Сильная радиация от солнца

Солнечная радиация или ионизирующее излучение солнца

Солнце – источник света и тепла, в котором нуждается все живое на Земле. Но помимо фотонов света, оно излучает жесткую ионизирующую радиацию, состоящую из ядер и протонов гелия. Почему так происходит?

Причины возникновения солнечного излучения

Солнечная радиация образуется в дневные часы во время хромосферных вспышек – гигантских взрывов, происходящих в атмосфере Солнца. Часть солнечного вещества выбрасывается в космическое пространство, образуя космические лучи, главным образом состоящие из протонов и небольшого количеств ядер гелия. Эти заряженные частицы спустя 15-20 минут после того, как солнечная вспышка становится видимой, достигают поверхности земли.

Воздух отсекает первичное космическое излучение, порождая каскадный ядерный ливень, который затухает с понижением высоты. При этом рождаются новые частицы – пионы, которые распадаются и превращаются в мюоны. Они проникают в нижние слои атмосферы и попадают на землю, зарываясь вглубь до 1500 метров. Именно мюоны отвечают за образование вторичного космического излучения и естественной радиации, воздействующей на человека.

Спектр солнечного излучения

Спектр солнечного излучения включает как коротковолновые, так длинноволновые области:

• гамма-лучи;
• рентгеновское излучение;
• УФ-радиацию;
• видимый свет;
• инфракрасную радиацию.

Свыше 95% излучения Солнца приходится на область «оптического окна» – видимого участка спектра с прилегающими областями ультрафиолетовых и инфракрасных волн. По мере прохождения через слои атмосферы действие солнечных лучей ослабляется – вся ионизирующая радиация, рентгеновские лучи и почти 98% ультрафиолета задерживаются земной атмосферой. Практически без потерь до земли доходит видимый свет и инфракрасное излучение, хотя и они частично поглощаются молекулами газов и частицами пыли, находящимися в воздухе.

В связи с этим, солнечное излучение не приводит к заметному повышению радиоактивного излучения на поверхности Земли. Вклад Солнца вместе с космическими лучами в формирование общей годовой дозы облучения составляет всего 0,3 мЗв/год. Но это усредненное значение, на самом деле уровень падающего на землю излучения различен и зависит от географического положения местности.

Где солнечное ионизирующее облучение сильнее?

Наибольшая мощность космических лучей фиксируется на полюсах, а меньше всего – на экваторе. Связано это с тем, что магнитное поле Земли отклоняет к полюсам заряженные частицы, падающие из космоса. Кроме этого, излучение усиливается с высотой – на высоте 10 километров над уровнем моря его показатель возрастает в 20-25 раз. Активному воздействию более высоких доз солнечной радиации подвергаются жители высокогорий, поскольку атмосфера в горах тоньше и легче простреливается идущими от солнца потоками гамма-квантов и элементарных частиц.

Важно. Серьезного воздействия радиационный уровень до 0,3 мЗв/ч не оказывает, но при дозе 1,2 мкЗ/ч рекомендуется покинуть район, а случае крайней необходимости находится на его территории не более полугода. При превышении показаний вдвое следует ограничить пребывание в этой местности до трех месяцев.

Если над уровнем моря годовая доза космического облучения составляет 0,3 мЗв/год, то при повышении высоты через каждые сто метров этот показатель увеличивается на 0,03 мЗв/год. После проведения небольших расчетов можно сделать вывод, что недельный отпуск в горах на высоте 2000 метров даст облучение 1мЗв/год и обеспечит почти половину общей годовой нормы (2,4 мЗв/год).

Получается, что жители гор получают годовую дозу радиации, в разы превышающую норму, и должны чаще болеть лейкозом и раком, чем люди, живущие на равнинах. На самом деле, это не так. Наоборот, в горных районах фиксируется более низкая смертность от этих заболеваний, а часть населения – долгожители. Это подтверждает тот факт, что длительное нахождение в местах высокой радиационной активности не оказывает негативного влияния на организм человека.

Солнечные вспышки – высокая радиационная опасность

Вспышки на Солнце – большая опасность для человека и всего живого на Земле, поскольку плотность потока солнечного излучения может превышать обычный уровень космического излучения в тысячу раз. Так, выдающийся советский ученый А. Л. Чижевский связал периоды образования солнечных пятен с эпидемиями тифа (1883-1917 г) и холеры (1823-1923 г) в России. На основании сделанных графиков он еще в 1930 году предсказал возникновение обширной пандемии холеры в 1960-1962 годах, которая и началась в Индонезии в 1961 году, затем быстро распространилась на другие страны Азии, Африки и Европы.

