Экология: биология взаимодействия. 5.14. Поглощение солнечной радиации атмосферой

 

5.13. Биологические эффекты электромагнитной радиации

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Глава 5. Аутэкология и основы средоведения

5.15. Парниковый эффект

5.14. Поглощение солнечной радиации атмосферой

Атмосфера избирательно проницаема для разных частей спектра электромагнитного излучения. Ионизирующее излучение и большая часть ультрафиолета эффективно поглощается озоновым слоем (зоной атмосферы с высоким содержанием озона — O3), а участок спектра от инфракрасного до коротковолнового радиоизлучения — водяным паром, углекислым газом, метаном и другими парниковыми газами.

Поглощение атмосферой ультрафиолетового и ионизирующего излучения в первую очередь связано с озоном, и в меньшей степени — с кислородом.

Под воздействием ионизирующего излучения молекула кислорода (O2) может распадаться на атомарный кислород, который, присоединяясь к другим молекулам кислорода, образует озон (O3). Озон — газ, который иногда встречается и на поверхности планеты. Это он ответственен за запах «свежести» после грозы. Его можно почувствовать возле работающих ультрафиолетовых ламп, а также возле неисправных лазерных принтеров и копировальных аппаратов. На поверхности Земли озон — опасный загрязнитель. Он является намного более сильным окислителем, чем кислород, и поэтому может повреждать живые клетки, вызывая, например, рак легких. Взаимодействуя с другими загрязнителями приземной атмосферы, озон может делать их действие намного опаснее.

В верхних слоях атмосферы озон выполняет функцию экрана, защищающего поверхность Земли от жесткого излучения — того самого, которое приводит к его образованию из двухатомного кислорода. На высоте от 12–25 до 45 километров над поверхностью Земли образуется слой с повышенным содержанием озона (с концентрацией около 0,001%). Этот слой эффективно задерживает ионизирующее излучение от дальнего ультрафиолета с длиной волны менее 315 нм до гамма-излучения.

Каждый из компонентов атмосферы имеет свой, достаточно сложный спектр поглощения. Тем не менее, все вместе они вырезают из солнечного спектра (также имеющего весьма сложное распределение частот) два участка. В результате от Солнца на Землю поступает, в основном, видимый свет, а также ближнее (к видимому свету) ультрафиолетовое и ближнее инфракрасное излучение (рис. 5.14.1).

Рис. 5.14.1. Основные части спектра солнечного излучения на поверхности Земли

Итак, большая часть солнечной энергии приходит к поверхности Земли в виде видимого света. Как вы думаете, то, что мы видим именно эти частоты спектра ЭМИ — случайность или вполне закономерный результат нашего приспособления к среде обитания?

Кроме атмосферы, солнечное излучение интенсивно поглощается в гидросфере и литосфере. В воде спектр существенно сужается, а количество света, поступающего на глубину, — уменьшается. В литосферу свет практически не проникает.

 

Дополнительные материалы:

Учебная модель: Действие ЭМИ на организмы

 

5.13. Биологические эффекты электромагнитной радиации

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Глава 5. Аутэкология и основы средоведения

5.15. Парниковый эффект