सूर्य पृथ्वी पर हमारे लिए एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह प्रकाश और गर्मी जैसे महत्वपूर्ण कारकों के साथ ग्रह और उस पर सब कुछ प्रदान करता है। लेकिन सौर विकिरण क्या है, सूर्य के प्रकाश का स्पेक्ट्रम, यह सब हमें और समग्र रूप से वैश्विक जलवायु को कैसे प्रभावित करता है?
सौर विकिरण क्या है?
जब आप "विकिरण" शब्द के बारे में सोचते हैं तो आमतौर पर बुरे विचार दिमाग में आते हैं। लेकिन सौर विकिरण वास्तव में एक बहुत अच्छी चीज है - यह सूर्य का प्रकाश है! पृथ्वी पर रहने वाला प्रत्येक प्राणी उसी पर निर्भर है। यह जीवित रहने के लिए आवश्यक है, ग्रह को गर्म करता है, पौधों के लिए भोजन प्रदान करता है।
सौर विकिरण वह सभी प्रकाश और ऊर्जा है जो सूर्य से आती है, और इसके कई अलग-अलग रूप हैं। विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम में, सूर्य द्वारा उत्सर्जित विभिन्न प्रकार की प्रकाश तरंगों को प्रतिष्ठित किया जाता है। वे उन लहरों की तरह हैं जिन्हें आप समुद्र में देखते हैं: वे ऊपर और नीचे चलती हैं और एक स्थान से दूसरे स्थान पर जाती हैं। सौर अध्ययन के स्पेक्ट्रम में विभिन्न तीव्रताएं हो सकती हैं। अंतर करनापराबैंगनी, दृश्य और अवरक्त विकिरण।
प्रकाश गतिमान ऊर्जा है
सौर विकिरण का स्पेक्ट्रम लाक्षणिक रूप से एक पियानो कीबोर्ड जैसा दिखता है। इसके एक सिरे पर कम नोट हैं, जबकि दूसरे सिरे पर उच्च नोट हैं। यही बात इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम पर भी लागू होती है। एक सिरे की आवृत्ति कम होती है और दूसरे सिरे में उच्च आवृत्तियाँ होती हैं। कम आवृत्ति की तरंगें एक निश्चित अवधि के लिए लंबी होती हैं। ये रडार, टेलीविजन और रेडियो तरंगों जैसी चीजें हैं। उच्च-आवृत्ति विकिरण एक छोटी तरंग दैर्ध्य वाली उच्च-ऊर्जा तरंगें हैं। इसका मतलब है कि किसी निश्चित समय अवधि के लिए तरंग दैर्ध्य स्वयं बहुत कम है। ये हैं, उदाहरण के लिए, गामा किरणें, एक्स-रे और पराबैंगनी किरणें।
आप इसके बारे में इस तरह सोच सकते हैं: कम आवृत्ति वाली लहरें एक पहाड़ी पर धीरे-धीरे ऊपर जाने की तरह होती हैं, जबकि उच्च आवृत्ति वाली लहरें एक खड़ी, लगभग खड़ी पहाड़ी पर तेजी से ऊपर जाने जैसी होती हैं। प्रत्येक पहाड़ी की ऊंचाई समान है। विद्युत चुम्बकीय तरंग की आवृत्ति यह निर्धारित करती है कि यह कितनी ऊर्जा वहन करती है। विद्युत चुम्बकीय तरंगें जो लंबी होती हैं और इसलिए कम आवृत्तियां कम तरंग दैर्ध्य और उच्च आवृत्तियों वाले लोगों की तुलना में बहुत कम ऊर्जा वहन करती हैं।
यही कारण है कि एक्स-रे और पराबैंगनी विकिरण खतरनाक हो सकते हैं। उनमें इतनी ऊर्जा होती है कि अगर वे आपके शरीर में चली जाती हैं, तो वे कोशिकाओं को नुकसान पहुंचा सकती हैं और कैंसर और डीएनए परिवर्तन जैसी समस्याएं पैदा कर सकती हैं। रेडियो और इन्फ्रारेड तरंगों जैसी चीजें, जिनमें बहुत कम ऊर्जा होती है, का वास्तव में कोई प्रभाव नहीं पड़ताहमें कोई प्रभाव नहीं। यह अच्छा है, क्योंकि आप निश्चित रूप से केवल स्टीरियो चालू करके खुद को जोखिम में नहीं डालना चाहते हैं।
