Čitaonica | Meteorologija

Sunčevo zračenje

28.10.2009. | Đurđica Marković

Sunčevo zračenje kratkovalno je zračenje koje Zemlja dobiva od Sunca.

Izražava se u W/m2. Ovisno o njegovom upadu na plohe na Zemlji ono može biti:

  • neposredno (zračenje Sunčevih zraka)
  • difuzno zračenje neba (raspršeno zračenje cijelog neba zbog pojava u atmosferi)
  • difuzno zračenje obzorja (dio difuznog zračenja koji zrači obzorje)
  • okosunčevo difuzno (cirkumsolarno) zračenje (difuzno zračenje bliže okolice odbijeno zračenje: zračenje koje se odbija od okolice i pada na promatranu plohu Sunčevog diska koji se vidi sa Zemlje)

Sunčevo je zračenje važan prirodni faktor, jer stvara klimu na Zemlji te utječe na sveukupan okoliš.

Spektar Sunčevog zračenja obuhvaća radio-valove, mikrovalove, infracrveno zračenje, vidljivu svjetlost, ultraljubičasto zračenje, X-zrake i Y-zrake. Najveći dio energije pri tome predstavlja IC zračenje (valne duljine > 760 nm), vidljiva svjetlost (valne duljine 400 – 760 nm) te UV zračenje. U spektru je njihov udio sljedeći: 40% čini IC zračenje, 10% UV zračenje, a 50% vidljiva svjetlost.

Sunčevo UV zračenje

Sunčevo zračenje podrazumijeva ultraljubičasto (UV) zračenje, vidljivo zračenje (svjetlost) i infracrveno (IR) zračenje. Zračenje je često karakterizirano valnom duljinom, obično izraženo u nanometrima (1nm=10-9 m). Kada se opisuju biološki učinci ultraljubičasto zračenje se obično dijeli u tri spektralna područja:

UV-C zračenje (100-280 nm),
UV-B zračenje (280-315 nm) i
UV-A zračenje (315-400 nm).

Najvažniji faktori koji utječu na UV zračenje koje dolazi do tla su:

a) Atmosferski ozon

UV zračenje apsorbira se i raspršuje u atmosferi. UV-C zračenje u potpunosti se apsorbira u gornjoj atmosferi na molekulama kisika i ozona. Većinski dio UV-B zračenja apsorbira se u stratosferi na molekulama ozona, a samo nekoliko postotaka dolazi do površine Zemlje. Zbog toga je na površini Zemlje sunčevo UV zračenje sastavljeno od velikog iznosa UV-A zračenja i vrlo malog iznosa UV-B zračenja. Dobro je znano da je UV-B zračenje biološki vrlo štetno, UV-A zračenje manje je štetno, ali ima mogućnost stvaranja tena na ljudskoj koži. S obzirom da je ozon glavni apsorber UV-B zračenja, intenzitet UV-B zračenja na Zemljinoj površini umnogome ovisi o ukupnom iznosu ozona u atmosferi, te o debljini ozonskog sloja.

b) Visina Sunca

Visina Sunca je kut između horizonta i smjera prema Suncu. Solarni zenitni kut (Solar Zenith Angle – SZA) često se upotrebljava umjesto visine Sunca: to je kut između zenita i smjera Sunca. Za velike visine Sunca UV zračenje je puno intenzivnije jer zrake sa Sunca prolaze kraći put kroz atmosferu i zato prolaze kroz manje područje apsorpcijskih tvari. S obzirom da UV ozračenje uvelike ovisi o visini Sunca, ono se mijenja sa geografskom širinom, dobom godine i dobom dana. Zato je UV zračenje najjače u tropskom području, ljeti, u vrijeme podneva.

c) Nadmorska visina

UV iradijancija se povećava s nadmorskom visinom zato jer je manje apsorpcijskih tvari u atmosferi iznad dane visine. Mjerenja pokazuju da UV zračenje poraste za 6-8% za porast nadmorske visine od 1000 m.

d) Atmosfersko raspršenje

Na Zemljinoj površini se Sunčevo zračenje sastoji od izravne i raspršene (difuzne) komponente. Solarno zračenje je raspršeno na molekulama zraka i ostalim česticama kao što su aerosol i vodene kapljice. Izravna komponenta se sastoji od zraka sa Sunca koje su prošle izravno kroz atmosferu bez raspršenja ili apsorpcije. Difuzna komponenta se sastoji od zraka koje su bile raspršene barem jednom prije nego su stigle o tla. Raspršenje uvelike zavisi o valnoj duljini. Nebo izgleda plavo jer je plava svjetlost puno jače raspršena od ostalih valnih duljina vidljive svjetlosti. UV zračenje se raspršuje još i više, tako da je na Zemljinoj površini UV-B zračenje sačinjeno približno od omjera 1:1 izravnog i difuznog zračenja.

e) Oblaci i atmosferska mutnoća

UV ozračenje je jače kada je nebo vedro, bez oblaka. Oblaci generalno smanjuju UV ozračenje, ali to ovisi i o debljini oblaka, kao i o tipu oblaka (optička debljina oblaka). Tanki ili raskidani oblaci imaju samo mali učinak na UV na tlu. U određenim uvjetima i za kratke vremenske periode mala naoblaka može na nekim mjestima čak i povećati UV iradijanciju u usporedbi sa potpuno vedrim nebom. U uvjetima atmosferske mutnoće UV zračenje je apsorbirano i raspršeno na vodenim česticama i aerosolu i to dovodi do smanjena UV ozračenja.

f) Refleksija na tlu

Dio UV zračenja pristiglog do tla je apsorbiran na Zemljinoj površini, a dio je odbijen (reflektiran) natrag prema svemiru. Iznos reflektiranog zračenja ovisi o svojstvima površine. Većina prirodnih površina kao što su trava, zemlja i voda reflektiraju manje od 10% pristiglog UV zračenja. Svježi snijeg može reflektirati i do 80% pristiglog UV zračenja. U proljeće kod vedrog neba refleksija na snijegu može povećati UV iradijanciju na nagnutim površinama čak do ljetnih vrijednosti. To je značajno na višim nadmorskim visinama i u višim geografskim širinama. Pijesak može reflektirati oko 25% UV zračenja i povećati UV izloženost na plaži. Do 95% UV zračenja može prodrijeti u vodu, a oko 50% može prodrijeti čak do 3 m dubine (u čistoj oceanskoj vodi).