Сегодня получено множество данных, свидетельствующих о связи одиннадцатилетних циклов солнечной активности со вспышками заболеваний, а также с массовыми миграциями и сезонами бурного размножения насекомых, млекопитающих и вирусов. Гематологи установили увеличение количество инфарктов и инсультов в периоды максимальной солнечной активности. Такая статистика связана с тем, что в это время у людей повышается свертываемость крови, а так как у больных с заболеваниями сердца компенсаторная деятельность угнетена, возникают сбои в его работе вплоть до некрозов сердечной ткани и кровоизлияний в мозг.

Большие солнечные вспышки происходят не так часто – раз в 4 года. В это время увеличивается количество и размер пятен, в солнечной короне образуются мощные коронарные лучи, состоящие из протонов и небольшого количества альфа-частиц. Самый мощный их поток астрологи зарегистрировали в 1956 году, когда плотность космического излучения на поверхности земли увеличилась в 4 раза. Еще одним последствием подобной солнечной активности стало полярное сияние, зафиксированное в Москве и Подмосковье в 2000 году.

Как себя обезопасить?

Конечно, повышенный радиационный фон в горах – не повод отказываться от поездок в горы. Правда, стоит подумать о мерах безопасности и отправиться в путешествие вместе с портативным радиометром, который поможет контролировать уровень радиации и при необходимости ограничить время пребывания в опасных районах. В местности, где показании счетчика показывают величину ионизирующего облучения в 7 мкЗв/ч, не стоит находиться больше одного месяца.

Источник

Ультрафиолетовое излучение в а/п Ст. Пол

Что такое ультрафиолет, и как он влияет на здоровье?

С начала семидесятых годов прошлого века было замечено увеличение количества случаев заболевания раком кожи. Это было связано с индивидуальными привычками людей по отношению к пребыванию на Солнце. Считалось, что загорать — это, несомненно, приятно и полезно. Однако, это не так, и чрезмерное пребывание на солнце приводит к повреждению кожи и увеличению риска заболевания раком.

Все люди на планете подвержены воздействию ультрафиолетового излучения, исходящего от Солнца. Ультрафиолетовое излучение (УФ-излучение или УФ-радиация) соответствует диапазону электромагнитных волн с длинами 100-400 нанометров и подразделяется на три класса:

• A 315-400 nm
• B 280-315 nm
• C 100-280 nm

По мере прохождения лучей сквозь земную атмосферу, все УФ-лучи класса C и 90% лучей класса B поглощаются озоном, водяным паром, кислородом и углекислым газом. Таким образом, УФ-радиация, достигающая поверхности Земли, представляет из себя волны А-класса с небольшим количеством волн В-класса.

На интенсивность УФ-излучения у поверхности земли влияют следующие факторы:

1. Высота Солнца. Чем выше Солнце над горизонтом, тем сильнее уровень УФ-излучения. Таким образом, уровень излучения колеблется от дня к ночи и от зимы к лету. Самые высокие уровни достигаются около полудня в летние месяцы. Так, 60% радиации приходит примерно между 11 и 15 часами дня по местному времени.
2. Широта места. Чем ближе к экватору, тем выше уровень УФ-радиации
3. Облачный покров. Уровень УФ-радиации выше при безоблачном небе, но даже при некоторой облачности, излучение может быть сильным, благодаря переотражению от облаков, создавая, таким образом, рассеянные источники излучения. Тонкая облачность может пропускать до 90% УФ-лучей.
4. Высота над уровнем моря. На больших высотах атмосфера тоньше и поглощает меньше УФ-радиации, поступающей от Солнца. Каждые 1000 метров УФ-уровень увеличивается примерно на 10%.
5. Озон. Озон поглощает часть УФ-радиации, которая иначе могла бы достичь поверхности Земли. Концентрация озона в атмосфере колеблется как в течение года, так и в пределах одного дня.
6. Отражение от земной поверхности. УФ-радиация отражается или рассеивается в различной степени разными поверхностями. Например, снег отражает до 80%, сухой песок – около 15%, а морская пена – до 25%. Люди, находящиеся в помещении, получают 10-20% УФ-излучения в сравнении с людьми на открытой местности. Люди, находящиеся в тени, получают примерно 50% облучения.

