2.1. Продолжительность солнечного сияния и элементы радиационного режима
Солнечная радиация является основным источником энергии почти всех природных процессов и явлений, происходящих на земной поверхности и в атмосфере, а также одним из главных климатообразующих факторов. Лучистая энергия солнца доходит до Земли в виде прямой и рассеянной радиации, действующих в природе одновременно как суммарная солнечная радиация.
Приход солнечной радиации прежде всего определяется астрономическими факторами: продолжительностью дня и высотой солнца. Для Ленинграда время восхода и захода солнца, а также продолжительность дня представлены на рис. 4. Продолжительность дня в любом пункте равна возможной продолжительности солнечного сияния.
В Ленинграде возможная продолжительность солнечного сияния за год составляет 4518 … 4528 ч, фактическая же всегда отличается от возможной, главным образом под влиянием облачности, и составляет 1563 ч (табл.2). Значительная часть дней без солнца приходится на осенне-зимний период, за год их бывает 127, ясных дней всего 27. Самый продолжительный день в Ленинграде 22 июня— 18 ч 50 мин, самый короткий 22 декабря — 5 ч 51 мин. Это так называемые дни летнего и зимнего солнцестояния. В период весеннего и осеннего равноденствия 21 марта и 23 сентября день равен ночи.
Высота солнца над горизонтом для Ленинграда приведена в табл. 3. Самая большая высота солнца (53°) наблюдается 22 июня, а самая низкая для полудня (6°) — 22 декабря, в этот день солнечные лучи проходят через атмосферу путь до Земли в семь раз длиннее, чем 22 июня.
Переходным периодом от света к темноте и от темноты к свету являются сумерки.
Промежуток времени между моментом восхода или захода солнца и моментом, когда глубина погружения равна 6 … 7°, называется гражданскими сумерками. Освещенность в начале их достаточна для выполнения любых работ под открытым небом и в помещении у окна без применения искусственного освещения. Продолжительность сумерек меняется в течение года, увеличиваясь от 47 мин в марте до 150 мин в июне, к сентябрю продолжительность сумерек снова снижается до 50 мин. С конца мая и до первой декады июля вечерние и утренние сумерки в Ленинграде сливаются, и наступают так называемые «белые ночи».
Характеристики радиационного режима дают общее представление о закономерностях пространственного и временного распределения солнечной радиации и радиационного баланса на рассматриваемой территории.
Данные по радиационному режиму города приводятся на основе материалов актинометрических наблюдений станции Ленинград, ИЦП за 1953— 1976 гг., некоторые характеристики получены расчетным путем. Расположение метеорологической площадки станции характерно только для городских условий,, так как приборы затеняются в азимутах восхода и захода солнца, что хорошо прослеживается на рис. 5.
Основными элементами радиационного режима, измеряемыми на актинометрических станциях, являются прямая солнечная радиация, поступающая на перпендикулярную солнечным лучам поверхность S , рассеянная радиация неба D, суммарная солнечная радиация Q, отраженная земной поверхностью радиация R K и радиационный баланс В. Остальные характеристики радиационного режима получают расчетным путем. К ним относятся: прямая солнечная радиация на горизонтальную поверхность S’, поглощенная коротковолновая радиация Вк, отношение отраженной радиации к приходящей суммарной — альбедо Ак, обычно выражаемое в процентах, разность потока радиации, излучаемой нагретой землей, и встречного излучения облаков и атмосферы — эффективное излучение Еэф.
Лучистую энергию до недавнего времени выражали в тепловых единицах за единицу времени на единицу площади, т. е. интенсивность радиации (энергетическая освещенность) в калориях в минуту на квадратный сантиметр и суммы радиации (количество энергетической освещенности) в калориях на квадратный сантиметр в час, сутки, месяц и год. В новой Международной системе СИ интенсивность выражается в ваттах на квадратный метр (Вт/м2), а сумма радиации в килоджоулях и мегаджоулях на квадратный метр (кДж /м2, МДж /м2). Переход от единиц, включающих калорию, к единицам Международной системы СИ осуществляется с помощью следующих соотношений:
1 кал/(см2-мин) = 698 Вт/м2 = 0,698 кВт/м2,
1 кал/см2 = 4,19 -104 Дж/м2 = 41,9 кДж/м2,
1 ккал/см2= 4,19 -107 Дж/м2= 41,9 МДж /м2.
2.2. Радиационный баланс подстилающей поверхности
Суммарная радиация (Q) в основном определяется высотой солнца над горизонтом, продолжительностью дня,- облачностью (ее количеством, формой и расположением на небосводе), прозрачностью атмосферы и альбедо подстилающей поверхности.
В условиях безоблачного неба и средних условиях прозрачности атмосферы в Ленинграде годовая сумма составляет 4940 М Дж /м2, из них на прямую радиацию приходится 3900 МДж /м2. Средняя годовая сумма суммарной радиации при реальных условиях облачности составляет 3070 МДж /м2, из них 1560 М Дж /м2 приходится на прямую радиацию.
Рассеянная радиация составляет 49 % общего прихода. В годовом ходе доля рассеянной радиации значительно увеличивается от лета к зиме, а в декабре суммарная радиация состоит только из рассеянной (табл. 4).
В общем приходе в течение года облачность уменьшает количество суммарной радиации на 38% , а прямой радиации на горизонтальную поверхность — на 60 %.
Если рассматривать приход суммарной радиации по сезонам, то оказывается, что почти половина годовой суммы поступает летом (1520 МДж/м2), зимой значение ее минимально (100 М Дж/м2), что составляет всего 3% годовой суммы.
В годовом ходе при реальных значениях облачности максимум суммарной радиации приходится на июнь (578 МДж /м2), минимум (S МДж /м2) на декабрь. Для прямой радиации максимум наблюдается также в июне и равен 344 МДж /м2, в декабре прямая солнечная радиация практически не поступает. В отдельные годы в зависимости от условий облачности и прозрачности атмосферы соотношения прямой и рассеянной радиации в общем приходе суммарной радиации могут значительно отличаться от средних величии. Так, например, июнь— июль 1972 г. отличались необычайно сухой, солнечной и жаркой погодой с температурами на 2 … 4°С выше средней многолетней. Одной из причин, обусловивших необычайно высокую температуру воздуха в эти месяцы, явилось увеличение прихода прямой солнечной радиации на 24 % по сравнению со средним. Наоборот, в июне 1976 г. приход прямой солнечной радиации снизился на 47 % и был наименьшим за 24-летний период. В этом месяце преобладала пасмурная дождливая погода (количество пасмурных дней 20) с температурой на 2,9 °С ниже средней многолетней.
