Lumi??re du soleil

Lumi??re du soleil qui brille ?? travers les nuages , donnant lieu ?? rayons cr??pusculaires.

La lumi??re du soleil est une partie de la radiation ??lectromagn??tique ??mise par le Soleil , en particulier infrarouge, visible et ultraviolet lumi??re. Sur Terre , la lumi??re du soleil est filtr??e ?? travers l' atmosph??re de la Terre , et est ??vident que la lumi??re du jour quand le soleil est au-dessus du horizon.

Lorsque le rayonnement solaire direct ne est pas bloqu??e par les nuages, il est connu que le soleil, une combinaison de brillante lumi??re et la chaleur rayonnante. Quand il est bloqu?? par les nuages ou se refl??te sur d'autres objets, il est connu que la lumi??re diffuse.

Le Organisation m??t??orologique mondiale utilise le terme "de la dur??e d'ensoleillement?? pour signifier le temps cumul?? au cours de laquelle une zone re??oit directe irradiance du Soleil d'au moins 120 watts par m??tre carr??.

La lumi??re du soleil peut ??tre enregistr??e ?? l'aide d'un enregistreur de soleil, pyranom??tre ou pyrheliometer.

Lumi??re du soleil prend environ 8,3 minutes pour atteindre la Terre. En moyenne, il faut de l'??nergie entre 10000 et 170000 ann??es de laisser l'int??rieur du soleil et ensuite ??tre ??mise par la surface sous forme de lumi??re.

Lumi??re directe du soleil a une efficacit?? lumineuse d'environ 93 lumens par watt de flux ??nerg??tique. La lumi??re du soleil fournit ??clairement d'environ 100 000 lux ou lumens par m??tre carr?? ?? la surface de la Terre. Le montant total d'??nergie re??ue au niveau du sol du soleil au z??nith est 1004 watts par m??tre carr??, qui est compos?? de 527 watts de rayonnement infrarouge, 445 watts de lumi??re visible , et 32 watts de ultraviolet rayonnement. Au sommet de l'atmosph??re la lumi??re du soleil est environ 30% plus intense, avec plus de trois fois la fraction du rayonnement ultraviolet (UV), avec la plupart des UV suppl??mentaire consistant biologiquement endommager ultraviolet court.

La lumi??re du soleil est un facteur cl?? dans la photosynth??se , un processus vital pour de nombreux ??tres vivants sur Terre.

Composition puissance et

Spectre d'irradiance solaire au-dessus atmosph??re et ?? la surface. Extreme UV et des rayons X sont produits (?? gauche de la gamme de longueur d'onde montr??), mais comprennent de tr??s petites quantit??s de puissance de sortie totale du Soleil.

Le spectre du rayonnement solaire du Soleil est proche de celle d'un corps noir avec une temp??rature d'environ 5800 K . Le Soleil ??met un rayonnement ??lectromagn??tique ?? travers la plupart de la spectre ??lectromagn??tique. Bien que le soleil produit Les rayons gamma ?? la suite de la processus de fusion nucl??aire, l'??nergie ces super haut photons sont convertis en photons d'??nergie plus faibles avant qu'ils ne atteignent la surface du Soleil et sont ??mis dans l'espace. En cons??quence, le Soleil ne ??met pas de rayons gamma. Le Soleil ne, cependant, ??mettent Rayons X, rayons ultraviolets , la lumi??re visible , infrarouge, et m??me les ondes radio.

Bien que, comme mentionn??, le solaire corona est une source de ultraviolet extr??me et rayons X, ces rayons ne repr??sentent qu'une tr??s petite quantit?? de la puissance de sortie du Soleil (voir spectre ?? droite) et ne seront pas examin??es plus avant. Le spectre de la quasi-totalit?? solaire rayonnement ??lectromagn??tique frappant l' atmosph??re de la Terre se ??tend sur une gamme de 100 nm ?? environ 1 mm. Cette bande de puissance de rayonnement significatif peut ??tre divis?? en cinq r??gions dans l'ordre croissant de longueurs d'onde:

• Ultraviolet C ou (UVC) plage, qui se ??tend sur une gamme de 100 ?? 280 nm. Le terme ultraviolet se r??f??re au fait que le rayonnement est ?? une fr??quence plus ??lev??e que la lumi??re violette (et donc aussi invisible ?? l' oeil humain). En raison de l'absorption par l'atmosph??re tr??s peu atteint la surface de la Terre. Ce spectre de rayonnement a a des propri??t??s germicides, et est utilis?? dans lampes germicides.
• Ultraviolet B ou (UVB) gamme se ??tend de 280 ?? 315 nm. Il est ??galement fortement absorb??e par l'atmosph??re, et avec UVC est responsable de la r??action photochimique conduisant ?? la production de la couche d'ozone. Directement endommage l'ADN et les causes les coups de soleil.
• A ou UV (UVA) se ??tend entre 315 et 400 nm. Cette bande ??tait autrefois consid??r??e comme moins dommageables pour l'ADN , et donc est utilis?? dans artificielle cosm??tique bronzage ( les cabines de bronzage et les lits de bronzage) et PUVA th??rapie pour le psoriasis. Cependant, les UV A est maintenant connu pour causer des dommages importants ?? l'ADN par des voies indirectes (de formation de les radicaux libres et esp??ces r??actives de l'oxyg??ne), et est capable de provoquer le cancer.
• Visible plage ou la lumi??re se ??tend sur 380 ?? 780 nm. Comme son nom l'indique, ce est cette plage qui est visible ?? l'??il nu.
• Infrarouge qui se ??tend sur 700 nm ?? 10 nm ⁶ (1 mm). Il est responsable d'une partie importante du rayonnement ??lectromagn??tique qui atteint la terre. Il est ??galement divis?? en trois types en fonction de la longueur d'onde:
  • Infrarouge-A: 700 nm ?? 1400 nm
  • Infrarouge-B: 1 400 nm ?? 3000 nm
  • Infrarouge-C: 3000 nm ?? 1 mm.

La lumi??re du soleil dans l'espace au sommet de l'atmosph??re de la Terre ?? une puissance de 1 366 watts / m ² se compose (par l'??nergie totale) de la lumi??re d'environ 50% infrarouge, 40% de la lumi??re visible, et 10% de la lumi??re ultraviolette. Au niveau du sol ce qui diminue ?? environ 1120-1000 watts / m ^2, et par des fractions d'??nergie ?? 44% de la lumi??re visible, ultraviolette 3% (avec le Soleil au z??nith, mais moins ?? d'autres angles), et l'infrarouge reste. Ainsi, la composition de la lumi??re du soleil au niveau du sol, par m??tre carr??, avec le soleil au z??nith, est d'environ 527 watts de rayonnement infrarouge, 445 watts de lumi??re visible , et 32 watts de ultraviolet rayonnement.

Calcul

Pour calculer la quantit?? de lumi??re solaire atteignant le sol, ?? la fois le orbite elliptique de la Terre et de la att??nuation par l'atmosph??re de la Terre doivent ??tre prises en compte. L'??clairement solaire extraterrestre (E _ext), corrig??e de l'orbite elliptique en utilisant le nombre de jours de l'ann??e (dn), est donn??e par

o?? dn = 1 le 1er Janvier; dn = 2 le 2 Janvier; DN = 32 le 1er F??vrier, etc. Dans cette formule dn-3 est utilis??, parce que dans les temps modernes P??rih??lie de la Terre, l'approche la plus proche du Soleil et donc le _poste E maximale se produit environ 3 Janvier de chaque ann??e. La valeur de 0.033412 est d??termin??e sachant que le rapport entre le p??rih??lie (0.98328989 UA) au carr?? et l'aph??lie (1.01671033 UA) au carr?? doit ??tre d'environ 0,935338.

La constante d'??clairement solaire (E _SC), est ??gal ?? 128 ?? 10 ³ lx. L'??clairement directe normal (E _dn), corrig?? des effets d'att??nuation de l'atmosph??re est donn?? par:

o?? c est la atmosph??rique coefficient et m extinction est le rapport optique masse d'air.