Небольшие дозы ультрафиолетового излучения полезны для человека, особенно при продуцировании витамина D. УФ-лучи также используются для лечения некоторых заболеваний, таких как: рахит, псориаз и экзема. Это требует медицинского наблюдения, и польза от лечения в противовес вреду от УФ-лучей определяется лечащим врачом.

Продолжительное нахождение человека под воздействием УФ-радиации может вызывать острые и хронические поражения кожи, глаз, иммунной системы. Солнечные ожоги и загар – это наиболее хорошо известные последствия поражения кожи от УФ-излучения. В долгосрочной перспективе это приводит к разрушению клеток, образованию фиброзной ткани, поражению сосудов и преждевременному старению кожи. УФ-радиация также может приводить к воспалению глаз и фотокератиту.

Хронические заболевания включают две большие группы: рак кожи и катаракта. Каждый год фиксируется от 2 до 3 миллионов случаев заболевания раком кожи. От 12 до 15 миллионов слепнут от катаракты. По оценке ВОЗ, до 20% случаев связано с чрезмерным пребыванием на солнце, особенно в Индии, Пакистане и других странах «пояса катаракты», расположенных близко к экватору.

Более того, существуют предположения, что УФ-излучение может увеличивать риск развития инфекционных заболеваний и снижать эффект от вакцинаций.

Привычки людей находиться на солнце как можно дольше могут быть причиной роста случаев заболевания раком кожи в последние десятилетия. Увеличение частоты занятий на свежем воздухе и тяга к загоранию приводят к увеличению продолжительности облучения УФ-лучами. К сожалению, многие люди до сих пор считают длительное загорание нормальным, а загорелый вид оценивается как признак активности и хорошего здоровья. Особенно опасно это для детей, так как кожа у них более нежная и чувствительная к поражениям.

Что такое УФ-Индекс?

Глобальный солнечный УФ-Индекс (УФИ, UV-index, UVI) – это простая мера уровня ультрафиолетовой радиации, достигающей поверхности Земли, и одновременно индикатор потенциального поражения кожи. Он предназначен для предупреждения людей о необходимости защитных мер, когда они находятся под открытым солнцем. УФ-индекс разработан Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в сотрудничестве с Всемирной метеорологической организацией (ВМО), Международной комиссией защиты от неионизирующего излучения, а также с Федеральной службой радиационной защиты ФРГ.

УФ-Индекс описывает уровень солнечной ультрафиолетовой радиации, приходящей на поверхность Земли. Чем выше значение индекса, тем больше потенциальный риск повреждения кожи и глаз, и тем меньше времени требуется, чтобы это произошло.

Ощутимое увеличение числа случаев заболеваний раком кожи по всему среди светлокожих людей очевидно связано с увеличением времени пребывания под солнцем или с использованием соляриев. Последние исследования показывают, что привычки людей подолгу находиться на солнце приводят к росту числа поражений УФ-излучением. УФИ предупреждает людей о рисках продолжительного воздействия ультрафиолета и рекомендует применить защитные средства, когда это необходимо.

Основные способы защиты от солнечных лучей

• Старайтесь не выходить на солнце с 12 до 14 часов
• Ищите затененные места
• Носите закрытую одежду
• Носите широкополые шляпы, закрывающие от солнца глаза, лицо и шею
• Носите солнцезащитные очки, закрывающие глаза полностью
• Используйте солнцезащитные экраны и тенты
• Избегайте соляриев

Защищайте от солнца детей и подростков — это очень важно!

УФ-индекс может принимать значения от 0 до 13, причем большие значения соответствуют более сильному облучению. Даже для очень чувствительной кожи при значениях УФИ менее 3 риск краткосрочных и долгосрочных поражений минимален, и при нормальных условиях никакой защиты не требуется. Выше уровня 3 защита необходима, и она должна быть дополнительно усилена для уровней 8 и выше.

Значение индекса может быть как измерено спектрорадиометрами, так и вычислено с помощью математических моделей. Для составления прогноза УФ-индекса для города Ст. Пол мы используем собственный алгорим расчета, основанный на использовании данных глобальных моделей погоды.

