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Was ist Sonnenstrahlung? Definition, Typen und Eigenschaften

Was ist Sonnenstrahlung? Definition, Typen und Eigenschaften

Definition der Sonnenstrahlung: Dies ist die von der Sonne im interplanetaren Raum emittierte Energie. 

Wenn wir über die Menge an Sonnenenergie sprechen, die die Oberfläche unseres Planeten erreicht, verwenden wir Einstrahlungs- und Einstrahlungskonzepte. Die Sonneneinstrahlung ist die pro Flächeneinheit (J/m2) empfangene Energie, die in einer bestimmten Zeit empfangene Leistung. Ebenso ist die Sonneneinstrahlung die in einem Moment empfangene Leistung - sie wird in Watt pro Quadratmeter (W/m2) ausgedrückt.

Kernfusionsreaktionen finden im Sonnenkern statt und sind die Quelle der Sonnenenergie. Nukleare Strahlung erzeugt elektromagnetische Strahlung mit verschiedenen Frequenzen oder Wellenlängen. Elektromagnetische Strahlung breitet sich im Weltraum mit Lichtgeschwindigkeit aus (299.792 km / s).

Ein singulärer Wert ist die Sonnenkonstante; Die Sonnenkonstante ist die Strahlungsmenge, die pro Flächeneinheit im äußeren Teil der Erdatmosphäre in einer Ebene senkrecht zu den Sonnenstrahlen sofort empfangen wird. Im Durchschnitt beträgt der Wert der Solarkonstante 1,366 W / m2.

Arten der Sonneneinstrahlung

Die Sonnenstrahlung setzt sich aus folgenden Strahlungsarten zusammen:

  • Infrarotstrahlen (IR): Infrarotstrahlung liefert Wärme und macht 49% der Sonnenstrahlung aus.

  • Sichtbare Strahlen (VI): repräsentieren 43% der Strahlung und liefern Licht.

  • Ultraviolette Strahlen (UV-Strahlung): machen 7% aus.

  • Andere Arten von Strahlen: machen etwa 1% der Gesamtmenge aus.

Arten von ultravioletten Strahlen

Die ultravioletten (UV) Strahlen werden wiederum in drei Arten unterteilt:

  • Ultraviolett A oder UVA: Sie passieren leicht die Atmosphäre und erreichen die gesamte Erdoberfläche.

  • Ultraviolett B oder UVB: Kurzwellenlänge. Hat größere Schwierigkeiten, die Atmosphäre zu passieren. Dadurch erreichen sie die Äquatorzone schneller als in hohen Breiten.

  • Ultraviolett C oder UVC: Kurzwellenlänge. Sie passieren die Atmosphäre nicht. Stattdessen absorbiert die Ozonschicht sie.

Eigenschaften der Sonneneinstrahlung

Die gesamte Sonnenstrahlung verteilt sich in einem breiten Spektrum ungleichmäßiger Amplitude mit der typischen Form einer Glocke, wie es für das Spektrum eines schwarzen Körpers typisch ist, mit dem die Sonnenquelle modelliert wird. Daher konzentriert es sich nicht auf eine einzelne Frequenz.

Das Strahlungsmaximum liegt im Bereich der Strahlung bzw. des sichtbaren Lichts mit einem Peak bei 500 nm außerhalb der Erdatmosphäre, was der Farbe Cyangrün entspricht.

Nach dem Wienschen Gesetz schwingt das photosynthetisch aktive Strahlungsband zwischen 400 und 700 nm, entspricht der sichtbaren Strahlung und entspricht 41% der Gesamtstrahlung. Innerhalb der photosynthetisch aktiven Strahlung gibt es Teilbänder mit Strahlung:

  • blau-violett (400-490 nm)

  • grün (490-560 nm)

  • gelb (560-590 nm)

  • orange-rot (590-700 nm)

Beim Durchqueren der Atmosphäre wird die Sonnenstrahlung von den verschiedenen atmosphärischen Gasen frequenzabhängig in unterschiedlichem Maße Reflexion, Brechung, Absorption und Diffusion unterworfen.

Die Erdatmosphäre fungiert als Filter. Der äußere Teil der Atmosphäre absorbiert einen Teil der Strahlung und reflektiert den Rest direkt in den Weltraum. Andere Elemente, die als Filter wirken, sind Kohlendioxid, Wolken und Wasserdampf, die sich manchmal in diffuse Strahlung umwandeln.

Wir müssen bedenken, dass die Sonneneinstrahlung nicht überall gleich ist. Zum Beispiel erhalten tropische Gebiete die meiste Sonneneinstrahlung, weil die Sonnenstrahlen fast senkrecht zur Erdoberfläche stehen.

Warum ist Sonneneinstrahlung notwendig?

Sonnenenergie ist die primäre Energiequelle und damit der Motor unserer Umwelt. Die Sonnenenergie, die wir durch Sonnenstrahlung erhalten, ist direkt oder indirekt für wichtige Aspekte biologischer Prozesse wie die Photosynthese, die Aufrechterhaltung einer lebensverträglichen Lufttemperatur eines Planeten oder den Wind verantwortlich.

Die globale Sonnenenergie, die die Erdoberfläche erreicht, ist 10.000 Mal größer als der Energieverbrauch der gesamten Menschheit.

Wie wirkt sich die Sonneneinstrahlung auf die Gesundheit aus?

Ultraviolette Strahlung kann je nach Intensität und Wellenlänge unterschiedliche Auswirkungen auf die menschliche Haut haben.

UVA-Strahlung kann zu vorzeitiger Hautalterung und Hautkrebs führen. Es kann auch zu Augen- und Immunsystemproblemen führen. 

UVB-Strahlung verursacht Sonnenbrand, Verdunkelung, Verdickung der äußeren Hautschicht, Melanome und andere Arten von Hautkrebs . Es kann auch zu Augen- und Immunsystemproblemen führen.

Die Ozonschicht verhindert, dass ein Großteil der UVC-Strahlung die Erde erreicht. Im medizinischen Bereich kann UVC-Strahlung auch von bestimmten Lampen oder einem Laserstrahl stammen und wird verwendet, um Keime abzutöten oder Wunden zu heilen. Es wird auch verwendet, um bestimmte Hauterkrankungen wie Psoriasis, Vitiligo und Knötchen auf der Haut zu behandeln, die ein kutanes T-Zell-Lymphom verursachen.

    Autor:

    Erscheinungsdatum: 13. Mai 2015
    Geändert am: 8. Juli 2021