대기의 물 분자에서 발생했습니다. 그것은 또한 지각을 구성하는 산화물로부터 방출될 수도 있지만, 그것의 압도적인 대부분은 지각의 광물 산화 또는 대기 중의 수소와 그 화합물의 산화로 인해 다시 손실됩니다.

질소-산소 대기 발달의 마지막 단계는 지구상의 생명체 출현 및 광합성 메커니즘의 출현과 관련이 있습니다. 산소(생물학적)의 함량이 증가하기 시작했습니다. 동시에 대기는 이산화탄소를 거의 완전히 잃었으며 그 중 일부는 엄청난 석탄과 탄산염 매장지로 유입되었습니다.

이것은 수소-헬륨 대기에서 이제 질소와 산소가 주요 역할을 하고 아르곤과 이산화탄소가 불순물로 존재하는 현대 대기로의 경로입니다. 현대의 질소도 생물학적 기원을 갖고 있습니다.

대기 가스의 구성.

대기 공기– 현탁액에 먼지와 물을 포함하는 기계적 가스 혼합물. 해수면의 깨끗하고 건조한 공기는 여러 가스의 혼합물이며, 주요 대기 가스인 질소(부피 농도 78.08%)와 산소(20.95%) 사이의 비율은 일정합니다. 이 외에도 대기에는 아르곤(0.93%)과 이산화탄소(0.03%)가 포함되어 있습니다. 네온, 헬륨, 메탄, 크립톤, 크세논, 수소, 요오드, 일산화탄소 및 질소산화물 등 기타 가스의 양은 무시할 수 있습니다(0.1% 미만)(표).

표 2

대기의 가스 조성

대기의 높은 층에서는 태양의 강한 방사선의 영향으로 공기의 구성이 변하여 산소 분자가 원자로 분해됩니다. 원자 산소는 대기의 높은 층의 주요 구성 요소입니다. 마지막으로, 지구 표면에서 가장 먼 대기층의 주요 구성 요소는 가장 가벼운 가스인 수소와 헬륨입니다. 대기 상층부에서 새로운 화합물인 하이드록실 OH가 발견되었습니다. 이 화합물의 존재는 대기 중 높은 고도에서 수증기가 형성되는 것을 설명합니다. 물질의 대부분은 지구 표면에서 20km 떨어진 곳에 집중되어 있기 때문에 높이에 따른 공기 구성의 변화는 대기의 전체 구성에 눈에 띄는 영향을 미치지 않습니다.

대기의 가장 중요한 구성 요소는 오존과 이산화탄소입니다. 오존은 3원자 산소( 에 대한 3 ), 지구 표면에서 고도 70km까지 대기에 존재합니다. 공기의 지상층에서는 주로 대기 전기의 영향과 유기 물질의 산화 과정에서 형성되며 대기의 더 높은 층 (성층권)에서는 태양의 자외선 복사의 영향으로 형성됩니다. 산소 분자에. 오존의 대부분은 성층권에서 발견됩니다(이러한 이유로 성층권은 종종 오존권이라고 불립니다). 고도 20~25km의 오존 농도가 최대인 층을 오존스크린이라고 합니다. 전체적으로 오존층은 태양 에너지의 약 13%를 흡수합니다. 특정 지역의 오존 농도가 감소하는 현상을 '오존홀'이라고 합니다.

이산화탄소는 수증기와 함께 대기의 온실 효과를 유발합니다. 온실 효과– 대기 내부층의 가열은 태양으로부터 단파 복사를 전달하고 지구로부터 장파 복사를 방출하지 않는 대기의 능력으로 설명됩니다. 대기 중에 이산화탄소가 두 배 더 많다면 지구의 평균 기온은 180C에 도달할 것이고 지금은 14-150C입니다.

대기 가스의 총 중량은 약 4.5 10 15톤입니다. 따라서 단위 면적당 대기의 "무게", 즉 대기압은 해수면에서 약 10.3톤/m 2 입니다.

공기 중에는 입자상 물질이 많이 존재하며, 그 직경은 1마이크론의 일부에 불과합니다. 그들은 응축핵입니다. 그들 없이는 안개, 구름, 강수량의 형성이 불가능할 것입니다. 많은 광학적, 대기적 현상은 대기 중의 입자상 물질과 연관되어 있습니다. 대기로 유입되는 방식은 화산재, 연료 연소로 인한 연기, 식물 꽃가루, 미생물 등 다양합니다. 최근에는 산업 배출물과 방사성 붕괴 생성물이 응축핵 역할을 해왔습니다.

대기의 중요한 구성 요소는 수증기이며, 습한 적도 숲의 수증기 양은 4%에 도달하고 극지방에서는 0.2%로 감소합니다. 수증기는 토양과 수역 표면의 증발과 식물의 수분 증산으로 인해 대기로 유입됩니다. 수증기는 온실가스이며, 이산화탄소와 함께 지구의 장파 방사선 대부분을 가두어 지구가 냉각되는 것을 방지합니다.