В отдельные месяцы, в основном в осенне-зимний период, максимальные и минимальные отклонения месячных сумм суммарной радиации от средних значений достигают 40 … 70 %,что и представлено в табл. 5
![Средние и экстремальные значения суммарной Q радиации [МДж /(м2-мес)]](https://www.spb-pogoda.ru/lenklimat5_2.jpg "Средние и экстремальные значения суммарной Q радиации [МДж /(м2-мес)]")
Суточный ход суммарной и прямой радиации определяется в основном высотой солнца, и поэтому максимум при отсутствии облачности приходится на полдень. В теплый период года при реальных условиях облачности изменение прямой солнечной радиации в течение для несимметрично относительно полудня дополуденные суммы больше послеполуденных, что хорошо согласуется с развитием конвективной облачности и увеличением запыленности атмосферы. Для холодного времени года, наоборот, типична слоистая облачность и максимум ее наблюдается утром, днем она рассеивается, и за счет этого во второй половине дня приход прямой солнечной радиации увеличивается (рис. 6).
Из рис. 6 также видно, что большая закрытость горизонта на станции Ленинград, ИЦП обусловливает уменьшение прямой радиации в утренние и вечерние часы для всех сезонов и прежде всего для зимы, когда солнце в полдень поднимается всего на 6 … 8°.
Средние суточные суммы суммарной радиации изменяются от 0,42 МДж /м2 в декабре до 19,78 МДж /м2 в июне (см. табл. 1 приложения). Такое большое колебание сумм радиации объясняется не только продолжительностью дня, изменением высоты солнца, но и характером облачности. Летом хорошо развитая облачность при открытом диске солнца увеличивает общий приход радиации за счет резкого увеличения рассеянной радиации и высокой интенсивности прямой солнечной радиации. При сплошной облачности среднего и нижнего яруса, когда прямая радиация отсутствует, поток суммарной радиации равен, потоку рассеянной радиации.
Значительное влияние на приход радиации оказывает и прозрачность атмосферы — величина изменчивая, испытывающая сезонные и суточные колебания. Прозрачность атмосферы характеризуется коэффициентом прозрачности.
Для Ленинграда рассчитанные за последние 10 лет (1967— 1976 гг.) коэффициенты прозрачности атмосферы колеблются от 0,7 до 0,76. Их значения несколько занижены по сравнению с коэффициентами, помещенными в «Справочнике по климату СССР» [86], что объясняется значительной запыленностью от заводских труб, в основном при ветрах южных направлений, и характерно только для микрорайона расположения метеоплощадки.
Суточный ход прозрачности наиболее выражен в теплый период года. Самая низкая прозрачность атмосферы наблюдается в околополуденные часы, что можно объяснить увеличением количества водяного пара и аэрозолей в атмосфере к этому времени (рис. 7).
В годовом ходе наибольшая прозрачность атмосферы наблюдается в период с октября по март, наименьшая — летом. В отдельные дни весной, когда увеличение высоты солнца сочетается с высокой прозрачностью атмосферы, в околополуденные часы па поверхность, перпендикулярную солнечным лучам, поступает 0 ,8 9 … 0,91 кВт/м2 прямой солнечной радиации.
Различие в коэффициентах прозрачности города и сельской местности хорошо прослеживается по данным табл. 6. Коэффициент прозрачности в Ленинграде значительно ниже, чем в Николаевском, что, вероятно, объясняется большей запыленностью от промышленных предприятий и транспорта. Как результат загрязнения атмосферы в городе и затенения многоэтажными зданиями, явилось недополучение городом солнечной радиации в среднем от 5 % летом до 50 % зимой (см. табл. 2 приложения) .
Широкое применение в агрономии и других отраслях сельского хозяйства, связанных с растениеводством, получила фото- синтетически активная радиация (ФАР). Эта часть солнечной радиации ограничена длинами воли 0,38…0,71 мкм и используется растениями в процессе фотосинтеза. В среднем ФАР представляет половину суммарной радиации, во всех других случаях рассчитывается по принятым формулам.
Для Ленинграда средняя годовая сумма ФАР равна 1520 МДж /м2; за активный вегетационный период, когда средняя суточная температура выше 10 °С, сумма ФАР 1050… ИЗО МДж /м2. Распределение в течение года средних декадных и месячных сумм ее дано в табл. 7.
Радиационный баланс подстилающей поверхности — разность коротковолновой поглощенной радиации (5 К) и эффективного излучения (Еэф) — получается в результате непосредственных измерений. Он может быть положительным и отрицательным в зависимости от соотношений между приходом тепла к подстилающей поверхности и его расходом. Если приход тепла к подстилающей поверхности за счет коротковолновой радиации превышает расход за счет эффективного излучения, то радиационный баланс положителен, и наоборот. Ночью баланс определяется только эффективным излучением и всегда отрицателен. В зимние месяцы с устойчивым снежным покровом радиационный баланс может быть отрицательным в течение круглых суток.
При положительном радиационном балансе тепло идет на нагревание воздуха, почвы и на испарение, а при отрицательном — земля охлаждается и забирает тепло из воздуха.
Годовой ход радиационного баланса определяется суммарной радиацией, эффективным излучением и альбедо подстилающей поверхности. Взаимосвязь этих величин при реальных условиях облачности показана на рис. 8. Следует отметить, что влияние облачности на радиационный баланс в течение года различно. В теплое время года облачность уменьшает радиационный баланс за счет отсутствия прямой солнечной радиации; зимой, наоборот, радиационный баланс при облачности увеличивается за счет уменьшения эффективного излучения и отраженной радиации. Средняя годовая величина радиационного баланса составляет 1430 МДж /м2. Максимальные значения наблюдаются в июне— июле: 3 4 4 … 327 МДж /м2, что составляет 60 % общего прихода суммарной радиации за месяц. К осени с уменьшением прихода солнечной радиации значительно уменьшается и радиационный баланс; в октябре он переходит через нуль к отрицательным значениям. Его величина в это время составляет 10 … 12% суммарной радиации. Наибольших отрицательных значений он достигает в декабре— январе (— 25, —29 МДж /м2). С ноября по февраль радиационный баланс отрицателен и сумма его за этот период колеблется от — 84 до и — 126 МДж /м2. Переход радиационного баланса к положительным значениям наблюдается в основном в марте, но в отдельные годы зависит от сроков схода снежного покрова. В это время значения радиационного баланса в полуденные часы колеблются от 0,01 кВт/м2 при снежном покрове до 0,38 кВт/м2 при травяном.
За последние 25 лет наибольший отрицательный радиационный баланс (— 63 МДж /м2) отмечен в январе 1972 г., наибольший положительный (406 МДж /м2) в июле 1967 г. (см. табл. 3 приложения).
В суточном ходе величина радиационного баланса также определяется изменением высоты солнца в течение дня и значениями суммарной радиации. Максимум радиационного баланса приходится на полдень, минимум — на ночное время. При облачности радиационный баланс уменьшается по сравнению с ясным небом, что хорошо прослеживается на рис. 9
В зимние месяцы радиационный баланс и в дневные часы, за редким исключением, отрицателен. В остальные месяцы года он меняет знак в суточном ходе от отрицательного к положительному после восхода солнца (при высоте солнца около 7°) и от положительного к отрицательному перед заходом солнца (при высоте солнца 9 … 10°)
В городе годовая сумма радиационного баланса на 90 МДж /м2 больше, чем в сельской местности, несмотря на уменьшенный приход коротковолновой радиации.
