Le soleil joue un rôle important pour nous sur Terre. Il fournit à la planète et à tout ce qui s'y trouve des facteurs importants tels que la lumière et la chaleur. Mais qu'est-ce que le rayonnement solaire, le spectre de la lumière du soleil, comment tout cela nous affecte-t-il et affecte-t-il le climat mondial dans son ensemble ?
Qu'est-ce que le rayonnement solaire ?
De mauvaises pensées viennent généralement à l'esprit lorsque vous pensez au mot "rayonnement". Mais le rayonnement solaire est en fait une très bonne chose - c'est la lumière du soleil ! Chaque être vivant sur Terre dépend de lui. Il est nécessaire à la survie, réchauffe la planète, fournit de la nourriture aux plantes.
Le rayonnement solaire est l'ensemble de la lumière et de l'énergie provenant du soleil, et il en existe de nombreuses formes différentes. Dans le spectre électromagnétique, on distingue différents types d'ondes lumineuses émises par le soleil. Ils sont comme les vagues que vous voyez dans l'océan: ils se déplacent de haut en bas et d'un endroit à un autre. Le spectre d'étude solaire peut avoir différentes intensités. Distinguerrayonnement ultraviolet, visible et infrarouge.
La lumière déplace l'énergie
Le spectre du rayonnement solaire ressemble au sens figuré à un clavier de piano. Une extrémité de celui-ci a des notes basses, tandis que l'autre extrémité a des notes hautes. Il en va de même pour le spectre électromagnétique. Une extrémité a des basses fréquences et l'autre extrémité a des hautes fréquences. Les ondes à basse fréquence sont longues pendant une période de temps donnée. Ce sont des choses comme le radar, la télévision et les ondes radio. Les rayonnements à haute fréquence sont des ondes de haute énergie avec une courte longueur d'onde. Cela signifie que la longueur d'onde elle-même est très courte pour une période de temps donnée. Ce sont, par exemple, les rayons gamma, les rayons X et les rayons ultraviolets.
Vous pouvez y penser de cette façon: les ondes à basse fréquence ressemblent à la montée d'une colline avec une montée progressive, tandis que les ondes à haute fréquence ressemblent à la montée rapide d'une colline escarpée, presque verticale. La hauteur de chaque colline est la même. La fréquence d'une onde électromagnétique détermine la quantité d'énergie qu'elle transporte. Les ondes électromagnétiques qui sont plus longues et donc de fréquences plus basses transportent beaucoup moins d'énergie que celles dont les longueurs d'onde sont plus courtes et les fréquences plus élevées.
C'est pourquoi les rayons X et les rayons ultraviolets peuvent être dangereux. Ils transportent tellement d'énergie que s'ils pénètrent dans votre corps, ils peuvent endommager les cellules et causer des problèmes comme le cancer et des modifications de l'ADN. Des choses comme les ondes radio et infrarouges, qui transportent beaucoup moins d'énergie, n'ont pas vraiment d'effet surnous aucune influence. C'est bien, car vous ne voulez certainement pas vous mettre en danger en allumant simplement la stéréo.
La lumière visible, que nous et les autres animaux pouvons voir avec nos yeux, est située presque au milieu du spectre. Nous ne voyons pas d'autres vagues, mais cela ne veut pas dire qu'elles ne sont pas là. En fait, les insectes peuvent voir la lumière ultraviolette, mais pas notre lumière visible. Les fleurs leur semblent très différentes de ce qu'elles sont pour nous, et cela les aide à savoir quelles plantes visiter et lesquelles éviter.
Source de toute énergie
Nous tenons la lumière du soleil pour acquise, mais ce n'est pas obligé, car, en fait, toute l'énergie sur Terre dépend de cette grande étoile brillante au centre de notre système solaire. Et pendant que nous y sommes, nous devrions également dire merci à notre atmosphère, car elle absorbe une partie du rayonnement avant qu'il ne nous atteigne. C'est un équilibre important: trop de soleil et la Terre se réchauffe, trop peu et elle commence à geler.