대기는 완벽한 절연체가 아닙니다. 태양의 자외선, 우주선, 방사성 물질의 방사선과 같은 이온화 장치의 영향으로 전기를 전도하는 능력이 있습니다. 최대 전기 전도도는 고도 100-150km에서 관찰됩니다. 대기 이온과 지구 표면의 전하가 결합되어 대기의 전기장이 생성됩니다. 지구 표면과 관련하여 대기는 양전하를 띠고 있습니다. 가장 밝은 부분 중성구– 중립 구성의 레이어(최대 80km) 및 전리층– 이온화된 층.

대기의 구조.

대기에는 몇 가지 주요 층이 있습니다. 지구 표면에 인접한 아래쪽을 호출합니다. 대류권(극에서 높이는 8-10km, 온대 위도에서는 12km, 적도에서는 16-18km). 기온은 높이에 따라 점차 감소합니다. 평균적으로 100m 상승할 때마다 0.6°C씩 감소하며 이는 산악 지역뿐만 아니라 벨로루시의 고지대에서도 눈에 띄게 나타납니다.

대류권에는 전체 공기 질량의 최대 80%, 대부분의 대기 불순물 및 거의 모든 수증기가 포함되어 있습니다. 구름이 형성되고 뇌우, 비 및 날씨를 형성하고 지구의 여러 지역에서 기후 조건을 결정하는 기타 물리적 과정이 발생하는 곳은 고도 10-12km의 대기 부분입니다. 지구 표면에 직접 인접한 대류권의 하층을 다음과 같이 부릅니다. 지상층.

지구 표면의 영향은 약 20km 높이까지 확장되며 공기는 태양에 의해 직접 가열됩니다. 따라서 고도 20-25km에 있는 GO의 경계는 무엇보다도 지구 표면의 열 효과에 의해 결정됩니다. 이 고도에서는 기온의 위도 차이가 사라지고 지리적 구역성이 흐려집니다.

더 높이 시작할수록 천장, 바다 또는 육지 표면에서 50-55km 높이까지 확장됩니다. 이 대기층은 상당히 희박해지고 산소와 질소의 양은 감소하며 수소, 헬륨 및 기타 가벼운 가스의 양은 증가합니다. 여기에 형성된 오존층은 자외선 복사를 흡수하여 지구 표면의 열 조건과 대류권의 물리적 과정에 큰 영향을 미칩니다. 성층권 하부에는 기온이 일정하며 여기에 등온층이 있습니다. 22km의 고도에서 시작하여 기온이 상승하고 성층권의 상부 경계에서 0 0C에 도달합니다 (온도 상승은 여기에 태양 복사를 흡수하는 오존의 존재로 설명됩니다). 성층권에서는 공기의 강렬한 수평 이동이 발생합니다. 공기 흐름 속도는 300-400km/h에 이릅니다. 성층권에는 대기의 20% 미만의 공기가 포함되어 있습니다.

고도 55-80km에 중간권(이 층에서 공기 온도는 높이에 따라 감소하고 상부 경계 근처에서는 –80 0 C로 떨어집니다.) 80-800km 사이에는 열권, 이는 헬륨과 수소가 지배적입니다(공기 온도는 고도에 따라 급격히 증가하고 고도 800km에서 1000°C에 도달함). 중간권과 열권은 함께 두꺼운 층을 형성합니다. 전리층(하전 입자 영역 - 이온 및 전자).

대기의 가장 높은 희박한 부분(800~1200km)은 다음과 같습니다. 외기권. 원자 상태의 가스가 지배하며 온도는 2000°C까지 상승합니다.

시민사회 생활에서는 분위기가 매우 중요합니다. 대기는 지구의 기후에 유익한 영향을 미쳐 과도한 냉각 및 가열로부터 지구를 보호합니다. 대기가 없는 지구상의 일일 온도 변동은 200°C에 도달합니다. 낮에는 +100°C 이상, 밤에는 -100°C에 이릅니다. 현재 지구 표면의 평균 기온은 +14°C입니다. 대기는 유성과 강한 방사선이 지구에 도달하는 것을 허용하지 않습니다. 대기가 없으면 소리도 없고, 오로라도 없고, 구름도 없고, 강수도 없을 것입니다.

기후 형성 과정에는 다음이 포함됩니다. 열 순환, 수분 순환 및 대기 순환.

대기의 열 회전율.열 회전율은 대기의 열 체제를 보장하고 복사 균형에 따라 달라집니다. 지구 표면에 들어오고(복사 에너지의 형태로) 나가는 열의 유입(지구에 흡수된 복사 에너지는 열로 변환됨).

태양 복사– 태양에서 나오는 전자기 복사의 흐름. 대기의 상부 경계에서 태양 복사의 강도(자속 밀도)는 8.3 J/(cm 2 /min)입니다. 검은 표면 1cm2에서 1분 동안 햇빛이 수직으로 입사하여 방출되는 열량을 열이라고 합니다. 태양 상수.

지구가 받는 태양 복사량은 다음에 따라 달라집니다.

