Значение озонового слоя атмосферы, озоновые дыры. Солнечный спектр на границе атмосферы и земной поверхности. Влияние солнечной активнос
Министерство здравохранения Украины
Луганский государственный медицинский университет
Кафедра гигиены и экологии
Зав. каф. д. м. н. Витрищак С. В.
Реферат
на тему:
«Значение озонового слоя атмосферы, озоновые дыры.
Солнечный спектр на границе атмосферы и земной поверхности.
Влияние солнечной активности на биосферу, организм человека, здоровье населения.»
Выполнила
Студентка 22 группы III курса
педиатрического факультета
Дробова Н. Н.
Преподаватель: Жук С. В.
Луганск - 2009
Содержание
Вступление……………………………………………………
1.Озоновый слой………………………………………………………………4
1.1 . Что
такое озоновый слой?..........
1.2. Причины ослабления озонового щита.
Озновые дыры…………………………………………………….. 5
1.3. Пути
решения проблем………………………………………
2.Солнечная
радиация…………………………………………………………
2.1. Солнечный спектр на границе атмосферы и
земной повепхности……………………………………………….
2.2. Ослабление потоков лучистой энергии в атмосфере……………...8
3. Влияние солнечной активности ………………………………………….11
4. Вывод…………………………………………………………………
5. Литература……………………………………………………
Вступление
Жизнь на Земле существует главным
образом потому, что она защищена
от губительных космических
Озон поглощает короткие волны солнечного спектра и практически не пропускает ультрафиолетовое излучение. Также он не пропускает около 20% излучения, исходящего от Земли, а это препятствует охлаждению планеты.В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности составляет в среднем 10-6%. Озон образуется в верхних слоях атмосферы из атомарного кислорода в результате химической реакции под влиянием солнечной радиации, вызывающей диссоциацию молекул кислорода.
1.Значение озонового слоя
1.1. Что такое «озоновый слой»?
Озон
является аллотропным видоизменением
кислорода с трехатомной
Озон – одна из форм существования химического элемента кислорода в земной атмосфере. Последняя состоит в основном из азота и кислорода. В приземном воздухе, равно как и во всей атмосфере до высоты около 150 км, и азот, и кислород существуют практически только в форме молекул N2 и O2. Однако на всех высотах в атмосфере идут процессы диссоциации (т.е. разрушения молекул), приводящих к появлению атомов N и O. Эти процессы компенсируются быстрыми реакциями обратного соединения атомов в молекулы, поэтому концентрации атомов O и N ниже 100 км очень малы.
С увеличением
высоты скорость процессов диссоциации
растет, а обратных реакций падает,
поэтому относительная
Озоновый «экран» расположен в стратосфере, на высотах от7-8 км. на полюсах, 17-18 километров на экваторе и примерно до 50 километров над земной поверхностью. Гуще всего озон в слое 22 – 24 километров над Землей.
Слой озона удивительно тонок. Если бы этот газ сосредоточить у поверхности Земли, то он образовал бы пленку лишь в 2-4 мм толщиной (минимум – в районе экватора, максимум – у полюсов). Однако и эта пленка надежно защищает нас, почти полностью поглощая опасные ультрафиолетовые лучи. Без нее жизнь сохранилась бы лишь в глубинах вод (глубже 10 м) и в тех слоях почвы, куда не проникает солнечная радиация.
Озон поглощает некоторую часть инфракрасного излучения Земли. Благодаря этому он задерживает около 20% излучения Земли, повышая отепляющее действие атмосферы[1].
Озон – активный газ
и может неблагоприятно действовать
на человека. Обычно его концентрация
в нижней атмосфере незначительна
и он не оказывает вредного влияния
на человека. Большие количества озона
образуются в крупных городах
с интенсивным движением
Озон, также, регулирует
жесткость космического излучения.
Если этот газ хотя бы частично уничтожается,
то, естественно жесткость
Уже доказано, что отсутствие или малая концентрация озона может или приводит к раковым заболеваниям, что самым наихудшим образом отражается на человечестве и его способностью к воспроизводству[3].
1.2. Причины ослабления озонового щита. Озновые дыры
До недавнего времени
Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает небольшое, но постоянное ослабление над некоторыми районами Земного шара, включая густо населенные районы в средних широтах Северного полушария. Над Антарктикой обнаружена обширная "озоновая дыра".
