Екологія: біологія взаємодії. V-12. Склад сонячної радіації

V-12. Склад сонячної радіації

Будь-яке тіло, температура якого відрізняється від абсолютного нуля, випромінює електромагнітне випромінювання (ЕМВ). Що вища температура цього тіла, то більше енергії воно випромінює. Крім того, зі збільшенням температури зменшується довжина хвилі, на якій випромінюється основна кількість енергії. Так, температура зовнішньої поверхні Сонця становить близько 6000 К (кельвінів, градусів від абсолютного нуля), і максимум випромінювання Сонця припадає на видиму область спектру, з довжиною хвилі близько 550 нм. Світність Сонця (сумарно по всіх довжинах хвиль) становить 3,8×10²⁶ Вт.

Земля набагато холодніша, і температура її поверхні складає всього близько 300 К. Звісно, Земля випромінює набагато менше енергії, ніж Сонце, і її максимум припадає на довжину хвилі 10 000 нм, що відповідає далекому інфрачервоному випромінюванню.

За межами Землі кожен квадратний сантиметр перпендикулярної сонячним променям поверхні отримує близько 2 калорій за хвилину (точніше — 1,93 кал/см² за хв.). Ця величина називається сонячною сталою величиною. Інакше її можна виразити як 1400 Дж на 1м2 за секунду, а щільність потоку енергії сонячного випромінювання становить 1,4 кВт/м². 40% енергії відбивається в космос, 15% поглинається атмосферою. Зрештою, надходження енергії від Сонця компенсується тепловим випромінюванням Землі.

Загалом спектр електромагнітного випромінювання складається з таких частин (рис. 5.12.1):
< 150 нм — іонізуюче випромінювання, рентгенівське та гамма-випромінювання;
150–400 нм — ультрафіолетове випромінювання (УФ);
400–800 нм — видиме світло;
800–1000 нм — інфрачервоне випромінювання (ІЧ);
> 1000 нм — дальнє інфрачервоне випромінювання, за ним надвисокі частоти (НВЧ) або ж мікрохвилі (ті самі, що використовані в мікрохвильовках), а ще далі — радіодіапазон (аж до 100 м).

Рис. 5.12.1. Спектр частот електромагнітних коливань