Солнце греет все более теплее

Как работает и греет Солнце

Солнце — главный источник энергии на Земле. Без него невозможным было бы существование жизни. И хотя все буквально вертится вокруг Солнца, мы очень редко задумываемся над тем, как работает наша звезда.

Структура Солнца

Чтобы понять, как работает Солнце, сначала нужно разобраться в его структуре.

Ядро.
Зона лучистого переноса.
Конвективная зона.
Атмосфера: фотосфера, хромосфера, корона, солнечный ветер.

Диаметр солнечного ядра составляет 150—175 000 км, около 20—25% солнечного радиуса. Температура ядра достигает 14 млн градусов по Кельвину. Внутри постоянно происходят термоядерные реакции с образованием гелия. Именно в ядре в результате данной реакции выделяется энергия, а так же тепло. Остальная часть Солнца нагрета этой энергией, она проходит сквозь все слои до фотосферы.

Зона лучистого переноса находится над ядром. Энергия переносится с помощью излучения фотонов и их поглощения.

Над зоной лучистого переноса находится конвективная зона. Здесь перенос энергии осуществляется не переизлучением, а переносом вещества. С высокой скоростью более холодное вещество фотосферы проникает в конвективную зону, а излучение из зоны лучистого переноса поднимается на поверхность — это и есть конвекция.

Фотосфера — это видимая поверхность Солнца. Из этого слоя исходит большая часть видимого излучения. В фотосферу уже не проникает излучение более глубоких слоев. Средняя температура слоя достигает 5778 К.

Хромосфера окружает фотосферу, она имеет красноватый оттенок. Из поверхности хромосферы постоянно происходят выбросы — спикулы.

Последняя внешняя оболочка нашей звезды — корона, состоящая из энергетических извержений и протуберанцев, образующих солнечный ветер, распространяющийся к самым дальним уголкам солнечной системы. Средняя температура короны — 1—2 млн К, но есть участки с 20 млн К.

Солнечный ветер — это поток ионизированных частиц, распространяющийся до границ гелиосферы со скоростью около 400 км/с. Многие явления на Земле связаны с солнечным ветром, например, полярное сияние и магнитные бури.

Солнечное излучение

Плазма Солнца обладает высокой электропроводностью, что способствует появлению электрических токов и магнитных полей.

Солнце — самый сильный излучатель электромагнитных волн в мире, который дает нам:

ультрафиолетовые лучи;
видимый свет — 44% солнечной энергии (преимущественно желто-зеленый спектр);
инфракрасные лучи — 48%;
рентгеновское излучение;
радиационное излучение.

Лишь 8% энергии отводится на ультрафиолетовое, рентгеновское и радиационное излучение. Видимый свет расположен между лучами инфракрасного и ультрафиолетового спектра.

Также Солнце является мощным источником радиоволн нетепловой природы. Помимо всевозможных электромагнитных лучей излучается постоянный поток частиц: электронов, протонов, нейтрино и так далее.

Все виды излучения оказывают свое влияние Землю. Именно это влияние мы ощущаем.

Воздействие УФ лучей

Ультрафиолетовые лучи воздействуют на Землю и все живые существа. Благодаря им существует озоновый слой, так как УФ-лучи разрушают кислород, который модифицируется в озон. Магнитное поле Земли в свою очередь формирует озоновый слой, который, как ни парадоксально, ослабляет силу воздействия УФ.

На живые организмы и окружающую среду ультрафиолет влияет многогранно:

способствует выработке витамина D;
обладает антисептическими свойствами;
вызывает появление загара;
усиливает работу кроветворных органов;
повышает свертываемость крови;
увеличивается щелочной резерв;
дезинфицирует поверхности предметов и жидкости;
стимулирует обменные процессы.

Именно ультрафиолетовое излучение способствует самоочищению атмосферы, устраняет смог, частицы дыма и пыли.

В зависимости от широты сила воздействия УФ излучения сильно изменяется.

Воздействие ИК лучей: почему и как Солнце греет

Все тепло на Земле — это инфракрасные лучи, которые появляются благодаря термоядерному синтезу водорода с образованием гелия. Эта реакция сопровождается огромным выбросом лучистой энергии. До земли доходит порядка 1000 Ватт на квадратный метр. Именно за это ИК излучение очень часто называют тепловым.

Удивительно, но Земля выступает в роли инфракрасного излучателя. Планета, а также облака поглощают ИК лучи, а затем переизлучают эту энергию обратно в атмосферу. Такие вещества как водяной пар, капли воды, метан, диоксид углерода, азот, некоторые соединения фтора и серы излучают ИК лучи во всех направлениях. Именно благодаря этому имеет место парниковый эффект, который поддерживает поверхность Земли в постоянно подогретом состоянии.