Источник

Солнечная радиация – влияние на организм и меры защиты

Все что мы видим вокруг, материя, земля, вода, воздух — миллиарды лет назад появилось в недрах звезд. Мир вокруг нас существует благодаря небесным светилам и их дарам. Жизнь на Земле зародилась и существует благодаря энергии нашей звезды — Солнца. Вся энергия излучаемая Солнцем именуется солнечной радиацией.

Под радиацией, принято считать, ионизирующие излучения, сопровождающие ядерные и термоядерные реакции, оказывающие исключительно вредное и опасное воздействие на живые организмы. Солнечная радиация это более обширное понятие, включающее в себя совокупность материи, волнового и теплового излучения поступающих нам от светила. При ее недостатке, невозможно нормальное развитие и функционирование человеческого организма, избыток оказывает отрицательное воздействие и может быть губителен.

Состав солнечной радиации и ее виды

Солнечное излучение включает в себя электромагнитную и корпускулярную составляющие. Корпускулярное — это поток протонов, электронов и альфа-частиц обладающих большой энергией и образующих солнечный ветер. Поверхность планеты, надежно защищена от губительного воздействия, этого вида излучения, мощным магнитным полем порождаемым ядром Земли. Частицы прошедшие магнитный барьер задерживаются в верхних слоях атмосферы — ионосфере, вызывая красочную цветную феерию — полярное сияние. В сравнении с волновым излучением, энергия корпускулярного невелика и практически не оказывает влияния на биосферу Земли.

Электромагнитное солнечное излучение, в зависимости от длинны волны, подразделяется на:

• гамма-излучение.
• рентгеновское.
• радиоволны.
• инфракрасное — тепловое.
• свет видимой глазом части спектра.
• ультрафиолетовое.

Рентгеновское и гамма-излучение почти полностью рассеиваются в ионосфере, не достигают поверхности и существенного влияния на формирование климата не оказывают.

Основную роль в развитии жизни на Земле играет коротковолновая солнечная радиация — инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, невидимая глазом часть спектра. Причем две трети от совокупности энергии солнца составляет тепло и видимый свет. На ультрафиолет приходится менее 9%, озоновый слой пропускает всего 1%, тем не менее, он является чрезвычайно важным для всех живых организмов. Благодаря ультрафиолетовому излучению идут процессы фотосинтеза в растениях и протекают сложные химические реакции органических соединений. Чрезмерное воздействие ультрафиолета губительно для всего живого.

Солнечную радиацию подразделяет на прямую и рассеянную. Прямая это половина всего излучения достигающего поверхности. Рассеянная — вторая половина, задерживаемая и поглощаемая атмосферой.

Как влияет на организм человека

Солнечная радиация необходима для жизнедеятельности человека. Однако все хорошо в меру, избыток излучения несомненно вреден и может быть опасен для здоровья.

Ультрафиолетовое излучение — невидимая человеческому глазу часть солнечного спектра. Поверхности земли достигает лишь небольшая его часть, с наиболее короткой длинной волны. В разумных пределах, оказывает исключительно положительное влияние на человека, а именно:

• под влиянием ультрафиолета синтезируется витамин D, отвечающий за связывание соединений кальция и формирование костной ткани. Особенно это важно для развивающегося детского организма. При недостатке солнечного света, велик риск нарушения роста и развития рахита.
• обладает бактерицидным действием, нормализует обмен веществ, укрепляет иммунную систему организма.
• стимулирует выработку эндорфинов. Именно поэтому, в ясную солнечную погоду почти всегда хорошее настроение и отличное самочувствие.

Однако, превышение допустимых значений ультрафиолетового облучения, крайне опасно и вредно. Длительное пребывание на открытом воздухе в неблагоприятное время дня может вызвать солнечные ожоги, тепловые удары, способствует развитию онкологических заболеваний, изменению состава крови.

Видимая человеческому глазу часть спектра солнечной радиации позволяет получать 80% процентов информации о внешнем мире. Свет регулирует фазы бодрствования — сна, влияет на скорость обмена веществ, общее самочувствие, эмоциональное настроение.