En traversant l'atmosphère, le spectre du rayonnement solaire près de la surface de la Terre donne de l'énergie sous différentes formes. Voyons d'abord les différentes manières de le transférer:
- La conductivité (conduction) correspond au transfert d'énergie par contact direct. Quand on se brûle la main avec une poêle chaude parce qu'on a oublié de mettre un gant de cuisine, c'est de la conduction. La batterie de cuisine transfère la chaleur à votre main par contact direct. De plus, lorsque vos pieds touchent le carrelage froid de la salle de bain le matin, ils transfèrent la chaleur au sol par contact direct -conductivité en action.
- La dissipation se produit lorsque l'énergie est transférée par des courants dans un fluide. Il peut aussi s'agir de gaz, mais le processus est le même de toute façon. Lorsque le liquide est chauffé, les molécules sont excitées, dispersées et moins denses, elles ont donc tendance à monter. En refroidissant, ils retombent, créant un chemin de courant cellulaire.
- Radiation (rayonnement) se produit lorsque l'énergie est transmise sous forme d'ondes électromagnétiques. Pensez à quel point il est bon de s'asseoir à côté d'un feu et de sentir la chaleur bienvenue qui s'en dégage - c'est le rayonnement. Les ondes radio, la lumière et les ondes de chaleur peuvent se déplacer d'un endroit à un autre sans l'aide de matériaux.
Spectres de base du rayonnement solaire
Le soleil a un rayonnement différent: des rayons X aux ondes radio. L'énergie solaire est la lumière et la chaleur. Sa composition:
- 6-7 % de lumière UV,
- environ 42 % de la lumière visible,
- 51 % NIR.
Nous recevons de l'énergie solaire à une intensité de 1 kilowatt par mètre carré au niveau de la mer pendant plusieurs heures par jour. Environ la moitié du rayonnement se trouve dans la partie visible à courte longueur d'onde du spectre électromagnétique. L'autre moitié est dans le proche infrarouge, et un peu dans l'ultraviolet.
rayonnement UV
C'est le rayonnement ultraviolet dans le spectre solaire qui a une intensité plus grande que les autres: jusqu'à 300-400 nm. La partie de ce rayonnement qui n'est pas absorbée par l'atmosphèreproduit des coups de soleil ou des coups de soleil chez les personnes exposées au soleil pendant de longues périodes. Le rayonnement UV du soleil a des effets à la fois positifs et négatifs sur la santé. C'est une source majeure de vitamine D.
Radiation visible
Le rayonnement visible dans le spectre solaire a une intensité moyenne. Les estimations quantitatives du flux et des variations de sa distribution spectrale dans le visible et le proche infrarouge du spectre électromagnétique sont d'un grand intérêt dans l'étude des impacts solaire-terrestre. La plage de 380 à 780 nm est visible à l'œil nu.
La raison en est que la majeure partie de l'énergie du rayonnement solaire est concentrée dans cette plage et qu'elle détermine l'équilibre thermique de l'atmosphère terrestre. La lumière du soleil est un facteur clé dans le processus de photosynthèse, qui est utilisé par les plantes et autres organismes autotrophes pour convertir l'énergie lumineuse en énergie chimique qui peut être utilisée comme carburant pour le corps.
Rayonnement infrarouge
Le spectre infrarouge, qui s'étend de 700 nm à 1 000 000 nm (1 mm), contient une partie importante du rayonnement électromagnétique qui atteint la Terre. Le rayonnement infrarouge dans le spectre solaire a trois types d'intensité. Les scientifiques divisent cette plage en 3 types en fonction de la longueur d'onde:
- A: 700-1400 nm.
- B: 1400-3000 nm.
- C: 3000-1mm.
Conclusion
Beaucouples animaux (y compris les humains) ont une sensibilité dans la plage d'environ 400 à 700 nm, et le spectre de vision des couleurs utilisable chez les humains, par exemple, est d'environ 450 à 650 nm. En plus des effets qui se produisent au coucher et au lever du soleil, la composition spectrale change principalement en fonction de la façon dont la lumière du soleil frappe directement le sol.
Toutes les deux semaines, le Soleil fournit à notre planète suffisamment d'énergie pour toute l'année. À cet égard, le rayonnement solaire est de plus en plus considéré comme une source d'énergie alternative.