Инфракрасные лучи не только нагревают поверхности предметов и живых существ, но и оказывают другое влияние:

обеззараживают;
улучшают метаболизм;
стимулируют кровообращение;
снимают болевые ощущения;
нормализуют водно-солевой баланс;
укрепляют иммунитет.

Почему зимой Солнце греет слабо

Так как Земля вращается вокруг Солнца с некоторым наклоном оси, в разное время года происходит отклонение полюсов. В первой половине года Северный полюс повернут к Солнцу, в во второй — Южный. Соответственно, меняется угол воздействия солнечной энергии, а также мощность.

То полушарие, которое повернуто к Солнцу, получает больше электромагнитных и других лучей, нагревается сильнее — наступает лето. Полушарие, которое отвернуто от солнца получает падающие вскользь лучи — наступает зима. Из-за измененного угла падения поверхность и атмосфера прогреваются слабее.

Из-за изменения угла наклона зимой Солнце проходится низко над горизонтом. Соответственно, его лучи проходят длинный путь сквозь атмосферу. Зимой тепловая энергия растрачивается сильнее, за счет того что инфракрасные лучи встречают на своем пути и обогревают в 4-6 раз больше воздуха. До поверхности планеты доходит значительно меньше тепла, поэтому кажется, что Солнце почти не греет.

Так как прозрачность воздуха достаточно высока, видимая часть солнечного излучения доходит в любое время года практически в неизменном количестве.

Источник

Почему в космосе холодно, если Солнце горячее?

Хоть Солнце и удалено на 150 миллионов км от нашей планеты, это не мешает ему дарить нам свое тепло ежедневно. Если даже на Земле температура доходит до +50°C и даже +60, зарегистрированных буквально в прошлом году в Кувейте, то что же происходит на более близком расстоянии к звезде? Но более интересно то, почему в космосе все равно холодно, если Солнце такое горячее? Об этом мы сегодня и поговорим.

Что такое тепло и температура

Для начала немного окунемся в матчасть, чтобы понять «откуда ноги растут». Первое, что нам нужно уяснить, это разница между словами «тепло» и «температура». Очень часто они используются как синонимы, но это не совсем правильно. Говоря простыми словами, тепло – это энергия. Она хранится как внутри Солнца, так и в нас с вами. А температура – измерение той самой энергии, способ вычислить, насколько теплый/холодный какой-нибудь объект или среда. Когда тепло покидает тело, его температура понижается.

«Выход» тепла из одного объекта и его переход в другой может осуществляться тремя способами: проводимостью, конвекцией и излучением. Проводимость характерна для твердых объектов. При нагревании более горячие частицы сталкиваются с более холодными и таким образом передают им тепло. Конвекция относится к газам и жидкостям. Вы наверняка знаете, что тепло не опускается, а поднимается. Именно поэтому в комнате под потолком всегда температура чуть выше, чем внизу. То же самое касается и поверхности воды, где заметно теплее, чем на дне. Это происходит благодаря конвекции. Молекулы жидкости или газа нагреваются и устремляются вверх. Там они вытесняют холодные молекулы, которые в свою очередь опускаются вниз.

Что такое тепло и температура

При излучении объект передает свое тепло в виде света. Возможно, для кого-то это станет открытием, но излучение характерно вообще для всего вокруг нас и для нас самих тоже. Люди также излучают тепло в форме инфракрасных волн. Увидеть это невооруженным глазом, конечно же, нельзя, но вот на тепловизоре – легко. Так работают различные приборы ночного видения и прочие инфракрасные камеры. Чем наблюдаемое тело горячее, тем больше тепла излучает и ярче светится на тепловизоре. Самым ярким примером (простите за каламбур) теплового излучения является наша звезда, которая отдает свое тепло всем планетам, вращающимся вокруг нее. Кому-то больше, кому-то меньше, но светит Солнце всем.

Если вы уловили все выше сказанное, то знайте, что мы уже близки к ответу на вопрос: «Почему в космосе холодно, если Солнце горячее?». Итак, для проводимости и конвекции необходимо определенное количество частиц, которые будут передавать тепло между собой, например, частицы воздуха в земной атмосфере. Но проблема космоса заключается в том, что там таких частиц крайне мало (и воздуха там нет, там вообще ничего нет, кроме вакуума), поэтому там эти два способа теплопередачи неэффективны от слова совсем.