Цветовая гамма, интенсивность освещения оказывают психофизиологическое воздействие на человека. Холодные оттенки синего и фиолетового угнетают активность организма, способствуют понижению артериального давления и сердечного ритма. Красный и теплые цвета, наоборот увеличивают скорость реакции, возбуждают центральную нервную систему. Средняя часть видимого спектра — оттенки зеленого и желтого, успокаивают, положительно влияют на работоспособность и настроение.

Недостаточная освещенность снижает эффективность зрительного аппарата, повышает утомляемость и угнетает эмоциональное состояние людей.

Инфракрасное излучение — является по сути тепловым. Невидимое глазу, именно оно играет решающую роль в формировании климатических условий на планете.

Влияние на человека заключается в создании температурного режима. Оптимальная комфортная температура внешней среды от +18 до 25С. При ее превышении повышается нагрузка на сердечно-сосудистую систему, снижается работоспособность и концентрация внимания. Понижение температуры, требует от человека дополнительных затрат на тепловую защиту. Влияет на психоэмоциональное состояние.

Инфракрасное излучение широко используется в медицине для диагностики и лечения различных заболеваний. Тепло активизирует защитные силы организма для борьбы с инфекциями.

Как защитить себя от солнечной радиации

Следует понимать, что главная защита от вредного воздействие радиации это ограничение времени пребывания под прямыми солнечными лучами. Принимать солнечные ванны можно только в утренние и вечерние часы, когда высота светила над горизонтом не велика и атмосфера земли, создает дополнительную защиту агрессивному излучению.

Использование солнцезащитных кремов, частично спасает кожу от ожогов, но не дает должного эффекта против уфльтрафиолета самого короткого диапазона.

Поэтому, если нет возможности переждать полуденную жару в помещении, единственной надежной защитой, является использование одежды светлых оттенков, головного убора, солнцезащитных очков. Несмотря на высокую температуру воздуха, ткань должна закрывать большую часть тела и не допускать длительного контакта отдельных участков кожи с солнечным излучением.

Нужно помнить, что активное полуденное солнце опасно не только ожогами, но и прежде всего нарушением обмена веществ, сбоем общего гормонального фона, как следствие риском развития онкозаболеваний кожи и кроветворной системы организма.

На настоящий момент времени, доказано, что солнечный загар является защитной функцией кожи и никакого положительного эффекта в себе не несет. Поэтому нет ни какой необходимости рисковать здоровьем, ради сомнительной красоты. Человеческому организму, для поддержания необходимого уровня воздействия ультрафиолета, вполне достаточно одного часа утром на пляже, излучения получаемого в течение дня и вечерней прогулки.

Радиационный баланс и влияние радиации на климат

Рассеянная радиация вносит свой вклад в формирование климата на планете, однако, решающую роль играет прямая, достигающая земли и нагревающая ее. Поверхность, в свою очередь становится источником инфракрасного излучения, которое частично задерживается содержащимися в атмосфере парниковыми элементам — водяным паром, углекислым газом, пылью. Возникает эффект обмена энергией, когда излучене земли компенсируется противоизлучением атмосферы, который получил название радиационного баланса.

Радиационный баланс может быть как положительным, так и отрицательным. Летним днем, тепловая энергия накапливается у поверхности, приток ее больше чем рассеяние, что вызывает повышение температуры, увеличение концентрации водяного пара и соответственно увеличение парникового эффекта.

Зимой, когда угол падения прямых солнечных лучей низок, продолжительность дня уменьшается, поверхность нагревается менее интенсивно, радиационный баланс становится отрицательным, что вызывает понижение температуры. С наступлением заморозков, влажность воздуха резко снижается, потери тепловой энергии землей еще более увеличиваются. Температура начинает понижаться до очередной точки равновесия радиационного баланса.

На значение радиационного баланса и климат конкретного региона влияет географическая широта, из-за наклона оси вращения земли. Особенности рельефа, формирующие розу ветров, расстояние от побережья океана и морские течения.

Мы все существуем благодаря Солнцу и его энергии, однако нельзя забывать, что мир не статичен. На протяжении истории, условия на Земле неоднократно кардинально менялись, от ледниковых периодов до жарких тропиков. Воздействие солнечной радиации на жизнедеятельность человека и климат на планете носит решающий характер. Мы еще не научились управлять погодой и не до конца изучили механизмы формирования климата.

Поэтому, чтобы человек не оказался в роли очередного динозавра или мамонта, крайне необходимы дополнительные исследования в этой области.

Источник