По данным табл. 2 приложения видно, что наибольшие различия приходятся на весну и осень. В это время альбедо города на 2 0 … 35 % меньше альбедо пригорода, в летнее время различия не превышают 10 %.
2.3. Радиационный режим вертикальных и наклонных поверхностей
Кроме рассмотренных значений прямой и суммарной радиация, поступающей на горизонтальную поверхность, большой практический интерес при разработке проектов промышленного и жилищного строительства, в гелиотехнике и сельском хозяйстве представляет приход солнечной радиации на наклонные и вертикальные поверхности различной ориентации.
Внутри плотной городской застройки происходит взаимное затенение зданий, которое нарушает общие закономерности радиационного режима и приводит к перераспределению солнечной радиации, создавая в каждом отдельном случае сложный индивидуальный режим, нетипичный в целом для города.
Приход радиации на наклонные и вертикальные поверхности определяется не только факторами, характерными для горизонтальной поверхности (высота солнца, продолжительность дня, облачность и прозрачность атмосферы), но и положением солнца на небосводе (его азимутом), а также ориентацией зданий и сооружений относительно сторон света. Высота и азимут солнца на 15-е число месяца представлены на рис. 10, где азимут отложен на окружности влево и вправо от направлений на юг, а высота по радиусу к центру. Сплошными линиями показан путь солнца по небу на 15-е число каждого месяца. Из рисунков видно, что место восхода и захода солнца в летние месяцы смещается на север. В нюне солнце восходит на северо-востоке (— 144,8°), а заходит на северо-западе (+ 144,8 °). Зимой место восхода и захода смещается к югу и в декабре солнце поднимается над горизонтом на юго-востоке (—40°), а заходит на юго-западе (— 40°).
Общий приход радиации к наклонным и вертикальным поверхностям складывается из прямой, рассеянной и отраженной от земной поверхности радиации. Средние суточные и месячные суммы прямой солнечной радиации для наклонных поверхностей получаются путем пересчета средних суточных и месячных сумм прямой радиации на горизонтальную поверхность умножением на коэффициент Кск [60].
Приход прямой солнечной радиации на наклонную поверхность зависит от угла наклона поверхности и ее ориентации. Из табл. 8 видно, что эта зависимость больше всего проявляется в зимнее и осеннее время.
Наклонные поверхности (например, крыши) южной ориентации во все месяцы получают радиации больше, чем горизонтальные поверхности, причем с увеличением крутизны приход радиации возрастает. Наклонные поверхности северной экспозиции в течение всего года получают прямой солнечной радиации меньше, чем поверхности других ориентаций, и почти не получают ее зимой при небольших высотах солнца. По сравнению с прямой солнечной радиацией, поступающей на горизонтальную поверхность, северные склоны крутизной 5° в течение года недополучают 5 … 10% , а склоны крутизной 20° в летний период недополучают около 20 … 30 % радиации. Вне зависимости от крутизны склона крыши восточной и западной ориентации получают примерно такое же количество прямой солнечной радиации, как и горизонтальные поверхности. На приход солнечной радиации к склонам всех экспозиций значительное влияние оказывает годовой и суточный ход облачности.
Приход коротковолновой солнечной радиации на вертикальные поверхности (стены) можно рассматривать как частный случай прихода радиации к склонам, т. е. приход определяется взаимным расположением стены и солнца.
В работе 3. И. Пивоваровой [73] дана методика расчета средних месячных сумм прямой и суммарной солнечной радиации для стен любой ориентации.
Наибольшее количество прямой солнечной радиации поступает на южные, юго-восточные и юго-западные стены. В ноябре и феврале южные стены получают тепла в 2 … 6 раз больше, чем горизонтальная поверхность (см. табл. 4 приложения). В летний период (май— август) при большой высоте солнца приход тепла к южным стенам становится на 50 … 70 % ,а в июне на 100 % меньше, чем на горизонтальную поверхность, и на 10 … 20 % меньше, чем к стенам юго-восточной и юго-западной ориентации. За год на южные стены поступает 1340 МДж /м2, на юго-восточные стены — 1290 МДж /м2. Максимум наблюдается в мае— июне, минимум — в январе—декабре. Западные и восточные стены получают также максимальное количество тепла в мае— июне (1 6 8 … 193 МДж /м2) и минимальное в ноябре (4 МДж /м2). В декабре и январе прямая солнечная радиация практически не поступает. Облучение стен северной ориентации происходит с апреля по август с максимумом 46 МДж /м2 в июне. В холодное время года на северную сторону поступает только рассеянная и отраженная радиация.
Наибольшая возможная продолжительность облучения стен различной ориентации дана в табл. 9, 10. Благодаря наличию облачности действительное время облучения значительно уменьшается (табл. 11, 12)/
В дневном ходе поступление прямой солнечной радиации также меняется. Стены СВ, В и ЮВ ориентации получают максимум тепла в дополуденные часы, стены ЮЗ, 3 и СЗ ориентации— во второй половине дня. Южные стены максимум тепла получают в полуденные часы, северные — в утренние и вечерние.
На вертикальные стены одновременно с прямой солнечной радиацией поступает рассеянная и отраженная от земной поверхности и окружающих предметов радиация. Совокупность всех этих потоков и составляет суммарный приход радиации.
При сравнении сумм прихода прямой и суммарной радиации для средних условий облачности на различно ориентированные стены (см. табл. 4, 5 приложения) видно, что вклад рассеянной и отраженной радиации особенно значителен в осенне-зимний период, а в декабре и январе для стен всех ориентаций суммарную радиацию составляет только рассеянная и отраженная радиация.
Наибольшая годовая сумма суммарной радиации 2490 МДж /м2 приходится на южную стену, к ней близки суммы на юго-восточную и юго-западную стены. Для стен этих ориентаций доля рассеянной и отраженной радиаций (вместе взятых) в суммарной примерно такая же, как и для прямой радиации. Приход рассеянной и отраженной радиации на северо-западную и северо-восточную стены больше, чем приход прямой солнечной радиации. Так, на северо-восточную стену за год поступает 1010 МДж /м2 рассеянной и отраженной радиации и только 430 МДж /м2 прямой солнечной радиации. Если в июне и июле поступление прямой солнечной радиации на северные стены в четыре раза меньше, чем на южные, то суммарной радиации только в полтора-два раза.
Стены поглощают не всю поступающую радиацию, часть ее отражается. Количество отраженной радиации зависит от цвета и шероховатости стены. Так как для нагрева стены основное значение имеет поглощенная радиация, то окрашивая стены в различные цвета, можно добиться того, что для всех стен поглощенная радиация будет примерно одинаковой и стены одинаково прогреются
Таким образом, учет поступающей на стены зданий радиации поможет в какой-то степени регулировать температурный режим помещений, систему отопления, вентиляцию и оценивать величину радиации. Известно, что через окно с одинарным остеклением проникает около половины падающей на стену солнечной радиации, а при двойном остеклении — около трети.
