Solární radiace

Sluneční záření je sada elektromagnetických vln vyzařovaných sluncem .

Skládá se z celého spektra záření, od ultrafialového záření, jako jsou gama paprsky, po rádiové vlny a viditelné světlo . Sluneční záření také obsahuje kosmické paprsky animovaných částic extrémně vysoké rychlosti a energie. Část tohoto záření je filtrována ozonovou vrstvou před dosažením troposféry . Prostřednictvím fotosyntézy je to nutné pro většinu druhů, které žijí na Zemi.

Složení

Emise elektromagnetických vln Sluncem je vhodně modelována černým tělesem o 5800 Kelvinech , a lze jej tedy popsat Planckovým zákonem . Maximální emise je zelená ( λ = 504 nm) a distribuce záření je asi polovina ve viditelném světle, polovina v infračerveném směru s 1% ultrafialového záření .

Část slunečního záření , která dorazila na hladinu moře , to znamená, že prošla celou zemskou atmosférou , byla absorbována. Na opačném spektru vidíme zejména absorpční pásma pro ozon (který pohlcuje velkou část ultrafialového záření), kyslík , oxid uhličitý a vodu .

Variace

Sluneční záření přijímané na zemi se mění v průběhu času, na jedné straně podle variací sluneční aktivity a na druhé straně podle ročních období (podle sklonu Země) a v každém ročním období podle přirozených a antropogenních variace oblačnosti. Nedávná studie rekonstruovala vývoj slunečního záření přijímaného na povrch v západní Evropě po více než sto let (1900–2014).

Příroda

Slunce vyzařuje elektromagnetické záření, ve kterém se nachází gama , X , UV , viditelné světlo , infračervené záření , mikrovlny a rádiové vlny , v závislosti na frekvenci vyzařování. Všechny tyto typy elektromagnetického záření přenášejí energii. Úroveň ozáření měřená na povrchu Země závisí na vlnové délce slunečního záření.

Intenzita záření není konstantní a zvyšuje se během slunečních erupcí během maxim solárního cyklu . Sluneční záření se člení na tři části:


Studium elektromagnetického záření Slunce radioastronomií umožnilo obrovský pokrok v chápání vnitřního fungování Slunce. Tyto rádiové vlny vyzařované Sluncem pocházejí převážně z plazmatu tvořících chromosféru a sluneční koróny . Centimetrové vlny odpovídají nižším vrstvám chromosféry, zatímco korona emituje vysokofrekvenční vlny. Plazma funguje jako vysokoprůchodový filtr, jehož mezní frekvence závisí na hustotě elektronů média. Tato frekvence (v Hz ) se počítá podle následujícího vzorce:

kde N e je elektronová hustota plazmy v elektronech / m 3 . Například v chromosféře je při 18 000 K hustota elektronů rovna 10 18 při frekvenci 9  GHz ( vlnová délka 3  cm ).

V roce 2017 byla národní laboratoř v Los Alamos ( Nové Mexiko ) otevřena meteorologickým vědcům data o narušení ze systémů GPS slunečním zářením zaznamenaná v průběhu 16 let souhvězdím 23 satelitů .

Záření na Zemi

Malá část slunečního záření zasahuje zemský povrch , od vysokofrekvenčních rádiových vln po nejměkčí UV paprsky, zbytek se odráží nebo pohlcuje atmosférou a ionosférou .
Když dosáhne povrchu Země, v závislosti na albedu zasaženého povrchu se odráží větší nebo menší část záření. Druhá část tohoto záření je absorbována povrchem Země (přeměněna na teplo ) nebo živými organizmy, které tam žijí, zejména rostlinami ( fotosyntéza ). Tento zdroj energie , nazývaný sluneční energie , je základem života.

Celkové sluneční záření přijaté na Zemi je součtem přímého záření a rozptýleného záření. V průměru na celém světě je 61% přijatého záření přímé. V závislosti na tom, kde se na Zemi nacházíte, se tento podíl velmi liší. Například v Hamburku je 60% ročního záření rozptýleno, zatímco v Káhiře představuje rozptýlené záření pouze 29%.

Pro srovnání, sluneční záření by bylo 10 000krát silnější než veškerá spotřeba lidské energie dohromady.

Za suchozemských podmínek je tepelné záření mezi 0,1 a 100  mikrometry . Vyznačuje se emisí záření na úkor tepelné energie emitujícího tělesa. Tělo emitující tepelné záření tedy snižuje svoji tepelnou energii, zatímco tělo přijímající tepelné záření zvyšuje svoji tepelnou energii. Slunce vyzařuje hlavně ve viditelném záření mezi 0,4 a 0,8  mikrometry . Při kontaktu s tělem tedy sluneční záření zvyšuje teplotu tohoto těla.