Разрушение озона происходит из-за воздействия ультрафиолетовой радиации, космических лучей, некоторых газов: соединений азота, хлора и брома, фторхлоруглеродов (фреонов). Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя, вызывает наибольшую тревогу. Поэтому многие страны подписали международное соглашение, предусматривающее сокращение производства озоно-разрушающих веществ. Однако озоновый слой разрушает также реактивная авиация и некоторые пуски космических ракет[4].
Предполагается множество причин ослабления озонового щита.
Во-первых, – это запуски
космических ракет. Сгорающее
топливо «выжигает» в озоновом
слое большие дыры. Когда-то предполагалось,
что эти «дыры» затягиваются.
Оказалось, нет. Они
Во-вторых, самолеты. Особенно,
летящие на высотах в 12-15 км.
Выбрасываемый ими пар и
В- третьих – окислы азота. Их выбрасывают те же самолеты, но больше всего их выделяется с поверхности почвы, особенно при разложении азотных удобрений.
В – четвертых, это хлор и его соединения с кислородом. Огромное количество (до 700 тысяч тонн) этого газа поступает в атмосферу, прежде всего от разложения фреонов. Фреоны – это не вступающие у поверхности Земли ни в какие химические реакции газы, кипящие при комнатной температуре, а потому резко увеличивающие свой объем, что делает их хорошими распылителями. Поскольку при их расширении снижается их температура, фреоны широко используют в холодильной промышленности.
Каждый год количество фреонов
в земной атмосфере увеличивается
на 8-9%. Они постепенно поднимаются
наверх, в стратосферу и под
воздействием солнечных лучей становятся
активными – вступают в фотохимические
реакции выделяя атомарный
В 1974 – 1975 г.г. было установлено, что наблюдаемое накопление газа фреона в атмосфере может быть причиной разрушения озонового щита. Проникая в стратосферу, молекулы фреонов под действием солнечного излучения выделяют атомы хлора, а они вызывают распад озона. Это ставит под угрозу жизнь человечества. Время жизни самых опасных фреонов – от 70 до 100 лет. Одна единственная молекула фреона может дать начало последовательности реакций, в которых исчезает множество молекул озона. Значит, главная причина образования озоновых дыр – бытовая и хозяйственная деятельность человека.
1.3. Пути решения проблем.
Чтобы начать
глобальное восстановление
Также мы - все
люди должны это понимать и
помочь природе включить
Для восстановления озонового слоя его нужно подпитывать. Сначала с этой целью предполагалось создать несколько наземных озоновых фабрик и на грузовых самолетах «забрасывать» озон в верхние слои атмосферы. Однако этот проект (вероятно, он был первым проектом «лечения» планеты) не осуществлен.
Если этот эксперимент окажется удачным, в дальнейшем предполагается использовать опыт российской орбитальной станции «Мир» и создать на высоте 400 км несколько космических платформ с источниками энергии и лазерами. Лучи лазеров будут направлены в центральную часть озонового слоя и станут постоянно подпитывать его. Источником энергии могут быть солнечные батареи. Космонавты на этих платформах потребуются лишь для периодических осмотров и ремонта.
У этого проекта был
Осуществится ли грандиозный мирный проект, покажет время. Но и физическая химия, и космонавтика уже готовы к тому, чтобы начать восстанавливать комфортное для жизни химическое равновесие на нашей планете.
Принимая во внимание чрезвычайность ситуации, необходимо:
расширить
комплекс теоретических и
проблеме сохранения озонового слоя;
провести
первую Международную научную
— создать
Международный фонд сохранения озонового
слоя активными способами;
— провести Международный телемост на
тему сохранения озонового слоя с участием
ведущих ученых, политических, религиозных
и общественных деятелей;
— организовать Международный комитет
для выработки стратегии выживания человечества
в экстремальных условиях.
2. Солнечная радиация
2.1. Солнечный спектр на границе атмосферы и земной повепхности
Большинство происходящих в атмосфере явлений, изучаемых оптиками и метеорологами, развиваются за счет лучистой энергии, т.е. энергии, доставляемой Земле солнечной радиацией. Мощность этой энергии примерно может быть оценена в 18*1023 эрг/с. Энергетический спектр солнечной радиации на границе атмосферы близок к спектру абсолютно черного тела с температурой порядка 60000К (рис.1.).
До того,
как солнечное излучение
Рис.1. Распределение энергии в спектре солнечной радиации на границе атмосферы: 1- по данным 1903-1910 гг., 2 - 1920-1922 гг., 3 - 1917 г., 4 - абсолютно черное тело при температуре 57130К.