1. 지구와 태양 사이의 거리. 지구는 1월 초에 태양에 가장 가깝고, 7월 초에 가장 멀다. 이 두 거리의 차이는 500만km이며, 그 결과 첫 번째 경우 지구는 지구에서 태양까지의 평균 거리(4월 초)보다 3.4% 더 많은 방사선을 받고 두 번째 경우 3.5% 더 적은 방사선을 받습니다. 그리고 10월 초);

2. 지구 표면에 대한 태양 광선의 입사각은 지리적 위도, 수평선 위의 태양 높이(하루 종일 및 계절에 따라 변경) 및 지형의 특성에 따라 달라집니다. 지구 표면의;

3. 대기(산란, 흡수, 공간으로의 반사) 및 지구 표면에서의 복사 에너지 변환. 지구의 평균 알베도는 43%입니다.

전체 방사선의 약 17%가 흡수됩니다. 오존, 산소, 질소는 주로 단파장 자외선을 흡수하고, 수증기와 이산화탄소는 장파장 적외선을 흡수합니다. 대기는 방사선의 28%를 소멸시킵니다. 21%는 지구 표면에 도달하고, 7%는 우주로 이동합니다. 하늘 전체에서 지구 표면에 도달하는 방사선의 일부를 산란 방사선 . 산란의 본질은 전자기파를 흡수하는 입자 자체가 빛 복사의 원천이 되어 그 위에 떨어지는 동일한 파동을 방출한다는 것입니다. 공기 분자는 크기가 스펙트럼의 파란색 부분의 파장과 비슷할 정도로 매우 작습니다. 맑은 공기에서는 분자 산란이 우세하므로 하늘의 색은 파란색입니다. 공기가 먼지가 많으면 하늘색이 하얗게 변합니다. 하늘의 색깔은 대기 중의 불순물 함량에 따라 달라집니다. 붉은 광선을 산란시키는 수증기 함량이 높아 하늘이 붉은 색조를 얻습니다. 황혼과 백야 현상은 산란 방사선과 관련이 있습니다. 태양이 수평선 아래로 진 후에도 대기의 상층부는 계속해서 빛을 발합니다.

구름 꼭대기는 방사선의 약 24%를 반사합니다. 결과적으로, 대기의 상부 경계에 도달하는 모든 태양 복사의 약 31%가 광선의 흐름 형태로 지구 표면에 접근합니다. 직접 방사선 . 직접 방사선과 산란 방사선의 합(52%)을 다음과 같이 부릅니다. 총 방사선. 직접 복사와 확산 복사의 비율은 대기의 흐림, 먼지, 태양의 높이에 따라 달라집니다. 지구 표면에 대한 총 태양 복사의 분포는 구역별로 다릅니다. 연간 840-920 kJ/cm 2 의 가장 높은 총 태양 복사량이 북반구의 열대 위도에서 관찰되는데, 이는 흐림이 낮고 공기 투명도가 높은 것으로 설명됩니다. 적도에서는 심한 흐림과 높은 습도로 인한 투명도 저하로 인해 총 방사선량이 연간 580~670kJ/cm2로 감소합니다. 온대 위도에서는 총 방사선량이 연간 330-500 kJ/cm2이고, 극 위도에서는 연간 250 kJ/cm2이며, 남극 대륙에서는 대륙의 고도가 높고 대기 습도가 낮기 때문에 약간 더 높은.

지구 표면에 도달하는 총 태양 복사는 부분적으로 반사됩니다. 백분율로 표시되는 총 방사선에 대한 반사 방사선의 비율을 다음과 같이 부릅니다. 알베도. 알베도는 표면의 반사율을 특성화하며 색상, 습도 및 기타 특성에 따라 달라집니다.

갓 내린 눈은 반사율이 최대 90%까지 가장 높습니다. 모래의 알베도는 30-35%, 잔디는 20%, 낙엽수림은 16-27%, 침엽수는 6-19%입니다. 건식 체르노젬의 알베도는 14%, 습식 체르노젬은 8%입니다. 행성으로서 지구의 알베도는 35%로 간주됩니다.

방사선을 흡수함으로써 지구 자체가 방사선원이 됩니다. 지구의 열복사 - 지상 방사선– 장파이기 때문에 파장은 온도에 따라 달라집니다. 방출체의 온도가 높을수록 방출되는 광선의 파장은 짧아집니다. 지구 표면의 방사선은 대기를 가열하고 그 자체가 우주로 방사선을 방출하기 시작합니다 ( 대기로부터의 반대 방사선) 그리고 지구 표면에. 대기로부터의 역류 복사도 장파입니다. 대기에는 표면 복사(지상 복사)와 대기 ​​복사라는 두 가지 장파 복사 흐름이 있습니다. 지구 표면의 실제 열 손실을 결정하는 이들 사이의 차이를 다음과 같이 부릅니다. 효과적인 방사선 , 그것은 우주로 향하기 때문입니다. 지구 방사선이 더 크다. 유효 방사선은 낮과 여름에 더 큽니다. 표면 가열에 따라 달라집니다. 효과적인 방사선은 공기 습도에 따라 달라집니다. 공기 중에 수증기나 물방울이 많을수록 방사선량이 줄어듭니다(따라서 겨울에는 흐린 날씨가 항상 맑은 날씨보다 따뜻합니다). 일반적으로 지구의 경우 유효 방사선은 연간 190kJ/cm2입니다(열대 사막에서 가장 높은 값은 380°이고, 극 위도에서 가장 작은 값은 연간 85kJ/cm2입니다).