दृश्य प्रकाश, जिसे हम और अन्य जानवर अपनी आंखों से देख सकते हैं, लगभग स्पेक्ट्रम के बीच में स्थित है। हम कोई अन्य तरंगें नहीं देखते हैं, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि वे वहां नहीं हैं। वास्तव में, कीड़े पराबैंगनी प्रकाश देख सकते हैं, लेकिन हमारे दृश्य प्रकाश को नहीं। फूल हमें उनसे बहुत अलग दिखते हैं, और इससे उन्हें यह जानने में मदद मिलती है कि किन पौधों को देखना है और किन पौधों से दूर रहना है।
सारी ऊर्जा का स्रोत
हम सूर्य के प्रकाश को हल्के में लेते हैं, लेकिन ऐसा होना जरूरी नहीं है, क्योंकि वास्तव में, पृथ्वी की सारी ऊर्जा हमारे सौर मंडल के केंद्र में स्थित इस बड़े, चमकीले तारे पर निर्भर करती है। और जब हम इसमें होते हैं, तो हमें अपने वायुमंडल को भी धन्यवाद कहना चाहिए, क्योंकि यह हमारे पहुंचने से पहले कुछ विकिरण को अवशोषित कर लेता है। यह एक महत्वपूर्ण संतुलन है: बहुत अधिक धूप और पृथ्वी गर्म हो जाती है, बहुत कम और जमने लगती है।
वायुमंडल से गुजरते हुए, पृथ्वी की सतह के पास सौर विकिरण का स्पेक्ट्रम विभिन्न रूपों में ऊर्जा देता है। सबसे पहले, आइए इसे स्थानांतरित करने के विभिन्न तरीकों को देखें:
- चालन (चालन) तब होता है जब ऊर्जा सीधे संपर्क से स्थानांतरित होती है। जब आप अपना हाथ गर्म फ्राइंग पैन से जलाते हैं क्योंकि आप ओवन मिट्ट पर रखना भूल जाते हैं, तो वह चालन है। कुकवेयर सीधे संपर्क के माध्यम से आपके हाथ में गर्मी स्थानांतरित करता है। इसके अलावा, जब आपके पैर सुबह बाथरूम में ठंडी टाइलों को छूते हैं, तो वे सीधे संपर्क के माध्यम से गर्मी को फर्श पर स्थानांतरित करते हैं -कार्रवाई में चालकता।
- अपव्यय तब होता है जब एक तरल पदार्थ में धाराओं के माध्यम से ऊर्जा स्थानांतरित की जाती है। यह गैस भी हो सकती है, लेकिन प्रक्रिया वैसे भी वही है। जब द्रव को गर्म किया जाता है, तो अणु उत्तेजित, बिखरे हुए और कम घने होते हैं, इसलिए वे ऊपर उठते हैं। जैसे ही वे ठंडा होते हैं, वे फिर से नीचे गिरते हैं, एक सेलुलर करंट पथ बनाते हैं।
- विकिरण (विकिरण) तब होता है जब ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में संचारित होती है। इस बारे में सोचें कि आग के पास बैठना कितना अच्छा है और यह महसूस करें कि स्वागत योग्य गर्माहट आप तक पहुँचती है - वह विकिरण है। रेडियो तरंगें, प्रकाश और ऊष्मा तरंगें बिना किसी सामग्री की सहायता के एक स्थान से दूसरे स्थान तक जा सकती हैं।
सौर विकिरण का मूल स्पेक्ट्रा
सूर्य का विकिरण अलग है: एक्स-रे से लेकर रेडियो तरंगों तक। सौर ऊर्जा प्रकाश और ऊष्मा है। इसकी रचना:
- 6-7% यूवी प्रकाश,
