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Sonnenlicht fällt in die Antilopenschlucht im Arizona.

Sonnenlicht ist der sichtbarer Teil des elektromagnetische Strahlung das durch die Sonne wird ausgeliefert. Das Sonnenlicht, das die Boden erreicht ist ein sehr kleiner Teil der Gesamtmenge, aber ausreichend und unbedingt erforderlich, um Leben auf der Erde zu erhalten.

Strahlungsintensität des Sonnenspektrums und a schwarzer Kühler. Der orangefarbene Bereich ist die von der Atmosphäre absorbierte Strahlung.

Spektrum

Es Spektrum von der Sonne wird durch die von a . emittierte Strahlung angenähert schwarzer Kühler mit einer Oberflächentemperatur (effektive Temperatur) ab 5778 k Sendungen. Das Spektrum reicht ungefähr von 250 bis 2500 nm mit einem Intensitätspeak bei 502 nm, entsprechend einer Frequenz von 598 THz; es liegt im blaugrünen Teil des sichtbaren Lichts. Oberhalb und unterhalb einer Wellenlänge von 711 nm wird gleich viel Energie abgestrahlt, was einer Frequenz von 421 THz entspricht.

Etwa die Hälfte der Sonnenstrahlung besteht aus sichtbarem Licht. Die andere Hälfte besteht aus Infrarot Strahlung und ein kleiner Teil ultraviolett Strahlung. Im Sonnenspektrum erscheinen dunkle Linien, die Fraunhofer-Linien.

Solarkonstante

Das Solarkonstante ist die Menge Energie in Form von elektromagnetischer Sonnenstrahlung, die Atmosphäre der Erde über einen bestimmten Zeitraum erreicht. Das Raumwinkel der Erde von der Sonne ist so klein, dass von der Gesamtenergie, die die Sonne abgibt, die Erde nur einen 2200-millionstel Teil oder 0,0000,000 045% erhält.

Laut der Stefan-Boltzmann-Recht gilt für die Sonnenfläche a Flussdichte${displaystyle F_{dot }}$ von:

${displaystyle F_{odot}=Sigma T_{odot}^{4}=6{,}32cdot 10^{7};W/m^{2}}$

Die Sonnenfläche beträgt 6,09 Billionen Quadratkilometer, ihre Gesamtleistung beträgt also 3,85 × 10²⁶ Watt.

Pro Steradiant gilt für die Intensität:

${displaystyle {frac {sigma T_{odot}^{4}}{pi }}=2{,}01cdot 10^{7};W/m^{2}}$

Unter der Annahme des Energieerhaltungssatzes ist die Flussdichte in der Erdatmosphäre ${displaystyle F_{oplus }}$:

${displaystyle 4pi r_{odot}^{2}F_{odot}=4pi r_{oplus }^{2}F_{oplus }}$

${displaystyle F_{oplus }=F_{odot }left({frac {r_{odot}}{r_{oplus }}}ight)^{2}=6.32cdot 10^{7}cdot left({frac {6.957 cdot 10^{8}}{1{,}496cdot 10^{11}}}ight)^{2}=1366{,}8;W/m^{2}}$

Der gemessene Wert ist mit durchschnittlich 1360,8 ± 0,5 W/m² während a . etwas niedriger solares Minimum und 0,1% höher während a maximal.^[1] Dieser Wert hat a Jahreskurs durch die elliptische Bahn der Erde um die Sonne. So erreichen 1412 W/m² im Januar die Atmosphäre bis 1312 W/m² im Juli. Der Durchschnitt schwankt auch jedes Jahr aufgrund von Änderungen der Sonnenaktivität selbst. Diese Variation am Rand der Atmosphäre hat keinen Einfluss auf die Temperatur der Erdoberfläche.

Aussterben

Strahlungsbilanz von der Erde.

Rayleigh-Streuung kümmert sich um blauer Himmel, die rot wird, wenn der Weg durch die Atmosphäre so groß ist, dass das gesamte blaue Licht erloschen ist.