Что же тогда остается? Правильно, излучение. Оно движется от Солнца и попадает на какой-либо объект, который начинает его поглощать. На Земле в этом случае сработала бы проводимость или конвекция, так как здесь есть достаточное для этого количество частиц материи, в нашем случае – воздуха. Но в космосе это не сработает, потому что в вакууме не хватает той самой материи, которая могла бы поглотить солнечное тепло и передать его другим объектам. Поэтому в космосе и холодно.

Почему в космосе холодно

Почему в тени так холодно

Как вам известно, в тени всегда прохладнее. Особенно сильно это заметно ночью, когда даже в летний период может быть достаточно холодно. Теперь вы знаете, что это объясняется отсутствием солнечного излучения в этой части планеты. Это полушарие просто повернуто в другую сторону – одно из доказательств того, что Земля круглая. Но сейчас не об этом.

Если в пределах нашей планеты во тьме температура падает на несколько градусов, то в космосе эта разница просто колоссальна. Вспомните тот же Меркурий, который невероятно горячий с одной стороны и дико холодный с другой. Но давайте для более наглядного примера возьмем что-нибудь поближе, например, Луну. Сторона нашего спутника, повернутая к Солнцу, нагревается до +127 градусов по Цельсию. В это время обратная сторона мерзнет при -173. Почему же такой же эффект не наблюдается на Земле? Все из-за атмосферы. Именно она равномерно распределяет солнечное излучение, обеспечивая нам постепенное снижение и увеличение температуры, а не резкое. Если бы Земля не вращалась вокруг своей оси, температура на темном полушарии постепенно продолжила бы падать, а на светлом – повышаться.

Еще один известный пример – солнечный зонд Parker, который был отправлен изучать наше светило. Он использовал теплозащитный экран, чтобы не сгореть от солнечного излучения. И температура этого экрана повышалась до 120 градусов, а вот сам зонд, который за ним прятался, промерзал до -150.

Источник

Каким образом лучи солнца нагревают атмосферу, если между телами «земля-солнце» вакуум?

Я немного уточню другие ответы. Речь тут о том, что лучи солнца, вообще говоря, это не только свет (т.е. видимая часть спектра), но и ультрафиолетовое излучение, и инфракрасное, а также радиоволновое, рентгеновское и электромагнитное — те самые магнитные бури, о которых предупреждают сердечников по телевизору.

Прямая передача тепла от более нагретого тела менее нагретому требует контакта. А вот излучению никакая среда не нужна — оно прекрасно путешествует сквозь вакуум. Долетев до Земли, энергичные фотоны (а любое излучение — это фотоны) сталкиваются с атомами и передают им часть своей энергии, которая переходит в тепло. Нагревается, в основном, сама планета, потому что она значительно более плотная, чем атмосфера, и вероятность столкновения фотона с атомом там выше. Затем тепло от земли передается в атмосферу как в виде конвективных потоков, так и переизлучением.

5 · Хороший ответ

Нет. Только электромагнитное.

Электронейтральные фотоны притягиваются сильным магнитом где-то за Землёй? Простите, но это глупости.

Фотоноы света проходят через вакум без сопротивления. Попадая в другую среду (Атмосфера) часть энергии идет на ее нагрев, но очень мало и неэффективно. Впоследсвии свет проходит атмосферу практически бесприпятсвенно, передает энергию и нагревает землю и все объекты, которые в свою очередь передаю энергию\тепло атмосфере.

3 · Хороший ответ

Таким образом, что солнечные лучи это фотоны, и они прекрасно летят через вакуум. А когда они долетают до Земли, то они её нагревают. Наоборот если в космосе практически нет вещества, то практически нечему энергию лучей поглощать.

Источник

Почему одни легко переносят жару, а другие — нет?

Многие наслаждаются высокой температурой воздуха, в то время как другие страдают от высокой температуры. В этой статье врач раскроет причины, по которым человек может быть более чувствительным к жаре и что с этим делать.

Почему жара – проблема для людей с неврологическими заболеваниями?

Высокие температуры могут быть проблемой для многих людей с нарушениями работы мозга и позвоночника. Жара — это не просто проблема в летний период, она также может повлиять на организм, если вы принимаете горячую ванну или проводите время в теплом месте, например, в сауне.

Есть часть мозга, называемая гипоталамусом, которая отвечает за контроль температуры тела, регулируя ее в горячих или холодных условиях. Мозг делает это, посылая сигналы телу, чтобы начать потеть, если становится слишком жарко, или дрожать, если становится холодно.

Горячие температуры могут помешать работе нервных волокон. Это означает, что иногда сообщения не могут попасть в мозг и из него. Из-за этого вы можете испытывать усталость, слабость, проблемы с балансом или зрением.

