De zon speelt een belangrijke rol voor ons op aarde. Het voorziet de planeet en alles erop van belangrijke factoren zoals licht en warmte. Maar wat is zonnestraling, het spectrum van zonlicht, hoe beïnvloedt dit alles ons en het mondiale klimaat als geheel?
Wat is zonnestraling?
Slechte gedachten komen meestal in je op als je aan het woord 'straling' denkt. Maar zonnestraling is eigenlijk een heel goede zaak - het is zonlicht! Elk levend wezen op aarde is van hem afhankelijk. Het is nodig om te overleven, verwarmt de planeet, levert voedsel voor planten.
Zonnestraling is al het licht en de energie die van de zon komt, en er zijn veel verschillende vormen van. In het elektromagnetische spectrum worden verschillende soorten lichtgolven onderscheiden die door de zon worden uitgezonden. Ze zijn als de golven die je in de oceaan ziet: ze bewegen op en neer en van de ene plaats naar de andere. Het spectrum van zonneonderzoek kan verschillende intensiteiten hebben. Zich onderscheidenultraviolette, zichtbare en infrarode straling.
Licht is bewegende energie
Het spectrum van zonnestraling lijkt figuurlijk op een pianotoetsenbord. Het ene uiteinde heeft lage tonen, terwijl het andere uiteinde hoge tonen heeft. Hetzelfde geldt voor het elektromagnetische spectrum. Het ene uiteinde heeft lage frequenties en het andere uiteinde heeft hoge frequenties. Laagfrequente golven zijn lang voor een bepaalde tijdsperiode. Dit zijn zaken als radar, televisie en radiogolven. Hoogfrequente stralingen zijn hoogenergetische golven met een korte golflengte. Dit betekent dat de golflengte zelf gedurende een bepaalde tijdsperiode erg kort is. Dit zijn bijvoorbeeld gammastralen, röntgenstralen en ultraviolette stralen.
Je kunt het zo zien: golven met een lage frequentie zijn alsof je een heuvel opgaat met een geleidelijke stijging, terwijl hoogfrequente golven zijn alsof je snel een steile, bijna verticale heuvel opgaat. De hoogte van elke heuvel is hetzelfde. De frequentie van een elektromagnetische golf bepa alt hoeveel energie het transporteert. Elektromagnetische golven die langer zijn en daarom lagere frequenties dragen veel minder energie dan die met kortere golflengten en hogere frequenties.
Dit is de reden waarom röntgenstralen en ultraviolette straling gevaarlijk kunnen zijn. Ze dragen zoveel energie dat als ze in je lichaam komen, ze cellen kunnen beschadigen en problemen zoals kanker en DNA-veranderingen kunnen veroorzaken. Dingen als radio- en infraroodgolven, die veel minder energie vervoeren, hebben eigenlijk geen effect opons geen invloed. Dat is maar goed ook, want je wilt jezelf zeker niet in gevaar brengen door simpelweg stereo aan te zetten.
Zichtbaar licht, dat wij en andere dieren met onze ogen kunnen zien, bevindt zich bijna in het midden van het spectrum. We zien geen andere golven, maar dat betekent niet dat ze er niet zijn. In feite kunnen insecten ultraviolet licht zien, maar niet ons zichtbare licht. Bloemen zien er voor hen heel anders uit dan voor ons, en dit helpt hen te weten welke planten ze moeten bezoeken en welke ze moeten vermijden.
Bron van alle energie
We nemen zonlicht als vanzelfsprekend aan, maar dat hoeft niet zo te zijn, want in feite hangt alle energie op aarde af van deze grote, heldere ster in het centrum van ons zonnestelsel. En nu we erin zitten, moeten we ook onze atmosfeer bedanken, want die absorbeert een deel van de straling voordat het ons bereikt. Het is een belangrijk evenwicht: te veel zonlicht en de aarde wordt heet, te weinig en het begint te bevriezen.
