Солнечная радиация и ее биологическое действие. Световой климат

Солнце является основным источником энергии на Земле. Солнечная радиация подразделяется на 3 диапазона:

1 Ультрафиолетовое излучение - от 10 до 400 нм

2. Видимый свет - от 400 до 760 нм

3. Инфракрасное излучение - от 670 до 3400 нм Интенсивность солнечной радиации на границе земной атмосферы

называется солнечной постоянной. Ее величина колеблется в зависимости от ряда астрономических причин, но в среднем составляет 1.94 кал/см /мин. На ультрафиолетовую часть спектра на границе атмосферы приходится 7% энергии, на видимый свет - 46% и 47% на инфракрасное излучение.

При прохождении через атмосферу интенсивность солнечной радиации снижается, что определяется

1. Углом падения лучей, который в свою очередь зависит от

а) Широты местности

б) Времени года

в) Времени суток

2. Массой воздуха, через который проходят лучи

3. Степенью загрязнения атмосферы

При прохождении солнечных лучей через атмосферу изменяется не только интенсивность излучения, но и его спектр. При угле солнца над горизонтом 40° ультрафиолетовое излучение составляет только 1 %, видимый свет - 40%, инфракрасное излучение - 52%. Когда угол опускается

до 5° ультрафиолетовое излучение исчезает вообще, 28% приходится на видимый свет и 72% на инфракрасное излучение.

Солнечная радиация достигает Земли в виде прямых и рассеянных лучей. Рассеяние происходит от частиц, имеющихся в воздухе, водяных паров и тд. В наибольшей степени рассеиваются ультрафиолетовые лучи. Существует общее правило, согласно которому чем короче волна света, тем интенсивнее он рассеивается.

Часть солнечного излучения поглощается, а часть отражается. Отношение отраженной радиации к падающей называется альбедо и выражается в процентах. Величина альбедо непигментированной кожи человека равна 35%, лес отражает только 12%, чистый снег имеет наиболее высокое альбедо - 90 %. Таким образом, надо помнить, что солнечные ожоги могут возникать и вследствие действия отраженного света.

Ультрафиолетовая радиация.

Ультрафиолетовое излучение представляет собой часть солнечной радиации с длиной волны от 10 до 400 нм.

Ультрафиолетовые лучи с длинной волны от 10 до 290 нм не достигают земной поверхности. Свойства ультрафиолетового излучения с разной длинной волны неодинаковы. Наиболее короткие волны (от 10 до 200 нм) по своему действию приближаются к ионизирующему излучению. Эта область получила название озонирующей. Энергия ультрафиолетового излучения с длинной волны от 200 до 400 нм не достаточна для возбуждения атомов, здесь преобладают фотохимические реакции.

Для нас наибольшее значение имеет часть спектра от 200 до 400 нм. Эту зону делят на

область С - от 200 до 280 нм

область В - от 280 до 320 нм

область А - от 320 до 400 нм

Область С называют бактерицидной. Преимущественным действием ультрафиолетового излучения в этой области является бактерицидное действие, что широко используется для обеззараживания воды, воздуха и тд. Бактерицидным действием обладают также области В и А, но в значительно меньшей степени.

Область В называется эритемной, т.к. под влиянием ультрафиолетового излучения этой области возникает эритема. В области В также очень выражено витаминообразующее действие. Наиболее мощным ви-таминообразующим эффектом обладает область с длинной волны от 265 до 315 нм.

Область А получила название загарной. Под воздействием ультрафиолетового излучения этой области возникает загар - образование меланина, что представляет собой защитную реакцию организма.

Роль УФИ очень велика. Оно повышает тонус организма, умственную и физическую работоспособность, сопротивляемость к инфекциям, стимулирует деятельность желез внутренней секреции, кроветворение.

Под действием ультрафиолетового излучения образуются витамин D, гистамин, тканевые гормоны, пигменты.

Недостаток ультрафиолетового излучения отрицательно сказывается на организме и может приводить к: Рахиту у детей, Снижению общей иммунологической реактивности, Снижению умственной и физической работоспособти, Повышению заболеваемости, Нарушению обмена кальция (из-за нехватки витамина D) - остеопо-роз, остеомаляция, кариес

Не следует, однако, забывать и об отрицательном действии ультрафиолетового излучения, которому в последнее время уделяется пристальное внимание.

Инфракрасное излучение.

Инфракрасное излучение представляет собой часть солнечной радиации в диапозоне длин волн от 670 до 3400 нм.

Инфракрасное изучение оказывает прежде всего тепловое действие. Кроме того, в настоящее время установлен целый ряд биологических эффектов.

Тепловой эффект определяется прежде всего длинной волны. Длинноволновая часть инфракрасного излучения (более 1400 нм) задерживается поверхностными слоями кожи, благодаря чему происходит их разогрев, появляется чувство жжения. Вследствие такого эффекта длинноволновая часть излучения называется «палящими лучами». При достаточной интенсивности излучения возможна эритема и ожог.

Коротковолновая часть излучения проникает в ткани на глубину около 3 см, в результате чего может вызывать разогрев тканей, в том числе мозговых оболочек. Именно воздействием коротковолнового инфракрасного излучения обусловлено такое явление как солнечный удар. Кроме того, оно вызывает перегрев и помутнение хрусталика, что ведет к развитию катаракты.

Общие реакции в ответ на действие инфракрасного излучения характеризуются гиперемией, повышением газообмена, усилением выделительной функции почек, изменением функционального состояния нервной системы.

видимое излучение - является единственным раздражителем глаза, вызывающим зрительные ощущения, обеспечивающие зрительное восприятия мира. Однако действие света на глаз не ограничено только аспектом видения - возникновением на сетчатке глаза изображений и формированием зрительных образов. Помимо основного процесса видения, свет вызывает и другие важные реакции рефлекторного и гуморального характера. Воздействуя через адекватный рецептор - орган зрения, он вызывает импульсы, распространяющиеся по зрительному нерву до оптической области больших полушарий головного мозга (в зависимости от интенсивности) возбуждает или угнетает центральную нервную систему, перестраивая физиологические и психические реакции, изменяя общий тонус организма, поддерживая деятельное состояние.
Видимый свет оказывает еще влияние на иммунные и аллергические реакции, а также на различные показатели обмена, изменяет уровень аскорбиновой кислоты в крови, в надпочечных железах и мозге. Он действует и на сердечно-сосудистую систему. В последнее время установлено также и гуморальное влияние нервного возбуждения, возникающее при световом раздражении глаза.
Хотя наибольшее количество реакций вызываемых светом в организме человека, имеют положительный эффект, все же имеет место и вредные аспекты действия видимого света - А именно различные механизмы световых повреждений глаз.

Световой климат - Режим естественного освещения земной поверхности, характеризующийся интенсивностью и спектральным составом. Он создается преимущественно прямым и рассеянным солнечным светом; второстепенную роль играет свет луны и звезд и свечение самой атмосферы. Интенсивность и продолжительность освещения, определяющие С. К., зависят прежде всего от географической широты и времени года, т. е. от факторов, определяющих приток солнечной радиации к земле. С. К. зависит также и от степени поглощения и рассеяния солнечного света атмосферой с ее меняющимся количеством водяного пара, пыли и других примесей, и от облачности.