지구는 방사선을 받는 동시에 방출합니다. 받은 방사선과 소비된 방사선의 차이를 이라고 합니다. 방사선 균형, 또는 잔류 방사선. 표면 복사 균형의 도달은 총 복사(Q)와 대기의 역 복사입니다. 소비 – 반사 방사선(R k) 및 지상 방사선. 지구 복사와 역대기 복사의 차이 - 유효 복사(E eff)에는 마이너스 기호가 있으며 복사 균형의 유량의 일부입니다.

R b =Q-E eff -R k

복사 균형은 구역별로 분포됩니다. 적도에서 극으로 갈수록 감소합니다. 가장 높은 방사선 균형은 적도 위도의 특징이며 연간 330-420 kJ/cm2에 달하고, 열대 위도에서는 연간 250-290 kJ/cm2로 감소합니다(유효 방사선의 증가로 설명됨). 온대 위도에서는 방사선이 균형은 연간 210-85 kJ/cm 2 로 감소하며, 극위도에서는 그 값이 0에 가까워집니다. 복사 균형의 일반적인 특징은 모든 위도의 해양에서 복사 균형이 40-85 kJ/cm 2 더 높다는 것입니다. 물의 알베도와 바다의 유효 방사선은 더 낮습니다.

대기 복사 균형(Rb)의 들어오는 부분은 유효 복사(Eef)와 흡수된 태양 복사(Rp)로 구성되며, 나가는 부분은 우주로 빠져나가는 대기 복사(Ea)에 의해 결정됩니다.

R b = E ef - E a + R p

대기의 복사 균형은 음수이고 표면 복사 균형은 양수입니다. 대기와 지구 표면의 총 복사 균형은 0입니다. 지구는 복사평형 상태에 있습니다.

열 균형 – 복사 균형의 형태로 지구 표면에 들어오고 나가는 열 흐름의 대수적 합입니다. 이는 표면과 대기의 열 균형으로 구성됩니다. 지구 표면 열 균형의 들어오는 부분에는 복사 균형이 있고, 나가는 부분에는 증발, 지구 대기 가열, 토양 가열을 위한 열 소비가 있습니다. 열은 광합성에도 사용됩니다. 토양이 형성되지만 이러한 비용은 1%를 초과하지 않습니다. 바다 위, 열대 위도에서는 대기 가열을 위해 증발을 위한 열 소비가 더 많다는 점에 유의해야 합니다.

대기의 열 균형에서 들어오는 부분은 수증기가 응축되는 동안 방출되어 표면에서 대기로 전달되는 열입니다. 유속은 음의 복사 균형으로 구성됩니다. 지구 표면과 대기의 열 균형은 0입니다. 지구는 열평형 상태에 있습니다.

지구 표면의 열 체제.

지구 표면은 태양 광선에 의해 직접 가열되고 그로부터 대기가 가열됩니다. 열을 받아들이고 발산하는 표면을 표면이라고 합니다. 활성 표면 . 표면 온도 체제에서는 일일 및 연간 온도 변화가 구별됩니다. 표면 온도의 일일 변화 – 낮 동안의 표면 온도 변화. 육지 표면 온도(건조하고 초목이 없는)의 일일 변화는 약 13:00에 최대값과 일출 전 최소값이 특징입니다. 주간 최대 육지 표면 온도는 아열대 지역에서는 80°C, 온대 위도에서는 약 60°C에 도달할 수 있습니다.

일 최고온도와 최저온도의 차이를 일평균기온이라고 한다. 일일 온도 범위. 일일 온도 진폭은 여름에 40 0C에 도달할 수 있으며, 겨울에는 일일 온도 진폭이 가장 작습니다(최대 100C).

표면 온도의 연간 변화 – 일년 내내 월 평균 표면 온도의 변화는 태양 복사 과정에 따라 결정되며 장소의 위도에 따라 달라집니다. 온대 위도에서는 육지 표면의 최고 온도가 7월에 관찰되고, 최저 온도는 1월에 관찰됩니다. 바다에서는 최대값과 최소값이 한 달 정도 지연됩니다.

표면 온도의 연간 범위 월 최대 평균 기온과 최소 평균 기온의 차이와 동일합니다. 위도가 증가함에 따라 증가하며 이는 태양 복사의 변동이 증가하는 것으로 설명됩니다. 연간 기온 진폭은 대륙에서 가장 큰 값에 도달합니다. 바다와 해변에서는 훨씬 적습니다. 가장 작은 연간 기온 진폭은 적도 위도 (2-3 0)에서 관찰되며 대륙의 아 북극 위도 (60 0 이상)에서 가장 큽니다.