2.4. Естественная освещенность
Световой режим местности определяется освещенностью. Естественная суммарная освещенность Eq любой поверхности при ясном небе и небольшой облачности складывается из прямой освещенности Еs, создаваемой лучами солнца, и рассеянной освещенности ED, поступающей от небесного свода и отраженной от земной поверхности, а при сплошной облачности определяется только рассеянной освещенностью.
Данные по естественной освещенности представляют не только научный интерес, но имеют широкое применение в строительной технике, гигиене труда, аэрофотосъемках, в сельском хозяйстве (особенно в растениеводстве) и промышленности.
Непосредственных измерений естественной освещенности на актинометрических станциях не проводится и сведения о световом режиме получают расчетным методом [7, 8]. За единицу освещенности принимается люкс (лк) или килолюкс (клк).
Исходным материалом при расчете суммарной и рассеянной освещенности в Ленинграде послужили инструментальные наблюдения за суммарной и рассеянной радиацией в период 1955— 1964 гг. Данные о суммарной и рассеянной освещенности получены для различного состояния неба: пасмурного, безоблачного и средней облачности. Средняя суммарная освещенность при действительных условиях облачности получена по многолетним данным регистрации суммарной радиации в Ленинграде.
Естественная освещенность горизонтальной поверхности в светлое время суток определяется теми же факторами, что и суммарная радиация: высотой солнца, облачностью, прозрачностью атмосферы и характером подстилающей поверхности.
Основные закономерности годового и суточного хода суммарной освещенности такие же, как у суммарной радиации. Средняя суммарная освещенность при реальных условиях облачности изменяется в пределах от 1 до 55 клк и имеет правильный годовой ход с максимумом в июне и минимумом в декабре. В дневном ходе максимум наблюдается вблизи полудня (см. табл. 6 приложения). Для пасмурного неба суммарная освещенность меняется от 2 до 24 клк, для безоблачного неба — от 5 до 78 клк, что представлено на рис. 11.
В отдельные годы при безоблачном небе и высокой прозрачности атмосферы в околополуденные часы освещенность увеличивается до 80 … 85 клк, а в ноябре—декабре она уменьшается до 2 … 4 клк. В качестве иллюстрации приведен годовой ход суммарной освещенности горизонтальной поверхности по средним многолетним данным в полдень при различных условиях облачности (рис. 12).
Колебания прозрачности атмосферы меньше сказываются на величине суммарной освещенности, так как при помутнении одновременно с уменьшением освещенности, создаваемой прямыми солнечными лучами*, возрастает доля рассеянной освещенности
Суммарная освещенность горизонтальной поверхности существенно зависит и от высоты солнца. При изменении ее от 7 до 55° освещенность при безоблачном небе увеличивается от 5 до 80 клк, с увеличением высоты солнца от 20 до 40° освещенность увеличивается более чем в полтора раза. При пасмурном небе величина освещенности мало меняется и при увеличении высоты солнца в том же интервале практически остается постоянной (рис. 13).
Годовой ход рассеянной освещенности такой же, как и для суммарной , т. е . максимальная рассеянная освещенность наблюдается в летние месяцы (20 . . . 24 клк ) , а минимальная — в ноябре — декабре ( 2 . . . 4 клк ) . Доля ее в суммарной освещенности меняется в течение года . В октябре — феврале освещенность почти полностью определяется рассеянным светом ( 75 . . .1 0 0 % ) , в летний период доля рассеянной освещенности в суммарной составляет 40 . . . 70 % .
В суточном ходе максимум рассеянной освещенности приходится на около полуденные часы и составляет в летнее время для безоблачного неба 11 . . . 13 клк , для средних условий облачности 20 . . . 23 клк , в утренние и вечерние часы при средних условиях облачности рассеянная освещенность близка к суммарной ( рис . 14 ). Рассеянная освещенность при ясном небезначительно зависит от прозрачности атмосферы и высоты солнца. При уменьшении прозрачности атмосферы и увеличении высоты солнца величина рассеянной освещенности увеличивается , что хорошо прослеживается на рис . 15 . При наличии даже небольшого количества облачности все закономерности изменения рассеянной освещенности в зависимости от прозрачности атмосферы нарушаются , при этом величина рассеянной освещенности зависит не только от количества и формы облаков , но и от их расположения на небосводе .
В годовом ходе естественной освещенности обнаруживается определенная связь с характером подстилающей поверхности , так как отражательная способность последней сильно сказывается на величине как суммарной , так и рассеянной освещенности . При одних и тех же условиях наблюдений освещенность будет значительно выше при снежном покрове , чем при растительном . Для облачного неба наибольшее влияние снежного покрова проявляется при больших высотах солнца , при малых высотах снежный покров усиливает освещенность при ясном небе ( табл . 13 ). Из данных табл . 13 следует , что рассеянная освещенность при пасмурном небе и снежном покрове больше на 20 . . . 40 % по сравнению с освещенностью при растительном покрове , а при безоблачном — лишь на 5 . . . 20 % . Не малую роль при этом играет структура снега , его чистота и влажность , так как все это влияет на альбедо . Пределы колебаний освещенности в естественных условиях могут быть значительными . Даже в течение часа уровень освещенности в зависимости от формы и расположения облачности может меняться в несколько раз ( рис . 16).
Можно определить освещенность в том или ином пункте и по заданным условиям . Учитывая то обстоятельство , что режим естественной освещенности не зависит от географического положения пункта наблюдения , а является лишь функцией высоты солнца и облачности , К. С. Шнфрини Л. Н. Гусева разработали схему прогнозам местной освещенности по известной высоте солнца и данным прогноза облачности [8, 9] . Успешность такого прогноза в основном будет зависеть от прогноза облачности . При решении разных научных и практических задач , например планировании расхода электроэнергии , требуются данные о сумеречной освещенности при различных условиях . Методики расчета сумеречной освещенности пока не имеется . Для получения хотя бы некоторого представления о том , какие могут быть величины освещенности в этот период , в работе [8 ] приводятся таблицы освещенности горизонтальной поверхности в зависимости от глубины погружения солнца при различных состояниях небесного свода и различной подстилающей поверхности. Например, если солнце находится на горизонте при безоблачном небе , освещенность равна 610 лк , а при погружении под горизонт на 5о освещенность всего 7,3 лк .
Освещенность во многом зависит от расположения площадок , на которых ведутся актинометрические наблюдения . Так , в больших городах , где атмосфера замутнена большим количеством дыма и пыли ,а территория застроена , естественная освещенность горизонтальной поверхности значительно меньше , чем освещенность в сельской местности ( табл . 14). Из данных таблицы видно , что в осенне – зимний периода срок 13 ч 30 мин она составляет 54 . . . 84 % , в летний колеблется от 85 до 100 % . В остальные сроки осенне – зимнего периода освещенность в Ленинградена 5 . . . 10 % меньше , чем в Николаевском . Относительное увеличение освещенности сельской местности в зимнее время определяется еще и влиянием более чистого снежного покрова — его большой отражательной способностью.
