Тема: Солнечная радиация, ее общебиологическое и гигиеническое значение.

Человек живет в мире излучений. Различные излучения являются обязательным и необходимым фактором существования всего живого на земле. Излучения являются важнейшим фактором окружающей человека среды, оказывают существенное воздействие на эволюцию, индивидуальное развитие, здоровье, самочувствие всех без исключения людей, вне зависимости от национальной, территориальной, профессиональной принадлежности. Поэтому излучения, прежде всего ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное, являются предметом изучения гигиены, как медицинской профилактической дисциплины. (Здесь мы не рассматриваем другие виды излучений – гамма-, рентгеновское, микроволновое, радиочастотное и др., которые будут рассмотрены в разделах радиационной и промышленной гигиены).

Излучение – это свойство материи. Источником излучения является любое тело, нагретое выше абсолютного нуля (- 273⁰ C). Для процессов, происходящих на Земле (физических, химических, биологических) важнейшее значение имеет излучение Солнца. Из этого источника Земля получает около 99% энергии.

Суммарная энергия солнечного излучения не постоянна во времени и зависит от солнечной активности. Солнечная активность – это явления, наблюдаемые на солнце – образование солнечных пятен, солнечных факелов, вспышек на солнце, возмущений в солнечной короне. Солнечная активность подчинена определенным закономерностям, в частности, 11-летним, 33-летним и вековым циклам. Это – солнечные циклы.

Еще в древности люди обратили внимание на цикличность стихийных бедствий, природных катастроф, эпидемий и т.д. Однако только в 30-е годы XX века Александр Леонидович Чижевский, поставивший задачу выяснить зависимость циклической активности солнца с возникновением эпидемий, проанализировал в хронологическом аспекте крупные эпидемии пандемии чумы, начиная с 430 года до нашей эры и заканчивая 1899 годом. Он установил совпадение по времени периодов активности Солнца со вспышками чумных эпидемий. Аналогичные совпадения установлены и для эпидемий холеры (по статистике распространения холеры в России с 1830 по 1923 годы). Подобная корреляция (соответствие) установлена и для других эпидемий и вспышек заболеваний, а также для гелиометеотропных реакций. Например, отмечается взаимозависимость между повышением солнечной активности (11-летние циклы) и ростом числа заболеваний раком кожи.

Вывод: биосфера Земли есть прямое порождение солнечного тепла и света. Человек – часть биосферы, поэтому он находится в прямой зависимости от такого базового фактора внешней среды, как Солнце. Поэтому для врачей всех специальностей, особенно лечебного профиля, необходимо изучение и прогнозирование данного фактора. Кстати, периоды максимальной солнечной активности приходились на 1968, 1979/80, 1991, 2001/2002 годы. Высокий уровень солнечной активности прогнозируется и на 2003 год.

Под солнечной радиацией понимают испускаемый солнцеминтеграль­ный поток радиации. Солнечная радиация является источником света и тепла, ей обязана своим существованием вся органическая жизнь на Земле.

С физической точки зрения солнечная энергия представляет собойпоток электромагнитных излучений, характеризующийся различной длиной волны. Спектральный состав излучения солнца колеблется в широком диапазоне - от километровых радиоволн до волн длинной в десятые доли нм (нанометра)

Вследствие поглощения,отражения и рассеяния лучистой энергии в ми­ровом пространстве на поверхности Земли солнечный спектр ограничен, осо­бенно в его коротковолновой части.

Если на границе земной атмосферыультрафиолетовая часть солнечного спектра составляет 5%,видимая часть—52%,инфракрасная часть—43%, то у поверхности земли состав солнечной радиации иной: ультрафиолетовая часть - 1%, видимая - 40%, а инфракрасная часть - 59%

В пределах атмосферы состав излучения претерпевает значительные из­менения за счет поглощения и рассеяния. Активнее всего рассеиваются коротковолновые лучи: голубые, фио­летовые и ультрафиолетовые. Причина этого заключена в форме, величине и плотности распределения частиц атмосферы, которые изменяются в простран­стве и во времени. Газы, постоянно входящие в состав атмосферы, вода и пыль избирательно поглощают излучение в отдельных, довольно узких, участках спектра: азот поглощает небольшие количества ультрафиолетового излучения, большую роль в этом играет кислород, интенсивно поглощающий более корот­кие составляющие ультрафиолетового излучения; еще большее значение имеет озон, который поглощает излучение в полосе длин волн ниже 290-300 нм.

В поглощении длинноволнового (инфракрасного) излучения наиболее ак­тивную роль играют пары воды, оксид углерода (IV) и в меньшей степени озон. Значительную роль в ослаблении солнечного излучения играют частицы пыли, образующие аэрозоли. В результате действия всех перечисленных факторов спектр излучения, достигающего поверхности Земли, приобретает довольно сложный вид.

В термическом смысле атмосфера является защитной оболочкой для Зем­ли. Это явление за­держивания и последующего возврата атмосферой значительной части длинно­волнового излучения Земли известно под названием тепличного эффекта. Те­пличный эффект существенным образом влияет на тепловой баланс Земли, вследствие чего ее тепловые потери значительно уменьшаются. Благодаря этому средняя температура поверхности Земли составляет 15°С, тогда как при отсутствии вторичного излучения атмо­сферы она бы составила -23 °С.

Солнечная радиация является мощным лечебным и профилактическим фактором. Она оказывает воздействие на все физиологические процессы в ор­ганизме, изменяя обмен веществ, общий тонус и работоспособность.

Реакции организмов зависит от типа излучения, от длины электромагнит­ных волн, от поглощения этих волн тканями. Действие излучения связано непо­средственно с квантами энергии, проникающими внутрь клеток. Кванты энер­гии, не превосходящие одного электрон-вольта, не изменяют химических свойств молекул, а вызывают лишь их колебания, в результате чего энергия из­лучения преобразуется в тепловую. Кванты с большой энергией, особенно пре­вышающие 5 эВ, могут вызвать перемещения или даже отрыв электронов или протонов от химических соединений и тем самым разрывать химические связи в молекулах. Величина кванта энергии излучения зависит от длины электро­магнитной волны.

Самые короткие волны — ультрафиолетовые, имеют максимальную энергию 5 — 100 эВ, излучение видимого света — 1 — 5 эВ, а инфракрасное излучение — самое слабое с энергетической точки зрения (энергия фотонов – менее 1 Эв)