대기의 열 체제.대기는 태양 광선에 의해 직접 약간 가열됩니다. 왜냐하면 공기 껍질은 태양 광선을 자유롭게 전달합니다. 대기는 밑에 있는 표면에 의해 가열됩니다.열은 수증기의 대류, 이류 및 응축을 통해 대기로 전달됩니다. 토양에 의해 가열된 공기층은 가벼워져 위로 올라가고, 차가워지면 무거운 공기는 아래로 내려갑니다. 열의 결과로 전달높은 공기층이 따뜻해지고 있습니다. 두 번째 열 전달 과정은 다음과 같습니다. 대류– 수평 공기 이동. 대류의 역할은 저위도에서 고위도로 열을 전달하는 것이며, 겨울철에는 열이 해양에서 대륙으로 전달됩니다. 수증기 응축- 대기의 높은 층으로 열을 전달하는 중요한 과정 - 증발 중에 증발 표면에서 열이 제거되고 대기에서 응축되는 동안 이 열이 방출됩니다.

고도에 따라 온도가 감소합니다. 단위 거리당 공기 온도의 변화를 호출합니다. 수직 온도 구배, 평균적으로 100m 당 0.6 0입니다. 동시에 대류권의 여러 층에서 이러한 감소 과정은 다릅니다: 0.3-0.4 0 최대 1.5km; 0.5-0.6 – 높이 1.5-6km 사이; 0.65-0.75 – 6~9km, 0.5-0.2 – 9~12km. 지층(두께 2m)에서 경사도는 100m당 다시 계산하면 수백도 단위로 계산됩니다. 상승하는 공기에서는 온도가 단열적으로 변합니다. 단열 과정 – 환경과의 열 교환 없이 수직 이동 중에 공기 온도를 변경하는 프로세스(다른 매체와의 열 교환 없이 하나의 질량으로).

설명된 수직 온도 분포에서는 예외가 종종 관찰됩니다. 공기의 상층이지면에 인접한 하층보다 따뜻합니다. 이 현상을 온도 반전 (고도에 따라 온도가 증가함) . 대부분의 경우 반전은 주로 겨울에 맑고 조용한 밤에 지구 표면이 강하게 냉각되어 발생하는 표면 공기층의 강한 냉각의 결과입니다. 험준한 지형에서는 차가운 기단이 경사면을 따라 천천히 흐르다가 분지, 움푹 들어간 곳 등에 정체됩니다. 반전은 기단이 따뜻한 지역에서 차가운 지역으로 이동할 때에도 형성될 수 있습니다. 왜냐하면 가열된 공기가 차가운 기저 표면으로 흐를 때 그 하층부가 눈에 띄게 냉각되기 때문입니다(압축 반전).

기온의 일일 및 연간 변화.

기온의 일일 변화 낮 동안의 기온 변화라고합니다. 일반적으로 지구 표면 온도의 변화를 반영하지만 최대 값과 최소값이 시작되는 순간은 다소 지연되며 최대 값은 14:00에 발생합니다. 해돋이.

일일 기온 범위 (낮의 최대 기온과 최저 기온의 차이)은 바다보다 육지에서 더 높습니다. 고위도(열대 사막에서 가장 높음 - 최대 40 0C)로 이동할 때 감소하고 맨땅이 있는 곳에서는 증가합니다. 기온의 일일 진폭은 기후 대륙성을 나타내는 지표 중 하나입니다. 사막에서는 해양 기후 지역보다 훨씬 더 큽니다.

기온의 연간 변화 (연간 월 평균 기온의 변화)는 주로 장소의 위도에 따라 결정됩니다. 연간 기온 범위 - 월 최고 기온과 최저 평균 기온의 차이.

기온의 지리적 분포는 다음을 사용하여 표시됩니다. 등온선 – 지도에서 온도가 같은 지점을 연결하는 선입니다. 기온의 분포는 동서적이며, 연간 등온선은 일반적으로 위도 이하 범위를 가지며 복사 균형의 연간 분포와 일치합니다.

연중 평균적으로 가장 따뜻한 평행선은 위도 10 0 N입니다. 27 0 C의 온도 – 이것은 열적도. 여름에는 열 적도가 위도 20 0 N으로 이동하고, 겨울에는 위도 5 0 N에서 적도에 접근합니다. 노던 테리토리의 온도 적도 이동은 노던 테리토리의 저위도 지역이 UP에 비해 더 크고 일년 내내 기온이 더 높다는 사실로 설명됩니다.