Constante solaire

La constante solaire, une mesure de densit?? de flux, est la quantit?? d'??nergie solaire entrant rayonnement ??lectromagn??tique par unit?? de surface qui soit incidente sur un plan perpendiculaire aux rayons, ?? une distance d'une unit?? astronomique (UA) (?? peu pr??s la distance moyenne entre le Soleil et la Terre). Le ??constante solaire?? comprend tous les types de rayonnement solaire, non seulement le lumi??re visible . Sa valeur moyenne a ??t?? pens?? pour ??tre d'environ 1,366 kW / m??, variant l??g??rement avec l'activit?? solaire , mais les r??centes recalibrage des observations satellitaires pertinentes indiquent une valeur plus proche de 1,361 kW / m?? est plus r??aliste. Ce rayonnement est d'environ 50% infrarouge, visible de 40%, et environ 10% ultraviolet dans la partie sup??rieure de l'atmosph??re.

Total (STI) et l'irradiance solaire spectrale (SSI) sur Terre

Irradiance solaire totale (TSI) - la quantit?? de rayonnement solaire re??ue au sommet de l'atmosph??re de la Terre - a ??t?? pr??c??demment mesur??e par satellite pour ??tre ?? peu pr??s 1,366 kilowatts par m??tre carr?? (kW / m??), mais plus r??cemment NASA cite STI 1361 W / m?? par rapport ?? ~ 1366 W / m?? ?? partir d'observations ant??rieures, fond??es sur les r??sultats d'une s??rie de la NASA et de l'ESA satellite moniteurs STI continue aujourd'hui avec le Active Cavity Radiometer Irradiance Monitor Satellite / ACRIM3, SOHO / VIRGO et Observations SORCE / TIM. Cette ??d??couverte est cruciale pour l'examen du budget ??nerg??tique de la plan??te Terre et l'isolement du changement climatique d?? aux activit??s humaines." En outre, le SORCE Spectral Irradiance Monitor (SIM) a trouv?? dans la m??me p??riode que irradiance solaire spectrale (SSI) ?? UV (ultraviolet) longueur d'onde correspond de fa??on moins claire, et sans doute plus compliqu??, avec les r??ponses de climat de la Terre que pr??c??demment suppos??, alimentant larges avenues de nouvelles recherches dans "la connexion du Soleil et de la stratosph??re, troposph??re, Le climat de la biosph??re, oc??an, et la Terre ".

Intensit?? dans le syst??me solaire

Lumi??re du soleil sur Mars est plus faible que sur Terre. Cette photo d'un coucher de soleil martien a ??t?? imag??e par Mars Pathfinder.

Diff??rents organes de l' Syst??me Solaire re??oivent la lumi??re d'une intensit?? inversement proportionnelle au carr?? de leur distance de Sun. Une table grossi??re en comparant la quantit?? de rayonnement solaire re??ue par chaque plan??te dans le syst??me solaire suit (?? partir des donn??es ):

La luminosit?? r??elle de la lumi??re solaire qui serait observ??e ?? la surface d??pend ??galement de la pr??sence et de la composition d'un atmosph??re. Par exemple ??paisse atmosph??re de V??nus refl??te plus de 60% de la lumi??re solaire qu'il re??oit. L'illumination r??elle de la superficie est de 14 000 lux, comparable ?? celle de la Terre "dans la journ??e avec des nuages couvert".

Lumi??re du soleil sur Mars serait plus ou moins comme en plein jour sur des lunettes de soleil de la Terre, et comme on peut le voir sur les photos prises par les rovers, il ya assez de ciel rayonnement diffus que les ombres ne semblent pas particuli??rement sombre. Ainsi, il donnerait perceptions et "sentir" tr??s semblable ?? la lumi??re du jour de la Terre.

Pour fins de comparaison, la lumi??re du soleil sur Saturne est l??g??rement plus brillante que la lumi??re du soleil de la Terre ?? le coucher du soleil ou le lever moyenne (voir la lumi??re du jour pour la table de comparaison). M??me sur Pluton la lumi??re du soleil serait encore assez brillant pour correspondre ?? presque le salon moyenne. Pour voir la lumi??re du soleil aussi sombre que la lune pleine sur la Terre, une distance d'environ 500 UA (~ 69 heures-lumi??re) est n??cessaire; il ya seulement une poign??e d'objets dans le syst??me solaire connue en orbite plus loin que une telle distance, parmi eux 90 377 Sedna et (87269) 2000 OO67.