- दृश्य प्रकाश का लगभग 42%,
- 51% एनआईआर।
हम समुद्र तल पर 1 किलोवाट प्रति वर्ग मीटर की तीव्रता से दिन में कई घंटे सौर ऊर्जा प्राप्त करते हैं। विकिरण का लगभग आधा विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के दृश्यमान लघु-तरंग दैर्ध्य भाग में होता है। अन्य आधा निकट अवरक्त में है, और थोड़ा सा पराबैंगनी में है।
यूवी विकिरण
यह सौर स्पेक्ट्रम में पराबैंगनी विकिरण है जिसकी तीव्रता दूसरों की तुलना में अधिक है: 300-400 एनएम तक। इस विकिरण का वह भाग जो वायुमंडल द्वारा अवशोषित नहीं होता हैलंबे समय तक धूप में रहने वाले लोगों के लिए सनबर्न या सनबर्न पैदा करता है। सूर्य के प्रकाश में यूवी विकिरण के सकारात्मक और नकारात्मक दोनों तरह के स्वास्थ्य प्रभाव होते हैं। यह विटामिन डी का प्रमुख स्रोत है।
दृश्यमान विकिरण
सौर स्पेक्ट्रम में दृश्यमान विकिरण की औसत तीव्रता होती है। विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम के दृश्य और निकट अवरक्त श्रेणियों में प्रवाह और इसके वर्णक्रमीय वितरण में भिन्नता के मात्रात्मक अनुमान सौर-स्थलीय प्रभावों के अध्ययन में बहुत रुचि रखते हैं। 380 से 780 एनएम की सीमा नग्न आंखों को दिखाई देती है।
कारण यह है कि सौर विकिरण की अधिकांश ऊर्जा इसी श्रेणी में केंद्रित होती है और यह पृथ्वी के वायुमंडल के तापीय संतुलन को निर्धारित करती है। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में सूर्य का प्रकाश एक महत्वपूर्ण कारक है, जिसका उपयोग पौधों और अन्य स्वपोषी जीवों द्वारा प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है जिसे शरीर के लिए ईंधन के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
इन्फ्रारेड विकिरण
इंफ्रारेड स्पेक्ट्रम, जो 700nm से 1,000,000nm (1mm) तक फैला होता है, में पृथ्वी तक पहुंचने वाले विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक महत्वपूर्ण हिस्सा होता है। सौर स्पेक्ट्रम में अवरक्त विकिरण की तीव्रता तीन प्रकार की होती है। तरंगदैर्घ्य के आधार पर वैज्ञानिक इस श्रेणी को 3 प्रकारों में विभाजित करते हैं:
- ए: 700-1400 एनएम।
- बी: 1400-3000 एनएम।
- सी: 3000-1mm।
निष्कर्ष
अनेकजानवरों (मनुष्यों सहित) में लगभग 400-700 एनएम की संवेदनशीलता होती है, और मनुष्यों में प्रयोग करने योग्य रंग दृष्टि स्पेक्ट्रम, उदाहरण के लिए, लगभग 450-650 एनएम है। सूर्यास्त और सूर्योदय के समय होने वाले प्रभावों के अलावा, वर्णक्रमीय संरचना मुख्य रूप से इस संबंध में बदलती है कि सूर्य का प्रकाश सीधे जमीन पर कैसे पड़ता है।
हर दो सप्ताह में सूर्य हमारे ग्रह को पूरे वर्ष के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्रदान करता है। इस संबंध में, सौर विकिरण को तेजी से वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत के रूप में माना जा रहा है।