В результате дошедшая до места наблюдения (земной поверхности) в виде параллельных лучей от Солнца так называемая прямая солнечная радиация будет как количественно, так и качественно отлична от солнечной радиации за пределами атмосферы .
Солнечная
(коротковолновая) радиация преобразуется,
проходя через атмосферу, в следующие
виды радиации: рассеянную (ввиду наличия
в атмосфере различных ионов
и молекул газов, частиц пыли происходит
рассеяние прямой солнечной энергии
во все стороны; часть рассеянной
энергии доходит до поверхности
Земли), отраженную (часть попавшей
в атмосферу и на земную поверхность
энергии отражается обратно), поглощенную
(происходит диссоциация и ионизация
молекул верхних слоях
2.2. Ослабление потоков лучистой энергии в атмосфере
Солнечное излучение, проходя через атмосферу, ослабляется благодаря эффектам рассеяния и поглощения. Для потоков лучистой энергии атмосфера в видимой части спектра является мутной средой, т.е. рассеивающей, а в ультрафиолетовой и инфракрасной - поглощающей и рассеивающей. Световой поток поглощается в атмосфере.
Рассмотрим избирательное поглощение лучистой энергии в атмосфере. Любое вещество имеет свои полосы поглощения (рис.2). Из газов, входящих всегда в состав атмосферы, существенным для нас селективным поглощением обладают лишь O2, O3, CO2 и водяной пар H2O. Кислород вызывает интенсивное поглощение света
Рис.2. Спектр поглощения земной атмосферы.
атмосферы, что солнечные лучи с длиной волны l<200нм не доходят до высот, доступных для наблюдения с поверхности Земли и самолетов. Озон (O3) имеет весьма сложный спектр поглощения, линии и полосы которого охватывают всю область солнечного спектра, начиная от крайних ультрафиолетовых лучей и до далекой инфракрасной области[1]. В земной атмосфере озона мало, он располагается в виде слоя (10 - 40 км) с центром тяжести на высоте около 22 км, но обладает сильной поглощательной способностью. Его полосы: п.Гартлея (200 - 320 нм; lmax=255 нм); п.Шапюи (500 - 650 нм; lmax=600 нм). Наибольшее значение в поглощении лучистой энергии в атмосфере имеет водяной пар (H2O), которого очень много в нашей атмосфере (влажность, облака и т.п.).
Рассмотрим отраженную радиацию, т.е. радиацию, которая достигает земной поверхности, частично отражается от нее и вновь возвращается в атмосферу. Также отраженная радиация - это и излучение, отраженное от облаков[6].
Количество
отраженной некоторой поверхностью
энергии в сильной мере зависит
от свойств и состояния этой поверхности,
длины волны падающих лучей. Можно
оценить отражательную
Рассмотрим
рассеянную радиацию. Рассеяние
в атмосфере может происходить
на молекулах газов (
При попадании
света на крупные частицы, обычно
находящиеся вблизи поверхности
Земли, происходит частичная потеря
импульса падающей электро-магнитной
волны, т.е. на молекулу действует световое
давление, тогда будем иметь эффекты
дифракции, отражения и преломления,
пронукновения электро-
Рис.3. Распределение энергии в спектре рассеянного света, посылаемого различными точками небесного свода.
Рассеянная радиация также зависит и от облачности. Нередки случаи, когда рассеянная радиация достигает значений, сравнимых с потоком прямой солнечной радиации. Это явление обычно происходит в северных широтах. Оно объяснимо тем, что чистый сплошной снежный покров имеет черезвычайно большую отражательную способность. Облака являются средами, которые могут сильно рассеивать свет; опыты показали, что плотные облака толщиной 50 - 100 метров уже полностью рассеивают прямые солнечные лучи.
Рис.4. Рассеянная радиация атмосферы при безоблачном небе и при сплошной облачности (10 баллов).
3. Влияние солнечной активности
Солнце влияет на следующие факторы:
. эпидемиологическую обстановку на Земле;
. количество
разного рода стихийных
. на количество
автомобильных и
Максимум всего этого приходится на годы активного Солнца.
Воздействие
изменений солнечной активности
на биологические объекты
Александр
Леонидович Чижевский внёс большой
вклад в изучение влияния Солнца
на возникновение эпидемических
заболеваний. Результаты этих его исследований
имеют особую ценность: ведь он работал
c материалом тех эпох, когда медицина
не умела ещё бороться ни c чумой,
ни c холерой, ни c тифом. Стихийный характер
возникновения и
А в начале 60-x гг. появились наyчные публикации o связи сердечно-сосудистых заболеваний c солнечной активностью. В них было показано, что наиболее подвержены Солнечному воздействию люди, уже перенёсшие один инфаркт. При этом выяснилось, что их организм реагирует не на абсолютное значение уровня активности, а на скорость его изменения.