Eclairage de surface

Le spectre de l'??clairage de surface d??pend ??l??vation solaire due aux effets atmosph??riques, avec la composante bleue de l'atmosph??re spectrale diffusion dominant pendant le cr??puscule avant et apr??s le lever et le coucher du soleil, respectivement, et dominante rouge pendant le lever et le coucher du soleil. Ces effets sont apparents ?? la lumi??re naturelle photographie o?? la principale source d'??clairage est la lumi??re du soleil que la m??diation de l'atmosph??re.

Selon Craig Bohren, ??absorption pr??f??rentielle de la lumi??re solaire par l'ozone sur les chemins de l'horizon longues donne le ciel bleu de son z??nith quand le soleil est pr??s de l'horizon".

Voir diffuser rayonnement du ciel pour plus de d??tails.

les effets du climat

Sur Terre, le rayonnement solaire est ??vident que le jour quand le soleil est au-dessus du horizon. Ce est pendant la journ??e, et aussi en ??t?? pr??s des p??les dans la nuit, mais pas du tout en hiver pr??s des p??les. Lorsque le rayonnement direct ne est pas bloqu??e par les nuages, il est connu que le soleil, la combinaison de la perception de la lumi??re blanc lumineux (la lumi??re du soleil dans le sens strict) et le r??chauffement. Le r??chauffement sur le corps, le sol et d'autres objets d??pend de la absorption (rayonnement ??lectromagn??tique) du rayonnement ??lectromagn??tique sous la forme de chaleur .

La quantit?? de rayonnement intercept?? par un corps plan??taire varie inversement avec le carr?? de la distance entre l'??toile et la plan??te. De la Terre orbite et changement obliquit?? avec le temps (plus de milliers d'ann??es), formant parfois un cercle presque parfait, et ?? d'autres moments tendant ?? une excentricit?? orbitale de 5% (1,67% actuellement). Le total insolation reste presque constant en raison de la deuxi??me loi de Kepler ,

o?? est la "vitesse de surface" invariant. Autrement dit, l'int??gration sur la p??riode orbitale (??galement invariant) est une constante.

Si nous supposons que la puissance P du rayonnement solaire en tant que constante dans le temps et l'irradiation solaire donn??e par la loi de l'inverse carr??, on obtient ??galement l'insolation moyenne comme une constante.

Mais la r??partition saisonni??re et latitudinale et l'intensit?? de rayonnement solaire re??ue ?? la surface de la Terre varie ??galement. Par exemple, ?? des latitudes de 65 degr??s le changement dans l'??nergie solaire en ??t?? et en hiver peut varier de plus de 25% en raison de la variation orbitale de la Terre. Parce que les changements en hiver et en ??t?? ont tendance ?? compenser, le changement de l'insolation moyenne annuelle ?? un endroit donn?? est proche de z??ro, mais la redistribution de l'??nergie entre l'??t?? et l'hiver ne affecte fortement l'intensit?? des cycles saisonniers. Ces changements associ??s ?? la redistribution de l'??nergie solaire sont consid??r??es comme une cause probable pour les all??es et venues des derni??res p??riodes glaciaires (voir: cycles de Milankovitch ).

Les variations pass??es de l'irradiance solaire

Les observations spatiales de l'irradiance solaire ont commenc?? en 1978. Ces mesures montrent que la constante solaire ne est pas constante. Il varie avec le cycle solaire solaire de 11 ans. Lorsque remontant plus loin dans le temps, il faut se appuyer sur des reconstructions d'??clairement, en utilisant les taches solaires pour les 400 derni??res ann??es ou radionucl??ides cosmog??niques pour revenir dix mille ann??es. Ces reconstitutions ont ??t?? effectu??es. Ces ??tudes montrent que l'irradiance solaire ne varie avec p??riodicit??s distinctes telles que: 11 ans (Schwabe), 88 ann??es (cycle Gleisberg), 208 ann??es (cycle DeVries) et 1000 ann??es (cycle Eddy).