Die Strahlungsintensität an der Erdoberfläche ist viel kleiner als die Sonnenkonstante am Rand der Atmosphäre. Die Abschwächung der Strahlung beim Durchgang durch die Atmosphäre wird Aussterben oder Auslöschung genannt. Dies besteht aus Reflexion, Streuung und Absorption.

Reflexion

Denn die Erde ist ein Ambiente und nur die Hälfte beleuchtet ist, wird im Durchschnitt ein Viertel der Erde pro Zeiteinheit erwärmt. Im Durchschnitt werden etwa 30 % der verbleibenden 342 W/m² reflektiert, die planetarische albedo. Diese Reflexion erfolgt durch Wassertröpfchen und die größeren Staubpartikel in der Atmosphäre. Davon ist die Rede diffuse Reflexion, da die Strahlung in alle Richtungen reflektiert wird. Bei dieser Reflexion bleibt das Licht weiß, was unter anderem mit Rauch. Die Hauptform der Abschwächung des Sonnenlichts in der Atmosphäre ist jedoch seine Reflexion von Wolken. Der Reflexionsgrad hängt von der Dicke der Wolkenschicht, der Anzahl der Wolkentröpfchen, deren Größe und der Sonnenhöhe ab. Die Reflexion nimmt im Allgemeinen mit zunehmender Wolkenhöhe ab.

Streuung

Das von der Sonne emittierte sichtbare Licht wird teilweise gestreut und daher teilweise wieder ins Universum emittiert.Die Streuung erfolgt an extrem kleinen Teilchen, die in der Regel kleiner sind als die Wellenlänge des Lichts. Auf dieser Skala gelten nicht mehr die gewöhnlichen Gesetze von Reflexion, Brechung und Krümmung, sondern die der Rayleigh-Streuung. Je kleiner die Wellenlänge, desto stärker wird das Licht gestreut, sodass dies bei violettem und blauem Licht stärker auftritt als bei rotem Licht mit a blauer Himmel Ergebnis. Wenn während der Dämmerung Bei tief stehender Sonne legen die Lichtstrahlen eine längere Strecke durch die Atmosphäre zurück, streuen die kleineren Wellenlängen stärker und löschen sie. Bei Rot und Orange tritt weniger Streuung auf, so dass der Himmel rot gefärbt ist.

Absorption

Die 70 %, die nicht reflektieren, werden absorbiert und gestreut, wobei die Atmosphäre 74 W/m² der restlichen 240 W/m² und die Erdoberfläche 166 W/m² absorbiert. In der Atmosphäre wird Strahlung hauptsächlich durch Wasserdampf absorbiert, Kohlendioxid und Ozon. Etwa 14% der gesamten Sonnenstrahlung wird durch Wasserdampf absorbiert und da dieser hauptsächlich im Troposphäre Dadurch erwärmt es sich am stärksten. Kohlendioxid absorbiert hauptsächlich die Strahlung im Infrarotbereich, während ultraviolette Strahlung durch den Ozonschicht nimmt auf.

Wenn die direkte Strahlung nicht durch Wolken blockiert wird, wird sie als Sonnenschein empfunden, eine Kombination aus sichtbarem Licht und in der Nähe Infrarotstrahlung. Insbesondere die Infrarotstrahlung bewirkt eine Temperaturerhöhung der Haut und wird durch Wärmerezeptoren. Die direkte Sonneneinstrahlung ist nicht polarisiert im Gegensatz zum Streulicht des blauen Himmels.

Wenn die Temperatur auf der Erde konstant ist, bedeutet dies, dass die Strahlungsbilanz sollte neutral sein. Das heißt, die einfallende kurzwellige Sonnenstrahlung verlässt die Erde als ausgehende langwellige Strahlung terrestrische Strahlung. Diese langwellige Strahlung wird in der Atmosphäre viel besser absorbiert als kurzwellige Sonnenstrahlung, sodass sich die Atmosphäre hauptsächlich indirekt über die Erdoberfläche erwärmt.

Strahlungsverteilung

Die Strahlungsverteilung auf der Erde.

