5.12. Состав солнечной радиации
Всякое тело, температура которого отличается от абсолютного нуля, испускает электромагнитное излучение (ЭМИ). Чем выше температура этого тела, тем больше энергии оно излучает. Кроме того, с увеличением температуры уменьшается длина волны, на которой излучается основное количество энергии. Так, температура внешней поверхности Солнца составляет около 6000 К (кельвинов, градусов от абсолютного ноля), и максимум излучения Солнца приходится на видимую область спектра, с длиной волны около 550 нм. Светимость Солнца (суммарно по всем длинам волн) составляет 3,8×1026 Вт.
Земля намного холоднее, и температура ее поверхности составляет всего около 300 К. Естественно, Земля излучает намного меньше энергии, чем Солнце, и ее максимум приходится на длину волны 10 000 нм, что соответствует дальнему инфракрасному излучению.
За пределами Земли каждый квадратный сантиметр перпендикулярной солнечным лучам поверхности получает около 2 калорий в минуту (точнее — 1,93 кал/см2 в мин). Эта величина называется солнечной постоянной. Иначе ее можно выразить как 1400 Дж на 1м2, а плотность потока энергии солнечного излучения составляет 1,4 кВт/м2. 40% энергии отражается в космос, 15% поглощается атмосферой. В конечном итоге, приход энергии от Солнца компенсируется тепловым излучением Земли.
В целом спектр электромагнитного излучения состоит из таких частей (рис. 5.12.1):
< 150 нм — ионизирующее излучение, рентгеновское и гамма-излучение;
150-400 нм — ультрафиолетовое излучение (УФ);
400-800 нм — видимый свет;
800-1000 нм — инфракрасное излучение (ИК);
> 1000 нм — дальнее инфракрасное излучение, за ним сверхвысокие частоты (СВЧ) и радиодиапазон (вплоть до 100 м).
Рис. 5.12.1. Спектр частот электромагнитных колебаний