Сравнение городской освещенности с близким пригородом показано на рис . 17 , где приведен годовой ход отношений суммарной освещенности в Ленинграде и Воейково в срок 13 ч 30 мин . Наибольшее ослабление освещенности в Ленинграде наблюдается в холодное время года — на 25 . . . 30 % , что , очевидно , вызвано ослаблением вентиляции городской атмосферы и скоплением загрязняющих примесей в приземном слое . В теплый период отличие естественной освещенности в Ленинграде от освещенности в Воейково составляет 5 . . . 10 % , а вот отдельные дни при ветрах западной половины горизонта ( дующих от города ) освещенность в Воейково близка , а иногда и ниже освещенности в городе , что , по – видимому , объясняется воздействием дымового шлейфа города .
«Радиация в моем доме – это уже перебор! Что-то вы перегибаете со своими страшилками», – можно подумать после прочтения заголовка. Однако нет, проблема вовсе не притянута за уши: мы очень часто находим источники излучения в жилье наших клиентов.
Это такие же люди как вы: они не ездят в отпуск в Хиросиму и не привозят оттуда зараженные сувениры, не работают на АЭС и рентген аппараты у них дома не стоят. Причины радиации дома обычно гораздо более тривиальны. Сегодня о них и поговорим: какие предметы могут нести опасность, к каким последствиям приводят превышения и как не допустить, чтобы любимые дедушкины часы стали вашим личным криптонитом.
Бум радиоактивной шумихи и большая часть мифов берут свое начало от аварии на Чернобыльской АЭС. Последствия этой катастрофы до сих пор дают о себе знать на территориях вокруг зоны отчуждения и доходят до нас. Ученые порой находят области с высоким радиационным фоном не только в Украине, но и в России.
Радиация в вашем доме, вероятно, не такая губительная, поэтому желто-черной лентой квартиру оборачивать мы не станем. Но постоянное воздействие локального излучения, может все же привести к неприятным последствиям. Например, инфекционным осложнениям, нарушениям обмена веществ, заболеваниям репродуктивной системы и т.д. Итак, давайте начнем мини-квест и проверим ваш дом на потенциальные источники радиации.
Отделка натуральным камнем
Например гранитная лестница в частном доме выглядят эстетично и солидно. Но вот незадача: такие камни – самые популярные источники радиации в домах наших клиентов. К ним можно добавить и другие природные породы, например, известняк. В списке потенциально опасных строительных материалов также щебень и красный кирпич.
Уровень радиации, однако, обычно проверяют еще на этапе разработки месторождения. Если вам все-таки очень хочется добавить благородные детали в интерьер – подробно изучите место происхождения камня, документы подрядчика и т.д. А если вы уже живете в доме с потенциальными источниками – проведите радиационное обследование жилья. Специалист на месте озвучит результаты, а в течение 24 часов вы получите подробный отчет о том, есть ли у вас в квартире превышения, от каких источников оно исходит и как минимизировать его влияние на организм.
Радиоактивный газ
В 2019 году экологи провели исследование: проверили примерно 83 тысячи зданий на содержание раза радона. И, представьте себе, в 10 субъектах нашей страны нашли превышение содержания этого вещества в несколько раз! Сразу успокоим вас: если вы живете на верхних этажах – причин для беспокойства нет. Но вот если квартира на первых уровнях – стоит дочитать этот раздел до конца.
Радон – радиоактивный газ. У него нет ни запаха, ни вкуса, ни цвета. Выделяется от из земли и попадает в воздух. Иногда он также содержится в проточной воде. Сам процесс испарения этого вещества вполне нормальный, что, однако, не делает его безопасным для человека.
Чем же опасен радон? Последствия его воздействия на организм не проявляются сразу, например, в виде кашля, симптомов аллергии или головных болей, поэтому-то его и сложно идентифицировать самостоятельно в помещении. По данным ВОЗ, радон становится причиной 3-14% от всех заболевших раком легкий. А его длительное влияние повышает вероятность онкологии на 16%.
Мы рекомендуем провести замеры уровня радиации, если вы живете в:
- частном доме;
- квартире на первом или втором этаже.
Есть ли цокольный этаж, подземные кладовые помещения, парковки и т.д. – не важно.
Как защититься: перед покупкой жилья на нижних этажах закажите анализ концентрации радона – эксперты помогут вам разобраться в полученных данных и объяснят, какое влияние выявленные концентрации могут оказать на организм. А если хотите построить дом – проверьте землю на предмет выделения радона из почвы. Чтобы быть полностью уверенными в своей безопасности, советуем также провести анализ воды на наличие радона.
Бытовые предметы и детали интерьера
За 25 лет работы в экологической экспертизе каких только источников радиации в домах мы не видели! Попросили наших экспертов составить свой топ самых распространенных причин повышенного излучения.
- Гранитные столешницы, о которых мы писали выше. Бывает, что они содержат частицы радиоактивных химических веществ – тория и урана. Фон обычно в этих случаях не критичен, но все же стоит быть аккуратнее с такими дизайнерскими решениями.
- Антиквариат из металла и камня. Чаще всего это вещи, сделанные до 60-х годов 20 века. Где и как долго они хранились, из каких источников был взят материал для изготовления – неизвестно. Однако наши специалисты сталкивались с такими украшениями, статуэтками и т.д., уровень радиации от которых достигал 1,5-2 мкЗв/ч при фоне 0,10-0,12 мкЗв/ч.
- Посуда из уранового стекла или окрашенная окислами этого химического элемента. Излучение от такого сервиза чаще всего значительное, поэтому будьте аккуратны с нарядным набором бокалов, который бабушка передала вам по наследству.
- Мебель, посуда и украшения, покрытые урановой глазурью. В Советском Союзе вообще очень любили весьма специфические способы украшения бытовых предметов – о радиационном фоне тогда не особо переживали. На деле же такой верхний декоративный слой содержит триоксид урана – именно он и вызывает превышения, которые засекают приборы. Советуем не быть сентиментальными и сдать такой раритет на утилизацию.
- Линзы от фотоаппарата из ториевого стекла. Торий – радиоактивный изотоп, поэтому такая оптика содержит 8 мкЗв/ч при норме 0,3 мкЗв/ч. Увлечение фотосъемкой – это, конечно, хорошо, но технику лучше выбирать повнимательнее.
- Наручные и комнатные часы со светящимся циферблатом. Эти безобидные, на первый взгляд, и такие памятные аксессуары на самом деле излучают сильную радиацию. Причина – покрытие из радия. Не хотим вас пугать, но при попадании его солей в организм человека с воздухом и водой возможны даже онкологические заболевания.
Как защититься: чтобы не выбросить лишнего – измерьте уровень радиации у всех потенциально опасных предметов и избавьтесь от вещей, около которых прибор будет показывать превышения.