La vie sur Terre

Ce court m??trage explore le lien vital entre la Terre et le Soleil

L'existence de presque tous la vie sur Terre est aliment??e par la lumi??re du soleil. Plus autotrophes, comme les plantes, utiliser l'??nergie de la lumi??re du soleil, combin?? avec le dioxyde de carbone et de l'eau, pour produire des sucres simples, un processus connu sous le nom de la photosynth??se . Ces sucres sont ensuite utilis??s comme blocs de construction et d'autres voies de synth??se qui permettent ?? l'organisme de se d??velopper.

H??t??rotrophes, tels que les animaux, utiliser la lumi??re du soleil indirectement par la consommation des produits de autotrophes, soit en consommant autotrophes, en consommant leurs produits ou en consommant d'autres h??t??rotrophes. Les sucres et d'autres composants mol??culaires produits par les autotrophes sont ensuite d??compos??s, lib??rant de l'??nergie solaire emmagasin??e, et permet de donner une heterotroph l'??nergie n??cessaire ?? la survie. Ce processus est connu sous le nom respiration cellulaire.

En la pr??histoire, les humains ont commenc?? ?? ??tendre ce processus en mettant mati??res v??g??tales et animales ?? d'autres usages. Ils ont utilis?? des peaux d'animaux pour la chaleur, par exemple, ou des armes en bois pour chasser. Ces comp??tences ont permis de r??colter plus humains de la lumi??re du soleil ne ??tait possible par la glycolyse seul, et la population humaine a commenc?? ?? cro??tre.

Pendant le R??volution n??olithique, la domestication des plantes et des animaux en outre un acc??s accru ?? l'??nergie solaire. Les champs consacr??s ?? la culture ont ??t?? enrichies par des mati??res v??g??tales non comestibles, fournissant les sucres et les nutriments pour les r??coltes futures. Les animaux qui avaient auparavant seulement fourni les humains avec de la viande et des outils une fois qu'ils ont ??t?? tu??s ??taient maintenant utilis??s pour le travail tout au long de leur vie, aliment??e par herbes non comestibles pour les humains.

Les d??couvertes les plus r??centes de charbon , de p??trole et de gaz naturel sont des extensions modernes de cette tendance. Ces combustibles fossiles sont les restes de plante ancienne et la mati??re animale, form?? en utilisant l'??nergie du soleil, puis pi??g?? dans la terre depuis des millions d'ann??es. Parce que l'??nergie stock??e dans ces combustibles fossiles a accumul?? plus de plusieurs millions d'ann??es, ils ont permis ?? l'homme moderne d'augmenter massivement la production et la consommation de ??nergie primaire. Comme la quantit?? de combustibles fossiles est grande mais finie, cela ne peut pas continuer ind??finiment, et diverses th??ories existent quant ?? ce qui va suivre ce stade de la civilisation humaine (par exemple, carburants alternatifs, Catastrophe malthusienne, nouvel urbanisme, pic p??trolier).

Les aspects culturels

Claude Monet : Le d??jeuner sur l'herbe

L'effet de la lumi??re du soleil est pertinente pour la peinture , comme en t??moigne, par exemple, dans les ??uvres de Claude Monet sur des sc??nes en plein air et des paysages.

Beaucoup de gens trouvent la lumi??re du soleil directe trop lumineuse pour le confort, en particulier lors de la lecture du livre blanc sur laquelle le soleil brille directement. En effet, en regardant directement le soleil peut causer des dommages ?? long terme de vision. Pour compenser la luminosit?? de la lumi??re du soleil, beaucoup de gens portent lunettes de soleil. Voitures , beaucoup casques et bouchons sont ??quip??s visi??res pour bloquer le soleil de la vision directe quand le soleil est ?? un angle faible. Soleil est souvent bloqu?? b??timents entrant par l'utilisation de murs, stores, auvents, volets ou rideaux, ou ?? proximit?? arbres d'ombrage.