B рядy
многooбразныx проявлений солнечной
активности особое место
В 30-x гг. ХХ столетия в городе Ницце (Франция) случайно было замечeно, что число инфарктoв миокарда и инсультов у пожилых людей резко возрастало в те же самые дни, когда на местной телефонной станции наблюдались сильные нарушения связи вплoть до полного её прекращения. Как впоследствии выяснилocь, на¬рушения тeлефoнной связи были вызваны магнитными бурями.
Сведения о влиянии магнитного поля на организм человека имелись уже в глубокой древности. Лечебные свойства магнита описывали Аристотель (N В. до Н. э.) и Плиний Старший (I В. Н. э.), немецкий врач Парацельс и английский естествоиспытатель Уильям гилберт (XVI в.). Сейчас установлено, что магнитное поле влияет прежде всего на регуляторные системы организма (Нервную, эндокринную и кровено снyю). Его воздейсвие затормаживает условные и безусловные рефлексы, Меняет состав крови. Такая реакция на магнитное поле объясняется в первую очередь изменением свойств водных растворов в организме человека. B 1934 r. английские yчёные Джон Вернал и Рaльф Фаулер выскaзaли гипотезу, что вода иногда Может проявлять свойства, присущие твёрдым кристаллам. Впоследствии эта гипотеза была экспериментaльно подтверждена, а в наше время жидкие кристaллы широко распроcтранены в бытy: они применяются в электронных часах, калькуляторах, пейджерах и других устройствах. B обычных условиях кристаллическая структура воды крайне неустойчива и слабо себя проявляет. Но если воду пропустить через постоянное магнитное поле, эта структура становится заметной, а сама вода приобретает ряд необычных свойств. Так,намагниченная вода даёт гораздо меньше накипи, Изменяется её диэлектрическая проницаемость, она иначе поглощает свeт, a прораcтание семян и рост растений, обработанных такой водой, происходят гораздо быстрее[10].
B любом
живом организме более 70% воды,
которая составляет
Вывод
Солнце оказывае огромнейшее влияние на Землю, ее атмосферу, население, т. Е. на все живое и неживое вокруг. Влияние солнечной активности связано с цикличностью солнечной деятельности.
В связи с вращением Солнца вокруг
оси теперь выделяют 27-дневный
Нельзя забывать и об
Таким образом, никогда не следует забывать о влиянии солнечной активности и о том, что мы порой очень часто помогаем этим отрицательным факторам убивать нас.
Литература:
1. А.А. Гурштейн. Извечные тайны неба. – М.: Наука, 1998. – 234 с.
2. Гиренок Ф.И. Экология, цивилизация, ноосфера. — М.: Прогресс, 1997. – 500 с.
3. Данилов-Данильян В.И., Лосев К.С. Экологический вызов и устойчивое развитие. Учебное пособие. - М.: Прогресс-Традиция, 2000. - 416 с.
4. И. И. Воронов, Л. И. Гречнева. Основы современного естествознания – М.: Свет, 2002. – 125 с.
5. Короновский Н.В. “Магнитное поле геологического прошлого земли” // СОЖ, 1996г. №6
6. Моисеев Н.Н. Экология и ноосфера / Экология и жизнь, №3, 1999
7. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир. В 2-х т.-М.: Мир, 1993. – 345 с.
8. Симоненко В. И. Озоновый щит. – К.: Наука, 1999. – 321 с.
9. Шертков В. В. Биосфера. – Х.: Ранок, 2000. - 256 с.
10. Э.В. Кононович . Солнце – дневная звезда. – Х.: Фолио, 2001. – 345 с.

- Значение озонового экрана
- Значение опорно-двигательного аппарата
- Значение опорно-двигательной системы
- Значение оптовой торговли
- Значение орнамента и цвета в русской вышивке
- Значение осадочной дифференциации в формировании нефтегазоносных толщ и коллекторских свойств пород
- Значение осанки в жизни человека
- Значение образных игрушек в жизни детей дошкольного возраста
- Значение общения в жизни человека
- Значение общения в жизни человека
- Значение общеразвивающих упражнений в физической нагрузке
- Значение общественного питания
- Значение овощей в питании человека
- Значение овощей и фруктов в питании человека