Что делать с радиоактивными предметами?
Излучение не увидишь невооруженным взглядом и мгновенного влияния не почувствуешь. Поэтому, если у вас дома есть что-то из нашего списка, советуем не затягивать и обратиться к специалистам для проведения исследования.
В зависимости от источников радиации и цифр на дозиметре наши эксперты предложат разные способы минимизации вредного воздействия. Это будут индивидуальные рекомендации, которые подойдут именно вам – ведь вряд ли вы согласны в панике отковыривать гранитную плитку в ванной и нести ее на ближайшую свалку. Кстати! Не выбрасывайте радиоактивные предметы вместе с другими отходами. Обратитесь в компании по утилизации РАО или в МЧС. Внимательнее относитесь к тому, что приносите домой, ведь никакие декоративные элементы и памятные предметы не стоят вашего здоровья!
Радиационное загрязнение и опасность такого явления для человеческого организма – одна из главных проблем, которые беспокоят человечество вот уже более чем половину века. Причина такого беспокойства связана с тем, что на определенном этапе своего развития и стремления вперед человек изобрел и научился расщеплять атом, что привело к появлению ионизирующих заряженных частиц, которые в общей терминологии принято называть радиацией.
Как проверить радиацию в домашних условиях? Заряженные ионы способны проникать через твердые поверхности разной плотности, поражать мягкие ткани и клетки человека, и, что самое опасное, эти ионы под воздействием высокого заряда, могут видоизменять и деформировать клетки в человеческом организме, по причине чего повышенный уровень радиационного фона нередко приводит к различного рода мутациям, раковым заболеваниям, воспалениям и болезням.
За время существования расщепленного атома от радиации пострадало и погибло немало невинных людей. Как проверить радиационный фон в домашних условиях? Максимально масштабными и ужасающими были ядерные взрывы в Чернобыле, Хиросиме и Нагасаки. После таких событий многие люди задумались о том, как проверить уровень радиации в квартире, как можно спастись от радиации и защитить свои жизни на случай возобновления радиационного заражения и загрязнения атмосферы. Максимально опасным в радиации является тот факт, что она не может восприниматься и отмечаться человеком без специального измеряющего оборудования.
Как проверить радиационный фон в квартире? Человек, который находится в зоне радиационного заражения и получает высокие степени облучения, скорее всего, даже не заметит опасности, пока ионизирующие вещества в его организме не начнут провоцировать появление различных признаков и симптомов заболеваний.
Как измерить уровень радиации в домашних условиях? На сегодняшний день опасность радиационного заражения может ожидать человека не только на территории ядерного взрыва, но и в стенах его родного дома. Этот феномен связан с тем, что ввиду множества произошедших ядерных катастроф ионизирующие вещества разнеслись воздухом на большие территории. Сегодня они выпадают вместе с атмосферными осадками, могут накапливаться в грунте или подземных породах и постепенно причинять вред всему живому на определенной местности. Как измерить радиацию в домашних условиях? Чтобы всегда чувствовать себя в безопасности и иметь возможность предупредить заражение, нужно знать об основах спасения и профилактики при повышении радиационного фона.
Как проверить радиацию в квартире?
Дом – это место, где каждый человек может отдохнуть от напряжения и стресса в бытовой жизни и на работе. Как определить уровень радиации в квартире? Поскольку больший процент людей на планете ведет оседлый образ жизни, собственный дом для многих это уникальное и максимально комфортное место, где хранятся не только хорошие и светлые воспоминания о прошлых днях, но также вещи, важные документы, фотографии, продукты питания, мебель и техника. Опасным и портящим домашнюю атмосферу фактором, который следует постоянно держать под контролем, является повышенный уровень радиации в доме.
Изначально стоит сказать о том, что знать, как проверить радиацию в домашних условиях, очень важно. Радиационный фон присутствует повсюду и полностью избавиться от него невозможно. Однако не стоит торопиться и искать надежный бункер для укрытия. По результатам многих исследований и научных экспериментов, природный радиационный фон и измерение радиации в квартире нужны человечеству для того, чтобы постоянно видоизменяться и эволюционировать. Степень воздействия природной радиации на клетки и молекулы крайне мала. По этой причине разительные перемены в организме происходят не за пять лет, но за несколько сотен и даже тысяч.
Многие современные ученые уверенны в том, что если бы не природный радиационный фон, то человечество может быть вовсе не эволюционировало бы и не меняло свои внешние и внутренние данные в ходе своего развития. Стоит также отметить, что радиация и замер радиации в квартире оказывает влияние не только на одного человека. Заряженные ионы воздействуют на любые живые организмы, провоцируя постепенные изменения в структуре ДНК, мотивируя вид на сезонные или эволюционные изменения. Под воздействием ионизирующих веществ многие живые виды постепенно менялись и приспосабливались к условиям окружающей среды.
Закажите бесплатно консультацию эколога
Немногие сегодня интересуются, как проверить радиацию в домашних условиях или как сделать счетчик Гейгера в домашних условиях. Но, справедливо будет отметить, что природная радиация сегодня не считается опасной для человеческого организма и никак не влияет на его функционирование. Максимально опасной для жизни принято считать такую радиацию, которую произвел и изобрел сам человек. Это связано с тем, что искусственная радиация состоит по большей части из бета-лучей, который считаются максимально заряженными и агрессивными частицами, легко проникающими в ткани и органы человека и провоцирующими многие заболевания.
Для того чтобы проверить радиационный фон в своем доме, провести проверку квартиры на радиацию и вредные вещества, стоит знать о том, что на сегодняшний день существуют определенные нормы и стандарты проверки радиации в квартире, в зависимости от местности и географического положения. К примеру, некоторые превышения нормы радиации на АЭС считаются допустимыми, учитывая специфику работы, однако такие же показатели радиации в жилом доме могут быть восприняты за первичные признаки заражения и стать поводом для эвакуации жителей.
Как появляется радиация в доме?
У многих людей, которые так или иначе сталкиваются с вопросом проверки квартиры от радиации облучений и диагностики радиации в доме, возникает вполне логичный вопрос о том, откуда же в жилом доме взяться радиации и как она туда проникает. Ведь ни один разумно мыслящий человек не станет хранить у себя дома зараженные продукты и материалы, костюмы и противогазы с радиационной зоны.
Как померить уровень радиации в квартире? Причина того, что радиация проникает в дом и может быть опасной для его жителей, заключается в газе радоне, который, как правило, не имеет отчетливого запаха, вкуса и цвета и может постепенно приводить к радиационному заражению бытовых площадей, предметов, продуктов питания, жидкости и других элементов. Стоит выделить следующие категории товаров и приборов в доме, которые могут содержать в себе повышенные дозы радиоактивных элементов:
- Строительные материалы. Как проверить радиацию в квартире без дозиметра? Загрязненными радиацией могут быть строительные материалы, а также все строительные смеси, краски и вещества, которые содержат в своем составе ионизирующий радон. Пары радона в конструкции дома могут выделяться под воздействием высоких температур и приводить к постепенному загрязнению площади и всех живущих на ней людей.