Het spectrum van zonnestraling nabij het aardoppervlak, dat door de atmosfeer gaat, geeft energie in verschillende vormen. Laten we eerst eens kijken naar de verschillende manieren om het over te zetten:
- Geleiding (geleiding) is wanneer energie wordt overgedragen van direct contact. Als je je hand verbrandt aan een hete koekenpan omdat je vergeten bent een ovenwant aan te doen, dan is dat geleiding. Door direct contact geeft het kookgerei warmte af aan je hand. Ook wanneer uw voeten 's ochtends de koude tegels in de badkamer raken, brengen ze warmte over op de vloer door direct contact -geleidbaarheid in actie.
- Dissipatie is wanneer energie wordt overgedragen door stromen in een vloeistof. Het kan ook gas zijn, maar het proces is toch hetzelfde. Wanneer de vloeistof wordt verwarmd, worden de moleculen opgewonden, verspreid en minder dicht, zodat ze de neiging hebben om te stijgen. Als ze afkoelen, vallen ze weer naar beneden, waardoor een cellulair stroompad ontstaat.
- Straling (straling) is wanneer energie wordt overgedragen in de vorm van elektromagnetische golven. Bedenk hoe goed het is om naast een vuur te zitten en de welkome warmte naar je toe te voelen stralen - dat is straling. Radiogolven, licht- en hittegolven kunnen zonder hulp van materialen van de ene plaats naar de andere reizen.
Basisspectra van zonnestraling
De zon heeft verschillende straling: van röntgenstraling tot radiogolven. Zonne-energie is licht en warmte. Zijn samenstelling:
- 6-7% UV-licht,
- ongeveer 42% van het zichtbare licht,
- 51% NIR.
We ontvangen vele uren per dag zonne-energie met een intensiteit van 1 kilowatt per vierkante meter op zeeniveau. Ongeveer de helft van de straling bevindt zich in het zichtbare kortegolfgedeelte van het elektromagnetische spectrum. De andere helft bevindt zich in het nabij-infrarood en een klein beetje in het ultraviolet.
UV-straling
Het is ultraviolette straling in het zonnespectrum die een grotere intensiteit heeft dan andere: tot 300-400 nm. Het deel van deze straling dat niet door de atmosfeer wordt geabsorbeerdveroorzaakt zonnebrand of zonnebrand bij mensen die lange tijd in de zon hebben gestaan. UV-straling in zonlicht heeft zowel positieve als negatieve gezondheidseffecten. Het is een belangrijke bron van vitamine D.
Zichtbare straling
Zichtbare straling in het zonnespectrum heeft een gemiddelde intensiteit. Kwantitatieve schattingen van de flux en variaties in de spectrale verdeling ervan in het zichtbare en nabij-infraroodbereik van het elektromagnetische spectrum zijn van groot belang bij de studie van zonne-terrestrische effecten. Het bereik van 380 tot 780 nm is met het blote oog zichtbaar.
De reden is dat de meeste energie van zonnestraling geconcentreerd is in dit bereik en het thermische evenwicht van de aardatmosfeer bepa alt. Zonlicht is een sleutelfactor in het proces van fotosynthese, dat door planten en andere autotrofe organismen wordt gebruikt om lichtenergie om te zetten in chemische energie die als brandstof voor het lichaam kan worden gebruikt.
Infraroodstraling
Het infraroodspectrum, dat zich uitstrekt van 700 nm tot 1.000.000 nm (1 mm), bevat een belangrijk deel van de elektromagnetische straling die de aarde bereikt. Infraroodstraling in het zonnespectrum heeft drie soorten intensiteit. Wetenschappers verdelen dit bereik in 3 soorten op basis van golflengte:
- A: 700-1400 nm.
- B: 1400-3000 nm.
- C: 3000-1mm.
Conclusie
Veeldieren (inclusief mensen) hebben een gevoeligheid in het bereik van ongeveer 400-700 nm, en het bruikbare kleurenvisiespectrum bij mensen is bijvoorbeeld ongeveer 450-650 nm. Naast de effecten die optreden bij zonsondergang en zonsopgang, verandert de spectrale samenstelling voornamelijk in relatie tot hoe direct zonlicht de grond raakt.
Elke twee weken voorziet de zon onze planeet van genoeg energie voor het hele jaar. In dit opzicht wordt zonnestraling steeds meer beschouwd als een alternatieve energiebron.