태양 복사

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태양으로부터 방출되어 지구 대기로 유입되는 전자기 방사선. 태양 복사 파장은 최대 0.17~4 마이크론 범위에 집중되어 있습니다. 0.475μm의 파장에서. 좋아요. 태양 복사 에너지의 48%는 스펙트럼의 가시광선 부분(파장 0.4~0.76 마이크론)에, 45%는 적외선(0.76 마이크론 이상)에, 7%는 자외선(0.4μm 미만)에 들어갑니다. 태양 복사가 주요 대기, 해양, 생물권 등의 과정을 위한 에너지원입니다. 예를 들어 단위 시간당 단위 면적당 에너지 단위로 측정됩니다. W/m². 수요일 대기권 상층부의 태양복사. 태양으로부터 지구까지의 거리를 말한다. 태양 상수그리고 대략 금액입니다. 1382W/m². 지구 대기를 통과하는 태양 복사는 공기 입자, 기체 불순물 및 에어로졸의 흡수 및 산란으로 인해 강도와 스펙트럼 구성이 변경됩니다. 지구 표면에서 태양 복사 스펙트럼은 0.29~2.0μm로 제한되며, 불순물 함량, 고도 및 구름량에 따라 강도가 크게 감소합니다. 대기를 통과할 때 약해지는 직접 복사와 대기 중에 산란될 때 형성되는 산란 복사가 지구 표면에 도달합니다. 직접적인 태양 복사의 일부는 지구 표면과 구름에서 반사되어 우주로 들어갑니다. 산란된 방사선도 부분적으로 우주로 빠져나갑니다. 나머지 태양 복사는 주로 열로 변하여 지구 표면과 부분적으로 공기를 가열합니다. 즉, 태양 복사가 주요 요소 중 하나입니다. 방사선 균형의 구성 요소.

지리학. 현대 그림 백과사전. -M.: 로즈만. 교수가 편집했습니다. A. P. 고르키나. 2006 .

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지구 표면의 모든 과정은 무엇이든 태양 에너지를 원천으로 합니다. 순전히 기계적인 과정, 공기, 물, 토양, 생리학적 과정 등의 화학적 과정이 연구되고 있습니까? 백과사전 F.A. 브록하우스와 I.A. 에브론

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태양 복사- Saulės spinduliuotė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. 태양 복사 vok. Sonnenstrahlung, f rus. 태양 복사, n; 태양 복사, f; 태양 복사, n 프랑. rayonnement solaire, m … Fizikos terminų žodynas

태양 복사- Saulės spinduliuotė statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Saulės atmosferos elektromagnetinė (infraraudonoji 0.76 nm sudaro 45%, matomoji 0.38–0.76 nm – 48%, 자외선 0.38 nm – 7%) šviesos, radijo bang ų, gama kvantų ir… Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

전자기적 및 미립자 성질의 태양으로부터의 방사선. S.r. 지구상에서 발생하는 대부분의 과정의 주요 에너지 원입니다. 미립자 S.r. 주로 지구 근처에서 300~1500의 속도를 갖는 양성자로 구성됩니다… 위대한 소련 백과사전

이메일 잡지. 그리고 태양으로부터의 미립자 방사선. 이메일 잡지. 방사선은 감마 방사선부터 전파, 에너지까지 다양한 파장을 포괄합니다. 최대값은 스펙트럼의 가시 부분에 해당합니다. S. r의 미립자 구성 요소. 채널로 구성됩니다. 도착. 에서… … 자연 과학. 백과사전

직접적인 태양 복사- 태양광 디스크에서 직접 나오는 태양 복사... 지리 사전

서적

• 지구의 태양 복사 및 기후, Fedorov Valery Mikhailovich. 이 책은 천체-기계적 과정과 관련된 지구 일사량의 변화에 ​​대한 연구 결과를 제시합니다. 태양 기후의 저주파 및 고주파 변화를 분석합니다...

태양은 무엇입니까? 눈에 보이는 우주의 규모로 볼 때, 이것은 은하수라고 불리는 은하계 외곽에 있는 작은 별일 뿐입니다. 그러나 행성 지구에서 태양은 단지 뜨거운 가스 덩어리가 아니라 모든 생명체의 존재에 필요한 열과 빛의 원천입니다.

선사 시대부터 일광은 숭배의 대상이었으며, 창공을 가로지르는 일광의 움직임은 신성한 힘의 발현과 관련이 있었습니다. 태양과 그 방사선에 대한 연구는 니콜라우스 코페르니쿠스의 태양 중심 모델을 채택하기 전부터 시작되었으며, 고대 문명의 가장 위대한 지성들은 태양의 신비에 대해 의구심을 품었습니다.

기술적 진보로 인해 인류는 태양 내부와 표면의 과정뿐만 아니라 태양의 영향을 받는 지구 기후의 변화도 연구할 수 있는 기회를 얻었습니다. 통계 데이터를 통해 우리는 태양 복사가 무엇인지, 어떻게 측정되는지, 지구에 서식하는 생명체에 미치는 영향을 판단하는 질문에 대한 명확한 답을 제공할 수 있습니다.

태양 복사란 무엇입니까?

태양 복사의 본질은 20세기 초 저명한 천문학자인 Arthur Eddington이 거대한 태양 에너지의 원천이 그 깊이에서 발생하는 열핵 융합 반응이라고 제안하기 전까지는 불분명했습니다. 핵 근처의 온도(약 1,500만도)는 양성자가 상호 반발력을 극복하고 충돌의 결과로 헬륨 핵을 형성하기에 충분합니다.