- Детские вещи. Как ни странно, однако некоторые детские игрушки и материалы для кормления и ношения ребенка также могут содержать в себе повышенную дозу радиации. Происходит это по причине некачественного изготовления и не профессиональности производителя, который по закону должен предоставить документ, подтверждающий безопасность его продукции для детей и их родителей.
- Предметы из гранита. Как проверить уровень радиации в домашних условиях? Опасными в процессе использования и эксплуатации могут быть также строительные элементы и материалы, которые изготовлены из гранита. Дело в том, что некоторые природные породы и вещества также могут выделять небольшие дозы радиации. Гранит, как природный материал, считается одним из наиболее зараженных пород в природе и при строительстве дома может влиять на его радиационный фон и зараженность.
Как проверять радиацию дома?
На сегодняшний день многие специализированные магазины предоставляют широкий выбор специального оборудования для измерения радиационного фона, которое можно использовать как в бытовых целях, так и для личной безопасности, чтобы измерить уровень радиации в квартире.
Важно отметить, что для проверки радиации в доме стоит использовать бытовые радиометры или дозиметры. Эти приборы, как правило, мало весят и являются максимально компактными для измерения радиации в квартире и для транспортировки и использования в любой удобный момент. Они могут реагировать на средние или относительно малые показатели радиационного излучения в квартире или доме, помогают проверять продукты питания, мебель, одежду и строительные материалы в процессе их эксплуатации.
Стоит помнить о том, что существует некая разница между дозиметром и радиометром. Дозиметр и счетчик Гейгера в домашних условиях помогает измерить концентрацию в воздухе ионизирующих веществ за определенный промежуток времени. Однако радиометр помогает проверить радиацию в квартире, зараженность продуктов питания и одежды, которую вы приобрели вне пределов дома и приносите для дальнейшего использования.
То есть, дозиметры подходят для постоянного контролирования радиационного фона в доме, а радиометры могут временно использоваться для проверки всего остального, что попадает в ваш дом из магазина или окружающей среды.
В своей квартире человек отдыхает, ест, спит, а также скрывается от непогоды и негативных внешних факторов, поэтому мало кому хочется, чтобы радиация в квартире была выше нормы.
Радиация обнаруживается повсеместно. Очень важно, чтобы в помещении, где человек находится постоянно, она не была выше 25 мкР/ч
. Причем заданный уровень не должен быть превышен ни в одной из зон квартиры. Превышение порогового значения чревато негативными последствиями для организма. Сам человек может их не ощутить, но они обязательно отразятся на потомках.
Как узнать, не превышена ли радиация в квартире? Для начала нужно разобраться, откуда она берется.
Источники домашней радиации
- Материалы строительного назначения, в состав которых входит радон
. - Древние предметы интерьера или старинные вещицы.
- Сомнительные детские игрушки.
- Материалы на основе гранита, применяемы для отделки.
Все названые источники могут излучать вредоносные волны, которые человек так сразу на себе и не ощущает, поскольку глазу они не видны и никакого тактильного эффекта не производят
. Обнаружить их можно другими способами.
Измерение уровня вредного излучения
. Отличаются эти приборы тем, что на дисплее дозиметра появляется информация о дозе облучения за взятый определенный временной промежуток. Поэтому данный прибор больше подходит для проведения замеров в квартире.
Проверка радиации в квартире радиометром нецелесообразна, так как его лучше использовать для замера загрязнения небольших объектов, например, продуктов, игрушек и прочих.
Определение фона может проводиться прибором дозиметром-радиометром, который включает в себя обе функции
. Такие приборы адаптированы для ежедневного использования в домашних условиях. Бытовой дозиметр может приобрести каждый.
Что делать, если прибора нет
Проверить радиацию без дозиметра возможно. В настоящее время профессиональные компании осуществляют замеры по вашему желанию
. Они проводят диагностику строительных компонентов, машин, жилых помещений. Проверка такой компанией квартиры включает несколько составляющих.
- Выявление уровня радона.
- Обнаружение всех источников опасных волн.
- Устранение источников радиации.
Как известно, стены квартиры способны защитить от радиации на 90%. Большую роль играет материал, из которого они изготовлены. Так, минимальной пропускной способностью обладает бетон, а значит, он лучше всего защищает. Максимальной способностью обладает дерево.
Всем известно разделение строительных материалов по классам. Так вот материалы первого класса самые безопасные, их и стоит применять в строительстве.
Обязательно нужно сказать о том, что если дозиметра под рукой не оказалось, то провести замер можно другим способом. Такой способ не точный, но при помощи него можно получить хотя бы приблизительные сведенья об опасности.
Для этого понадобится бумага для фотографий. Листом такой бумаги несколько раз проводят по воздуху, после чего фотографию проявляют.
На бумаге появляются полоски, по которым человек с большим опытом может практически точно определить силу излучения.
В современных мобильных телефонах можно установить приложение, которое, как заявляет поставщик, способно помочь в диагностике уровня радиации
. О точности таких измерений судить трудно, можно попытаться сопоставить их с показателями точных приборов.
Прибор своими руками
При подключении тестера сигнал со спицы будет передан на резистор, а мощность излучения отобразится на приборе
.
Изготовить прибор можно и из обычной банки от консервов, если предварительно заготовить конденсатор и тестер. В таком случае емкость будет не нужна. Отверстие для спицы делают в дне банки, а в ее полость ставят конденсатор. Резистор же подключается напрямую к тестеру. Финальным этапом является фиксация спицы в отверстии банки.
Как защитить себя и близких
Как определить радиацию, мы разобрали, теперь нужно разобраться, как защититься от нее.
Уже стало понятно, что основным источником вредного излучения в квартире служит газ радон, особенно если квартира расположена на первом или подвальном этаже.
Концентрация газа усиливается, когда жилое помещение некоторое время оставлялось в закрытом состоянии и не проветривалось
, например, на время отпуска или командировки.
Этот тяжелый газ не имеет цвета и запаха и проникает в помещение из земли и материалов строительного предназначения. Скапливаясь в квартире, он вызывает облучение помещения. Учеными доказано, что радон стоит на втором месте после курения по способности провоцировать развитие рака легкого.
- Обязательно нужно регулярно и очень тщательно проветривать жилье.
- Требуется максимальная изоляция фундамента от земли, а также устранение трещин, образовавшихся в подвалах.
- Воду из скважин нужно кипятить, что ликвидирует из нее газ.
- Все используемые стройматериалы должны быть сертифицированы
. - Старинные вещи дома держать не нужно.
Соблюдая эти простые правила, вы обезопасите себя и окружающих от вредоносных лучей.
Число попаданий рентгеновских и гамма-фотонов на CMOS-матрицу в минуту, зафиксированное смартфонами при различной мощности дозы излучения. Линейная зависимость свидетельствует о том, что на основании этих измерений может быть определена доза излучения.