Кроме того, у некоторых людей, страдающих рядом заболеваний, гипоталамус работает не так, как должен, и поэтому они не могут адекватно охлаждать тело. Если это неврологическое состояние, человек может страдать от усталости, истощения или недостатка энергии, а состояние может ухудшиться от жары. Это связано с тем, что тело легче обезвоживается и кровь не так легко циркулирует по телу. Некоторые лекарства, например, от кровяного давления, также могут повлиять на переносимость жары. В жаркую погоду вы можете быть более уязвимыми к тепловым высыпаниям или экземе, потому что тело более горячее и больше потеет, повышается риск теплового удара.

Рассмотрим несколько причин, по которым возникает непереносимость жары и что с этим делать:

Стресс и беспокойство

Давайте начнем с самой очевидной и наименее тревожной причины, по которой ухудшается переносимость жары. Стресс вызывает повышение температуры тела, потому организм обнаруживает стрессовую или угрожающую ситуацию, активизирует симпатическую нервную систему, которая подготавливает ваше тело к «борьбе или бегству».

Наряду с потливостью, вы можете заметить, что ваше сердцебиение учащается, и вы начинаете потеть в моменты тревоги, паники. В большинстве случаев, эти симптомы исчезают сами по себе, как и когда ситуация, вызывающая стресс, разрешается. Однако хронический стресс в течение длительного периода времени приводит к более длительному повышению температуры тела. Это называется «психогенная лихорадка».

Заболевания щитовидной железы

Щитовидная железа — один из центральных игроков в эндокринной системе организма. Эндокринная система, наряду с нервной, отвечает за синхронизацию и регулирование функций организма и реакции на окружающую среду. Щитовидная железа отвечает за регулирование обмена веществ в организме и активно контролирует целый ряд процессов, которые прямо или косвенно связаны с тем, как организм производит и расходует энергию.

Гипертиреоз относится к группе состояний, при которых щитовидная железа больше производит гормоны щитовидной железы (T3, T4). Эти гормоны «активизируют» обмен веществ в организме, поэтому их количество вызывает ряд симптомов, среди которых непереносимость тепла. Безусловным признаком гипертиреоза является чувство чрезмерной жары и склонности к потоотделению.

Другие симптомы гипертиреоза включают потерю веса, беспокойство, плохой сон, сердцебиение и чрезмерный аппетит. Наиболее распространенная причина гипертиреоза — аутоиммунное состояние, называемое «болезнь Грейвса», при которой иммунные клетки организма атакуют щитовидную железу, заставляя его вырабатывать больше гормонов щитовидной железы.

Если у вас есть какие-либо из этих симптомов, вам необходимо проверить работу щитовидной железы у врача-эндокринолога и пройти лечение.

Диабет

Как диабет типа 1, так и тип 2 нарушают способность адекватно справляться с жарой и высокими температурами. Особенно это заметно у пациентов с диабетическими осложнениями, такими как микроангиопатия (поражение мелких кровеносных сосудов) и нейропатия (повреждение нервов). У них может наблюдаться выраженная чувствительность к жаркой погоде. Это связано с тем, что эти осложнения могут привести к повреждению потовых желез, что затрудняет охлаждение тела в жаркую погоду.

Более того, диабетики, как правило, легко обезвоживаются, что делает их чувствительными к жаре. Поэтому людям с диабетом нужно постоянно следить за сахаром крови и пить больше жидкости, не допуская обезвоживания.

Лекарства

Некоторые лекарства, отпускаемые без рецепта, связаны с побочными эффектами, такими как чрезмерное нагревание и потоотделение. Это, например:

Цинковые добавки
Гормональные препараты
Антидепрессанты, такие как Норпрамин и Нортриптилин
Псевдоэфедрин и другие симпатомиметики
Антигипертензивные препараты, такие как гидрохлоротиазид.

Важно отметить, что лекарства не вызывают одинаковых побочных эффектов у всех, кто их принимает. Поэтому очень важно проконсультироваться с врачом перед началом приема новых препаратов.

Беременность

Общеизвестен факт, что женщины испытывают приливы во время менопаузы из-за гормональных колебаний. Но подобный тип чувствительности к жаре может быть и у беременных женщин. Во время беременности гормональный уровень женщины подвергается резким колебаниям, что вызывает изменения в реагировании на жару. В этом случае нужно выбирать легкую одежду, больше пить и контролировать состояние здоровья.