Außerhalb Täglich und Jahreskurs und Klimawandel im Durchschnitt stehen die ein- und ausgehende Strahlung mehr oder weniger im Gleichgewicht. Dies ist jedoch lokal nicht der Fall. Auf Breitengrade unter 38° ist die Einstrahlung größer als die Einstrahlung, während außerhalb dieses Bereichs die Einstrahlung überwiegt. In dem Tropen und Subtropen es wird jedoch nicht wärmer und im gemäßigte Gebiete und der Polarregionen nicht kälter. Dies liegt daran, dass es einen Ausgleich gibt Wärmetransport ist von der allgemeine Zirkulation und der Meeresströmungen. Die allgemeine Auflage besteht aus consists Turbulenz, Konvektion, Advektion und Verdunstung. Die Kombination dieses Wärmetransports mit der Strahlungsbilanz ist die Energieausgleich.

Wohltuende Auswirkungen von Sonnenlicht auf die Gesundheit

Sonnenlicht scheint durch die Wolken.

Sonnenlicht oder eine ähnlich starke Lichtquelle wird benötigt, um Tagesrhythmus zu synchronisieren.^[2]Sonnenlicht hat auch eine geringe desinfizierende Wirkung, wodurch Viren und Bakterien außerhalb des Körpers nicht so lange überleben.Vitamin-D wird in der Haut unter dem Einfluss von ultraviolettem Licht produziert. Es ist wichtig für die Aufnahme von Kalzium, das wir für den Aufbau gesunder Knochen und Zähne benötigen.

Der Schweizer Arzt Auguste Rollier Anfang des 20. Jahrhunderts nutzte er unter anderem die Heliotherapie zur Heilung von Knochentuberkulose. Seine Sonnentherapie-Klinik lag auf 1500 Metern in den Schweizer Alpen. Aufgrund fortschreitender wissenschaftlicher Erkenntnisse (u. a. von August Bier) und dem Aufkommen von Antibiotika verlor die Sonnentherapie an Bedeutung.^[3]

Kulturelle Aspekte

Medien abspielen

Wochenschau von 1943. Menschen in einer Großstadt sitzen oder liegen in der Sonne; im Park (unter anderem inmitten gefällter Bäume); auf Terrassen; auf Bänken; auf Flachdächern.

Wolkenstrahlen über Canberra.

Viele Menschen empfinden helles direktes Sonnenlicht als unangenehm. Direkter Blick in die Sonne kann zu dauerhaften Schäden am Augen Ursache. Um die Helligkeit des Sonnenlichts auszugleichen, a Sonnenbrille. Autos, viele Helme und Motorhauben sind mit Visieren ausgestattet, um das Sonnenlicht zu blockieren, wenn die Sonne tief steht.

In kälteren Ländern bevorzugen viele Menschen sonnige Tage gegenüber bewölkten Tagen und meiden die Schatten. In heißeren Ländern ist das Gegenteil der Fall; während der Nachmittagsstunden ziehen es viele Leute vor, drinnen zu bleiben. Wenn sie rausgehen, suchen sie Schatten, die Bäume bieten können, Regenschirme, usw.

Überempfindlichkeit

Es gibt eine Erbkrankheit namens condition erythropoetische Protoporphyrie (abgekürzt E.P.P.). Menschen, die darunter leiden, reagieren überempfindlich auf das sichtbare Licht der Sonne, insbesondere auf den violetten und grünen Teil davon. Wenn diese Menschen ihre Haut in die Sonne legen, verursacht dies zunächst ein brennendes Gefühl (wie bei Brennnesseln) und nach zu langem Aufenthalt in der Sonne manchmal tagelange Schmerzen, begleitet von Schwellungen und manchmal Blutergüssen. Erst in einem dunklen Raum lassen die Schmerzen nach, oft in Kombination mit einer Kühlung (als Klimaanlage oder sogar mit Eiskühlung).

Verschiedene Medikamente, einschließlich Tetracyclin, eine Empfindlichkeit gegenüber Sonnenlicht verursachen.

Siehe auch

• Erdatmosphäre
• Loch in der Ozonschicht
• Tageslicht
• Mondlicht
• Sonnenschutz

Nüsse

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