Bức xạ mặt trời: Các loại, tính chất và định nghĩa

Bức xạ mặt trời: Các loại, tính chất và định nghĩa
Định nghĩa bức xạ mặt trời: Đó là năng lượng phát ra từ mặt trời trong không gian liên hành tinh.

Khi chúng ta nói về lượng năng lượng mặt trời đến bề mặt hành tinh của chúng ta, chúng ta sử dụng các khái niệm chiếu xạ và chiếu xạ. Việc chiếu xạ mặt trời là năng lượng nhận được trên một đơn vị diện tích (j/m2), năng lượng nhận được trong một thời gian nhất định. Tương tự như vậy, bức xạ mặt trời là năng lượng nhận được ngay lập tức - nó được thể hiện bằng watts trên một mét vuông (w/m2)

Các phản ứng hợp nhất hạt nhân diễn ra trong hạt nhân mặt trời và là nguồn năng lượng của mặt trời. Bức xạ hạt nhân tạo ra bức xạ điện từ ở các tần số hoặc bước sóng khác nhau. Bức xạ điện từ lan truyền trong không gian ở tốc độ ánh sáng (299.792 km / s).
Radiance mặt trời được tiết lộ: Một hành trình vào các loại và ý nghĩa của bức xạ mặt trời
Một giá trị số ít là hằng số mặt trời; Hằng số mặt trời là lượng bức xạ nhận được ngay lập tức trên một đơn vị diện tích ở phần bên ngoài của bầu khí quyển trái đất trong một mặt phẳng vuông góc với các tia mặt trời. Trung bình, giá trị của hằng số năng lượng mặt trời là 1,366 w / m2.

Các loại bức xạ mặt trời
Bức xạ mặt trời được tạo thành từ các loại bức xạ sau:

Tia hồng ngoại (IR): Bức xạ hồng ngoại cung cấp nhiệt và đại diện cho 49% bức xạ mặt trời.
Tia có thể nhìn thấy (VI): Đại diện cho 43% bức xạ và cung cấp ánh sáng.
Tia tia cực tím (bức xạ UV): đại diện cho 7%.
Các loại tia khác: Đại diện cho khoảng 1% tổng số.
Các loại tia cực tím
Đổi lại, tia cực tím (UV) được chia thành ba loại:

Ultraviolet A hoặc UVA: Chúng dễ dàng đi qua bầu khí quyển, đến toàn bộ bề mặt Trái đất.
Ultraviolet B hoặc UVB: bước sóng ngắn. Có khó khăn lớn hơn đi qua bầu không khí. Kết quả là, chúng đạt đến vùng xích đạo nhanh hơn ở vĩ độ cao.
Ultraviolet C hoặc UVC: bước sóng ngắn. Họ không đi qua bầu không khí. Thay vào đó, lớp ozone hấp thụ chúng.
Tính chất của bức xạ mặt trời
Tổng bức xạ mặt trời được phân phối theo phổ rộng của biên độ không đồng nhất với hình dạng điển hình của một chiếc chuông, như là điển hình của phổ của thân màu đen mà nguồn mặt trời được mô hình hóa. Do đó, nó không tập trung vào một tần số duy nhất.

Mức tối đa bức xạ được tập trung vào dải bức xạ hoặc ánh sáng nhìn thấy với cực đại ở 500nm bên ngoài bầu khí quyển của Trái đất, tương ứng với màu xanh lục lam.

Theo luật của Wien, dải bức xạ hoạt động quang hợp dao động giữa 400 đến 700nm, tương ứng với bức xạ nhìn thấy được và tương đương với 41% tổng số bức xạ. Trong bức xạ hoạt động quang hợp, có các băng con có bức xạ:

Blue-Volet (400-490nm)
Màu xanh lá cây (490-560nm)
Vàng (560-590nm)
Orange-Red (590-700nm)
Khi băng qua khí quyển, bức xạ mặt trời phải chịu sự phản xạ, khúc xạ, hấp thụ và khuếch tán bởi các khí khí quyển khác nhau ở một mức độ thay đổi như là một hàm của tần số.

Bầu khí quyển của Trái đất hoạt động như một bộ lọc. Phần bên ngoài của khí quyển hấp thụ một phần của bức xạ, phản xạ phần còn lại trực tiếp vào không gian bên ngoài. Các yếu tố khác hoạt động như một bộ lọc là carbon dioxide, mây và hơi nước, đôi khi chuyển thành bức xạ khuếch tán.

Chúng ta phải nhớ rằng bức xạ mặt trời không giống nhau ở khắp mọi nơi. Ví dụ, các khu vực nhiệt đới nhận được bức xạ mặt trời nhất vì các tia nắng mặt trời gần như vuông góc với bề mặt Trái đất.

Tại sao bức xạ mặt trời lại cần thiết?
Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng chính và do đó, động cơ điều khiển môi trường của chúng ta. Năng lượng mặt trời mà chúng ta nhận được thông qua bức xạ mặt trời chịu trách nhiệm trực tiếp hoặc gián tiếp cho các khía cạnh quan trọng đối với các quá trình sinh học như quang hợp, duy trì nhiệt độ không khí của hành tinh tương thích với sự sống hoặc gió.

Năng lượng mặt trời toàn cầu đến bề mặt Trái đất lớn hơn 10.000 lần so với năng lượng hiện đang được tiêu thụ bởi toàn nhân loại.

Làm thế nào để bức xạ mặt trời ảnh hưởng đến sức khỏe?
Bức xạ cực tím có thể có tác dụng khác nhau đối với da người tùy thuộc vào cường độ và chiều dài của sóng.

Bức xạ UVA có thể gây lão hóa da sớm và ung thư da. Nó cũng có thể gây ra các vấn đề về mắt và hệ thống miễn dịch.

Bức xạ UVB gây cháy nắng, tối, dày lên của lớp ngoài da, khối u ác tính và các loại ung thư da khác. Nó cũng có thể gây ra các vấn đề về mắt và hệ thống miễn dịch.

Lớp ozone ngăn chặn hầu hết các bức xạ UVC đến đất. Trong lĩnh vực y tế, bức xạ UVC cũng có thể đến từ một số đèn hoặc chùm tia laser và được sử dụng để tiêu diệt vi trùng hoặc giúp chữa lành vết thương. Nó cũng được sử dụng để điều trị một số tình trạng da như bệnh vẩy nến, bệnh bạch biến và các nốt trên da gây ung thư tế bào T ở da.

Tác giả: Oriol Planas - Kỹ sư kỹ thuật công nghiệp