Гипогидроз и ангидроз

Потоотделение — один из ключевых механизмов защиты организма от нагревания. Пот помогает организму выделять тепло в окружающую среду и остывать. Гипогидроз относится к состоянию, при котором способность человека к потоотделению значительно снижается. Таким пациентам трудно остыть, их тела оказываются неспособными сделать это адекватно.

Гипогидроз может возникнуть в результате ряда системных, нервных или дерматологических состояний. Варианты лечения зависят от первопричины заболевания. Однако во многих случаях, к сожалению, гипогидроз не поддается лечению. Когда реакция на потоотделение полностью отсутствует, состояние называется «ангидроз».

Фибромиалгия

Фибромиалгия — это болезненное состояние, характеризующееся хронической болью в нескольких участках тела и повышенной чувствительностью к давлению. Люди с фибромиалгией, как правило, очень чувствительны к экстремальным погодным условиям — жаре и холоду. Некоторые пациенты сообщают о том, что чувствуют себя хуже в жаркие месяцы, а некоторые — в холодные.

Фибромиалгия, помимо других симптомов, ухудшает способность организма приспосабливаться к различным температурам (терморегуляция). В жаркую погоду люди с фибромиалгией оказываются чрезмерно горячими и особенно подвержены тепловому удару или сыпи. Это связано с тем, что у людей с фибромиалгией уменьшается приток крови к коже, и поэтому они плохо потеют. Кроме того, они, как правило, довольно легко обезвоживаются, что дополнительно способствует непереносимости тепла.

Рассеянный склероз

Рассеянный склероз (РС) — очень серьезное заболевание нервной системы, которое может быть очень изнурительным из-за широкого спектра симптомов. Он вызван демиелинизацией нервов. Нервы имеют изолирующие оболочки, состоящие из вещества, называемого «миелин». При демиелинизирующих заболеваниях, таких как рассеянный склероз, эта оболочка повреждена, что приводит к обнажению нервов и неспособности правильно проводить сигналы.

Тепловая непереносимость является одним из многих симптомов РС. Поскольку нервы пациентов с РС оголены, они гораздо более чувствительны к теплу. Даже малейшее повышение температуры тела сопровождается сильным обострением симптомов. Нечто безобидное, например, горячий душ или легкая тренировка, может вызвать приступообразные вспышки у этих пациентов.

Возраст

Пожилые люди имеют больше метаболических проблем по сравнению с их более молодыми коллегами. Следовательно, им трудно регулировать температуру своего тела в зависимости от внешних условий. Они хуже переносят жару

Яичниковая недостаточность

Первичная недостаточность яичников или преждевременная недостаточность яичников относится к состоянию, при котором яичники перестают функционировать адекватно до наступления менопаузального возраста. Одной из основных функций яичников является выработка эстрогена – женского полового гормона. Без достаточного количества эстрогена организм испытывает симптомы менопаузы, такие как «приливы», раньше времени.

Женщины с первичной недостаточностью яичников чрезмерно чувствительны к жаркой погоде. Они также испытывают множество других симптомов, таких как нарушение концентрации внимания, низкое половое влечение, нерегулярные месячные.

Если вы не можете избежать высоких температур, вот несколько советов, как справиться с жарой.

Профилактика обезвоживания. Обязательно пейте регулярно в течение дня и всегда носите с собой воду, если выходите на улицу. В холодных продуктах, таких как салат и фрукты, содержится много воды, которая поможет вам сохранить влагу, а также содержит много полезных питательных веществ. Ледяные леденцы также могут помочь!
Если вы занимаетесь спортом, постарайтесь выполнять упражнения в самые прохладные дни. Избегайте физических упражнений или слишком больших нагрузок, когда температура становится слишком высокой.
Избегайте выходить на солнце в самое жаркое время дня (с 11 до 17 часов).
Дома открывайте окна и держите шторы опущенными, если на окно попадает прямой солнечный свет.
Вы можете использовать электрический вентилятор, чтобы держать дом в прохладе.
Носите легкие ткани, открытые туфли или сандалии и шляпу, чтобы защититься от солнца. Не носите слишком тесную одежду, избегайте темных цветов.
Распылите на себя холодную воду или примите прохладный душ. Некоторые люди считают, что помещение рук или ног в ведро с прохладной водой помогает охладить все тело.
Старайтесь избегать перехода между жаркой и холодной средой (например, от полуденного солнца до здания с кондиционером).
Берегите свою кожу. Следите за тем, чтобы она была чистой и увлажненной, обращайте внимание на участки кожи или складки, где может накапливаться пот и влага.

Автор: врач-иммунолог Алена Парецкая

Введите e-mail, чтобы подписаться на нашу рассылку

Источник