Dans les pays froids, beaucoup de gens pr??f??rent jours ensoleill??s et souvent d'??viter le ombre. Dans les pays plus chauds l'inverse est vrai; pendant les heures de midi beaucoup de gens pr??f??rent rester ?? l'int??rieur de rester cool. Se ils ne vont ?? l'ext??rieur, ils cherchent l'ombre qui peut ??tre fourni par les arbres, parasols , et ainsi de suite.

Dans l'hindouisme le soleil est consid??r?? comme un dieu que ce est la source de la vie et de l'??nergie sur la terre.

Bains de soleil

Bain de soleil est un populaire loisirs activit?? dans laquelle une personne se assoit ou se en plein soleil. Les gens bronzer souvent dans des endroits confortables o?? il ya suffisamment de lumi??re du soleil. Certains lieux communs pour bronzer comprennent plages , en plein air piscines, parcs , jardins , et caf??s-terrasses. Baigneurs portent g??n??ralement des quantit??s limit??es de v??tements ou certains vont tout simplement nue. Pour certains, une alternative au bronzage est l'utilisation d'un transat qui g??n??re ultraviolet lumi??re et peut ??tre utilis?? ?? l'int??rieur ind??pendamment des conditions climatiques ext??rieures et de la quantit?? de lumi??re du soleil.

Pour beaucoup de gens ?? la peau p??le ou brun, un but pour prendre le soleil est pour assombrir une est couleur de la peau (obtenir un bronzage) car cela est consid??r?? dans certaines cultures pour ??tre belle, associ??e ?? une activit?? ext??rieure, vacances / vacances, et la sant??. Certaines personnes pr??f??rent bronzer nue de sorte qu'une "all-over" ou "m??me" tan peut ??tre obtenue, parfois dans le cadre d'un mode de vie sp??cifique.

Pour les personnes souffrant de le psoriasis, les bains de soleil est un moyen efficace de gu??rir les sympt??mes.

tannage de la peau est r??alis??e par une augmentation dans le noir pigment ?? l'int??rieur des cellules de la peau appel??es m??lanocytes et ce est en fait un m??canisme de r??ponse automatique de l'organisme ?? une exposition suffisante aux rayons ultraviolets ??mis par le soleil ou de artificielle lampes solaires. Ainsi, le bronzage dispara??t progressivement avec le temps, quand on ne est plus expos?? ?? ces sources.

Effets sur la sant?? humaine

Le corps produit de la vitamine D du soleil (et sp??cifiquement de la bande de UVB d' ultraviolet lumi??re), et la solitude excessive du soleil peut conduire ?? une carence moins des quantit??s suffisantes sont obtenues par l'alimentation.

Les coups de soleil peut avoir l??g??re ?? s??v??re effets de l'inflammation sur la peau; ceci peut ??tre ??vit?? en utilisant un bon cr??me ??cran solaire ou une lotion ou en construisant progressivement m??lanocytes avec l'exposition. Un autre effet n??faste de l'exposition aux UV est acc??l??r??e vieillissement de la peau (aussi appel?? photovieillissement de la peau), qui produit un difficile ?? traiter cosm??tique effet. Certaines personnes craignent que la couche d'ozone augmente l'incidence de ces risques pour la sant??. Une diminution de 10% de l'ozone pourrait causer une augmentation de 25% dans le cancer de la peau.

Un manque de lumi??re, d'autre part, est consid??r??e comme l'une des principales causes de trouble affectif saisonnier (SAD), une forme grave de les ??blues de l'hiver??. Occurrence SAD est plus r??pandue dans des endroits plus loin des tropiques, et la plupart des traitements (autres que les m??dicaments d'ordonnance) implique luminoth??rapie, reproduisant la lumi??re du soleil par des lampes r??gl??es ?? des longueurs d'onde sp??cifiques de la lumi??re visible, ou ampoules ?? spectre complet.

Une ??tude r??cente indique que plus l'exposition au soleil au d??but de la vie d'une personne se rapporte ?? moins de risque de scl??rose en plaques (MS) plus tard dans la vie.