그 후, 과학자들(특히 알베르트 아인슈타인)은 헬륨 핵의 질량이 헬륨 핵을 형성하는 4개의 양성자의 총 질량보다 약간 적다는 사실을 발견했습니다. 이러한 현상을 대량 결함이라고 합니다. 질량과 에너지 사이의 관계를 추적한 결과, 과학자들은 이러한 과잉이 감마선의 형태로 방출된다는 사실을 발견했습니다.

감마 양자가 구성 가스 층을 통해 태양의 핵에서 표면으로 이동함에 따라 감마 양자는 분쇄되어 전자기파로 변환되며, 그중에는 사람의 눈에 보이는 빛이 있습니다. 이 과정은 약 1천만년이 걸린다. 그리고 지구 표면의 태양 복사 에너지에 도달하는 데는 단 8분밖에 걸리지 않습니다.

태양 복사에는 넓은 범위의 전자파와 빛 입자와 전자의 흐름인 태양풍이 포함됩니다.

어떤 유형의 태양 복사가 존재하며 그 특성은 무엇입니까?

지구 대기의 경계에서 태양 복사 강도는 일정한 값입니다. 태양의 에너지는 불연속적이며 에너지의 일부(양자)로 전달되지만 미립자의 기여도는 상대적으로 작으므로 태양 광선은 균일하고 직선으로 전파되는 전자기파로 간주됩니다.

주요 파동 특성은 방사선 유형이 구별되는 파장입니다.

• 전파;
• 적외선(열);
• 가시광(백색)광;
• 자외선;
• 감마선.

태양 복사는 적외선(IR), 가시 광선(VI) 및 자외선(UV) 복사로 각각 52%, 43% 및 5%의 비율로 표시됩니다. 태양 복사의 정량적 측정은 복사 조도(에너지 플럭스 밀도), 즉 단위 표면당 단위 시간당 수신되는 복사 에너지로 간주됩니다.

지구 표면의 태양 복사 분포

대부분의 방사선은 지구 대기에 흡수되어 살아있는 유기체에 친숙한 온도로 가열됩니다. 오존층은 자외선의 1%만 통과하도록 허용하며 보다 공격적인 단파 방사선에 대한 보호막 역할을 합니다.

대기는 태양 광선의 약 20%를 흡수하고 30%를 다른 방향으로 산란시킵니다. 따라서 직접 태양 복사라고 불리는 복사 에너지의 절반만이 지구 표면에 도달합니다.

직사광선의 강도는 여러 요인에 의해 영향을 받습니다.

• 햇빛의 입사각(지리적 위도);
• 충돌 지점에서 태양까지의 거리(연중 시간)
• 반사 표면의 특성;
• 대기의 투명성(흐림, 오염).

산란 및 직접 복사는 총 태양 복사를 구성하며, 그 강도는 단위 표면적당 칼로리로 측정됩니다. 태양 복사는 낮에만 영향을 미치며 지구 표면에 고르지 않게 분포된다는 것은 분명합니다. 극에 가까워질수록 강도는 증가하지만 눈은 더 많은 복사 에너지를 반사하므로 공기가 가열되지 않습니다. 따라서 총 지표는 적도에서 멀어짐에 따라 감소합니다.

태양 활동은 지구의 기후를 형성하고 그곳에 서식하는 유기체의 생활 과정에 영향을 미칩니다. CIS 국가(북반구)의 영토에서는 겨울철에 산란 방사선이 우세하고 여름에는 직접 방사선이 우세합니다.

적외선 복사와 인류 생활에서의 역할

태양 복사는 주로 인간의 눈에 보이지 않습니다. 이것이 바로 지구의 토양을 가열하고, 그 결과 열을 대기로 방출하는 것입니다. 따라서 지구상의 생명체에게 최적의 온도와 일반적인 기후 조건이 유지됩니다.

태양 외에도 가열된 모든 물체는 적외선 복사의 원천입니다. 모든 가열 장치와 장치는 이 원리로 작동하므로 가시성이 좋지 않은 조건에서도 가열된 물체를 어느 정도 볼 수 있습니다.

사람이 적외선을 감지할 수 없다는 사실이 신체에 미치는 영향을 감소시키지는 않습니다. 이러한 유형의 방사선은 다음과 같은 특성으로 인해 의학에 적용됩니다.

• 혈관 확장, 혈류 정상화;
• 백혈구 수의 증가;
• 내부 장기의 만성 및 급성 염증 치료;
• 피부병 예방;
• 콜로이드 흉터 제거, 치유되지 않는 상처 치료.

적외선 열화상 측정기를 사용하면 다른 방법으로는 진단할 수 없는 질병(혈전, 암성 종양 등)을 적시에 감지할 수 있습니다. 적외선은 부정적인 자외선에 대한 일종의 "해독제"이므로 치유력은 오랫동안 우주 공간에 있었던 사람들의 건강을 회복하는 데 사용됩니다.

적외선의 작용 메커니즘은 완전히 연구되지 않았으며 모든 유형의 방사선과 마찬가지로 잘못 사용하면 인체 건강에 해로울 수 있습니다. 화농성 염증, 출혈, 악성 종양, 뇌 순환 장애 및 심혈관 시스템이 있는 경우 적외선 치료를 금합니다.

