Sluneční záření, oč jde?
V letošním létě bylo slunečného záření dostatek. Kde se ale světlo a teplo ze slunce bere? V mnohých článcích jsme narazili na termín „sluneční záření,“ proto si ho více přiblížíme.
Na Slunci probíhají jaderné reakce tzv. proton-protonový cyklus, kdy se vodík přeměňuje na helium, a díky tomuto procesu se povrchová teplota Slunce pohybuje okolo 6000 °C, což představuje výkon asi 2,8∙1026 W. Každou vteřinu Slunce spálí čtyři milióny tun vodíku. Slunce vyzařuje elektromagnetické záření, pohybující se rychlostí 300 000 km∙s-1 (rychlost světla). I když je to nejvyšší nám známá dosažená rychlost, putuje paprsek k planetě Zemi 8 1/3 min. Čím jsou planety od Slunce vzdálenější, tím dostávají méně energie. V případě Země je přijatá energie asi 1,7∙1017 W.
Obr.: Slunce
Zdroj: NASA
Sluneční záření dopadající na povrch Země je označované jako spektrum elektromagnetického záření, které je podle vlnové délky rozděleno na:
a) ultrafialové záření – 0,2 - 0,4 μm: UV záření je téměř pohlceno plyny v atmosféře (převážně ozonem a kyslíkem), má škodlivé účinky pro živé organismy.
b) viditelné záření – 0,4 - 0,7 μm: Barva světla závisí na vlnové délce (fialová, modrá, zelená, žlutá, oranžová, červená).
c) krátkovlnné infračervené záření – 0,7 - 3 μm: Lidské oko není na ně citlivé, snadno proniká atmosférou.
– a) + b) + c) = krátkovlnné záření
d) tepelné infračervené záření – >3 μm: Vyzařováno i chladnějšími objekty než slunce, člověk jej pociťuje jako teplo
– d) označuje se jako dlouhovlnné záření.
Obr.: Spektrum elektromagnetického záření Slunce
Zdroj: Eduard Pokorný
Dle vlnové délky je pozorována různá intenzita vyzařování – ultrafialové z. – 9 %,
viditelné z. – 41 %, krátkovlnné infračervené z. – 50 % (nejvíce ohřívá Zemi), ale jen velmi málo energie připadá pro vlnovou délku >2 μm.
Celková intenzita elektromagnetického záření Slunce, dopadajícího na horní hranici atmosféry na jednotkovou plochu kolmou k paprskům při střední vzdálenosti Země-Slunce je označována jako solární konstanta (Is).
IS = 1367 W.m-2 +- 0,3 %
Tato hodnota je měřena podle umělých družic Země a kolísá v rámci cyklu sluneční soustavy.
Množství slunečního záření je proměnlivé v závislosti na čase a na místě na Zemi, plynule klesá od rovníku k pólu – na pólu asi 40 % hodnoty na rovníku.
Možná jste již někdy slyšeli o problematice jedenáctiletých cyklů Slunce, které jsou právě spojeny se solární konstantou. Vývoj sluneční aktivity v uzavřených cyklech závisí na počtu černých slunečních skvrn (nejchladnější místa). Tyto cykly si jde jednoduše představit jako vývoj slunečního záření od minimální energie po maximální (viz obr.)
Obr.: Sluneční cykly solární konstanty
Zdroj: Robert A. Rodhe
V České republice je nejvyšší počet hodin slunečního svitu od května do srpna, hodnoty se pohybují okolo 180 hodin za měsíc, množství hodin je závislé na dané lokalitě, zpravidla nejvyšších hodnot dosahuje jižní Morava.