Význam ekosystému

Je to věk pro život na Zemi. Sluneční záření je ve skutečnosti:

Význam pro zdraví

Sluneční světlo je nezbytné pro lidské zdraví:

Poznámky a odkazy

  1. CNRS, „  Sluneční záření  “ , na www.cnrs.fr (přístupné 4 listopad, 2.014 ) .
  2. Tato teplota je teplotou vnější vrstvy slunce.
  3. Infračervené paprsky představují asi 48% přijaté energie a ultrafialové paprsky 9%.
  4. Gérard Lambert, "  oxidu uhličitého v atmosféře  ," La Recherche , n o  189,Červen 1987, str.  780
  5. „  Složení záření  “ , na hubert.roussel.pagesperso-orange.fr (přístup 9. května 2016 )
  6. Wyard, C., Fettweis, X., Belleflamme, A., Doutreloup, S., & Erpicum, M. (2017) REKONSTRUKCE VÝVOJE SOLÁRNÍHO ZÁŘENÍ PŘIJATÉHO NA POVRCHU V ZÁPADNÍ EVROPĚ PŘES OBDOBÍ 1900-2014 Z REGIONÁLNÍHO ATMOSFÉRICKÉHO MODELU MAR . In Proceedings of the XXXth conference of the International Association of Climatology: Climate, city and environment
  7. Jean-François Sacadura, Úvod do tepelných přenosů , Lavoisier, Paříž, 1993 ( ISBN  2-85206-618-1 ) , s.  88-89 .
  8. JP Sullivan, MR Carver, RM Kippen, RHW Friedel, GD Reeves a MG Henderson (2017) Energetická data o částicích z konstelace globálního pozičního systému  ; Počasí Qpace; DOI: 10.1002 / 2017SW001604; 5. února 2017
  9. Voosen p (2017) Los Alamos vydává 16 let údajů o slunečním počasí GPS  ; 30. ledna 2017
  10. Mertens 2014 , s.  24.
  11. Mertens 2014 , s.  25.
  12. „  Zemské teplo a geotermální energie - planeta-Země  “ , na planet-terre.ens-lyon.fr (přístup 7. srpna 2018 )
  13. Reed RH (2004), Inaktivace mikrobů slunečním zářením: solární dezinfekce jako proces úpravy vody Adv Appl Microbiol; 54: 333-65 ( pubMed )
  14. McGuigan KG, Conroy RM, Mosler HJ, du Preez M, Ubomba-Jaswa E, Fernandez-Ibañez P. J (2012), Solární dezinfekce vody (SODIS): recenze od lavice po střechu  ; Hazard Mater. 2012 15. října; 235-236: 29-46. EPUB 2012 7. srpna.
  15. Rijal GK, Fujioka RS (2001), Synergický účinek slunečního záření a solárního ohřevu k dezinfekci zdrojů pitné vody  ; Water Sci Technol; 43 (12): 155-62 ( abstrakt ).
  16. Francouzský institut Sun & Health, „  Skutečný deficit expozice UV záření ve Francii  “ , na www.ifss.fr (přístup 4. listopadu 2014 ) .
  17. Gómez-Couso H, Fontán-Saínz M, Sichel C, Fernández-Ibáñez P, Ares-Mazás E. (2009), Účinnost metody desinfekce solární vody v kalných vodách experimentálně kontaminovaných oocystami Cryptosporidium parvum za reálných polních podmínek. ; Trop Med Int Health. Červen 2009; 14 (6): 620-7.
  18. Inaktivace solí fekálních bakterií ve vodě: kritická role kyslíku. Reed RH. Lett Appl Microbiol. Duben 1997; 24 (4): 276-80.
  19. Reed RH, Mani SK, Meyer V (2000), Solární fotooxidační dezinfekce pitné vody: předběžná pozorování v terénu  ; Lett Appl Microbiol. Červen 2000; 30 (6): 432-6
  20. Moncayo-Lasso A, Sanabria J, Pulgarin C, Benítez N. (2009), Simultánní inaktivace E. coli a degradace NOM v říční vodě pomocí fotofentonového procesu při přirozeném pH v solárním reaktoru CPC. Nový způsob pro zlepšení solární dezinfekce přírodní vody  ; Chemosféra. Září 2009; 77 (2): 296-300. EPUB 2009 27. srpna.
  21. Hijnen WA, Beerendonk EF, Medema GJ (2006), Údaj o deaktivaci UV záření pro viry, bakterie a cysty prvoků (oo) ve vodě: přehled Water Res. 2006 leden; 40 (1): 3-22.

Podívejte se také

Související články

Bibliografie

Dokument použitý k napsání článku : dokument použitý jako zdroj pro tento článek.