가시광선의 스펙트럼 구성 및 특성

광선은 직선으로 전파되며 서로 겹치지 않습니다. 이는 공정한 질문을 제기합니다. 왜 우리 주변의 세계는 다양한 색조로 놀라워합니까? 그 비밀은 빛의 기본 특성인 반사, 굴절, 흡수에 있습니다.

물체가 빛을 방출하지 않고 부분적으로 흡수되어 주파수에 따라 다른 각도로 반사된다는 것은 확실히 알려져 있습니다. 인간의 시력은 수세기에 걸쳐 발전해 왔지만 눈의 망막은 적외선과 자외선 사이의 좁은 간격에서 제한된 범위의 반사광만 인식할 수 있습니다.

빛의 속성에 대한 연구는 물리학의 별도 분야뿐만 아니라 개인의 정신적, 육체적 상태에 대한 색의 영향을 기반으로 한 수많은 비과학적인 이론과 실천을 탄생시켰습니다. 이 지식을 활용하여 사람은 주변 공간을 눈에 가장 좋은 색상으로 장식하여 삶을 최대한 편안하게 만듭니다.

자외선과 인체에 미치는 영향

햇빛의 자외선 스펙트럼은 장파, 중파 및 단파로 구성되며 물리적 특성과 살아있는 유기체에 미치는 영향의 특성이 다릅니다. 장파 스펙트럼에 속하는 자외선은 주로 대기 중에 산란되며 지구 표면에 도달하지 않습니다. 파장이 짧을수록 자외선은 피부 속으로 더 깊게 침투합니다.

지구상의 생명체를 유지하려면 자외선이 필요합니다. 자외선은 인체에 다음과 같은 영향을 미칩니다.

• 뼈 조직 형성에 필요한 비타민 D 포화;
• 어린이의 골연골증 및 구루병 예방;
• 대사 과정의 정상화 및 유용한 효소 합성;
• 조직 재생 활성화;
• 혈액 순환 개선, 혈관 확장;
• 면역력 증가;
• 엔돌핀 생성을 자극하여 신경 흥분을 완화합니다.

긍정적인 특성에 대한 방대한 목록에도 불구하고 일광욕이 항상 효과적인 것은 아닙니다. 불리한 시간이나 태양 활동이 비정상적으로 높은 기간에 태양에 장기간 노출되면 UV 광선의 유익한 특성이 무효화됩니다.

고용량의 자외선 조사는 예상되는 것과 정반대입니다.

• 홍반(피부 발적) 및 일광화상;
• 충혈, 부종;
• 체온 상승;
• 두통;
• 면역 및 중추 신경계의 기능 장애;
• 식욕부진, 메스꺼움, 구토.

이러한 징후는 일사병의 증상으로, 사람의 상태가 눈에 띄지 않게 악화될 수 있습니다. 일사병에 대한 절차:

• 직사광선에 노출된 장소에서 시원한 곳으로 사람을 옮기십시오.
• 혈액 순환을 정상화하기 위해 등을 대고 다리를 높은 위치로 올리십시오.
• 시원한 물로 얼굴과 목을 헹구십시오. 이마를 압축하는 것이 좋습니다.
• 자유롭게 숨을 쉴 수 있는 기회를 제공하고 꽉 끼는 옷을 벗을 수 있는 기회를 제공합니다.
• 30분 이내에 소량의 깨끗하고 찬 물을 마시도록 하십시오.

심한 경우 의식을 잃은 경우 구급차를 부르고 가능하면 피해자를 정신을 차리게해야합니다. 환자에 대한 의료는 포도당이나 아스코르빈산을 정맥 내로 응급 투여하는 것으로 구성됩니다.

안전한 태닝 규칙

자외선은 인간의 피부가 어두워지고 청동색을 띠는 특수 호르몬인 멜라닌의 합성을 자극합니다. 태닝의 이점과 해악에 대한 논쟁은 수십 년 동안 계속되어 왔습니다.

태닝은 자외선에 대한 신체의 보호 반응이며 과도한 일광욕은 악성 종양의 위험을 증가시키는 것으로 입증되었습니다.

패션에 경의를 표하려는 욕구가 우세하다면 태양 복사가 무엇인지, 태양 복사로부터 자신을 보호하는 방법을 이해하고 간단한 권장 사항을 따라야 합니다.

• 아침이나 저녁에만 점차적으로 일광욕을 하십시오.
• 한 시간 이상 직사광선에 두지 마십시오.
• 피부에 보호제를 바르십시오.
• 탈수를 피하기 위해 더 깨끗한 물을 마시십시오.
• 비타민 E, 베타카로틴, 티로신, 셀레늄을 함유한 다이어트 식품을 섭취하세요.
• 알코올 음료의 섭취를 제한하십시오.

자외선에 대한 신체의 반응은 개인마다 다르므로 개인의 피부 유형과 건강 상태를 고려하여 일광욕 시간과 지속 시간을 선택해야 합니다.

태닝은 임산부, 노인, 피부 질환, 심부전, 정신 질환 및 악성 종양이 있는 사람에게는 극도로 금기입니다.