Зависимость числа попаданий рентгеновских и гамма-фотонов на CMOS-матрицу в минуту, зафиксированных смартфоном Apple iPhone 4S, от его ориентации
Зависимость числа попаданий рентгеновских и гамма-фотонов на CMOS-матрицу в минуту, зафиксированных смартфоном Samsung Galaxy S2, от его ориентации
Количество пользователей смартфонов неуклонно растет, и в текущем году в их число, вероятно, будет входить четверть населения земного шара.
Столь же стремительно развивается рынок мобильных приложений, стремящихся с максимальной эффективностью использовать аппаратные возможности мобильных устройств.
Не удивительно, что разработчики обратили внимание на особенность встроенных камер, позволяющую зафиксировать радиоактивное излучение… Но обо всем по порядку.
Для того, чтобы из смартфона получился хороший дозиметр, его отклик на различные дозы радиации должен быть линейным. Устройство должно быть хорошо откалибровано и его показания должны воспроизводиться при повторяющихся измерениях. Кроме того, результат не должен зависеть от ориентации смартфона относительно источника излучения.
Каждый из источников способен обеспечить интенсивность излучения в определенном диапазоне.
Когда оператор вводит необходимую мощность дозы , система выбирает подходящий источник, рассчитывает расстояние от него, на котором мощность дозы будет именно такой, и сдвигает на это расстояние передвижную платформу с калибруемым прибором.
Смартфоны с закрытыми черной пленкой камерами измеряли дозы в диапазоне от 1 до 349 796 мк Зв /ч (для рентгеновского и гамма излучения зиверт и грей — эквивалентные единицы измерения, подробнее об измерениях дозы и мощности радиоактивного излучения читайте в статье «Лекарство от радиофобии »).
Каждый из смартфонов подвергался воздействию излучения определенной интенсивности в течение одной минуты. Измерения повторялись пять раз, а затем интенсивность менялась для следующей пятерки замеров.
В ходе замеров при одинаковой интенсивности излучения смартфон вращали вокруг собственной оси, чтобы выявить влияние ориентации на показания программного дозиметра.
Линейный отклик был достигнут при мощности свыше 20 мкГр/ч для смартфона Samsung и 30 мкГр/ч — Apple. Для сравнения, во время авиаперелета пассажир за час получает дозу радиации около 7 мкГр.
Худшие результаты, продемонстрированные iPhone, объясняются тем, что приложение использует для измерений фронтальную камеру, на которую может попадать свет от экрана iPhone, преломленный стеклом, защищающим дисплей.
Интенсивность излучения, при которой смартфоны оказались способны точно рассчитать мощность дозы, обеспечивает годовую дозу радиации 0,2 Зв — это в 200 раз выше того предела, который Австралийское агентство радиационной защиты и ядерной безопасности (ARPANSA) считает приемлемым для человека. Фактически же 1 мЗв, допускаемый ARPANSA, это нижний предел годовой дозы радиации, получаемой жителями Земли, в среднем эта величина составляет 2,4 мЗв с разбросом от 1 до 10 мЗв.
Чтобы получить годовую допустимую дозу радиации (по версии ARPANSA), нужно подвергаться излучению с интенсивностью 20 мкГр/ч примерно 50 часов, краткосрочное его воздействие не опасно.
Приложение Radioactivity Counter позволит пользователю вовремя убраться подальше от источника радиации. Матрицы камер смартфонов достаточно чувствительны, чтобы зафиксировать значительное с точки зрения радиационной безопасности излучение.
Как показали исследования, ориентация смартфона не играет роли при измерении поглощенной дозы радиации.
Во всех домах есть множество электро-бытовых приборов, которые в большей или меньшей степени излучают радиацию. Если вдруг члены семьи начинают постоянно болеть, а врачи не могут поставить точные диагнозы, то, возможно, все дело в радиации. Без специальных приборов невозможно ответить на вопрос как проверить радиацию в помещении.
Можно позвонить в санитарно-эпидемиологическую станцию, или в МЧС. Если же нет желания на это, то можно приобрести дозиметр для бытовых нужд, и измерить уровень радиации самим. Необходимо исследуемое помещение разделить на несколько зон, затем измерить радиацию в каждой из них. Если уровень радиации превышает норму, то нужно срочно вызывать МЧС.
Заниматься источником радиации должны они.
Если же дозиметра не удалось приобрести, то тогда можно попробовать хотя бы приблизительно определить, есть радиация или нет в помещении. Есть один способ, как измерить радиацию без дозиметра, но он неточный.
Можно воспользоваться бумагой для фотографий, несколько раз провести ею в воздухе, затем проявить фотографии, и по проявившимся полоскам определить есть ли радиация или нет.
Особые умельцы по их словам по этим полоскам могут определить даже уровень радиации, хотя у специалистов это вызывает большие сомнения.
Радиация сильно влияет на человеческий организм. Если же в помещении радиация все же есть, и это подтверждают приборы, то необходимо решить как защититься от радиации. Безусловно, любая защита от радиации не защитит на сто процентов, но попробовать стоит.
Лучше всего просто предохраниться минимальным количеством времени нахождения рядом с источником радиации, можно отдалиться от источника радиации на максимальное расстояние. При возможности необходимо надеть специальные костюмы и использовать специальные защитные экраны.
Все эти методы помогут если не избежать облучения, то, по крайней мере, получить его в минимальном объеме.
Почему люди так бояться влияния радиации на организм? Стоит задуматься о том, как влияет радиация на человека. Самое страшное последствие облучения – это раковые заболевания, которые могут возникать из ниоткуда, и развиваться очень быстро.
Также негативными последствиями считаются лучевая болезнь, при которой человек стареет быстрее обычного, и, в 70 процентах случаев, умирают. При лучевой болезни человек быстро лысеет, у него выпадают зубы, на коже остаются следы от ожогов.
Если облучение было высокой степени, то человек погибает от облучения в течение полугода.
Но вот заражение все-таки произошло, как тогда вывести радиацию из организма человека? Полностью аннулировать влияние облучения организма, увы, невозможно, но снизить его концентрацию можно.
Существуют лекарственные препараты, которые способны выводить радиоактивные вещества из организма, а также некоторые богатые пектинами продукты, которые выполняют эту же роль. Необходимо пить также большое количество жидкости, разрешено небольшое количество красного вина. Радиация очень опасна для человека.
Необходимо соблюдать правила безопасности при работе с радиоактивными приборами, и везде, где можно получить дозу облучения. Если же организм все-таки облучен, нужно немедленно обратиться к врачу.
Солнечная радиация является основным источником тепловой энергии почти для всех природных процессов, происходящих в атмосфере и на поверхности земли, а также одним из главных климатообразующих факторов. Приход солнечной радиации к любой точке земной поверхности определяется прежде всего астрономическими факторами — продолжительностью дня и высотой солнца. Продолжительность дня зависит от широты места и вычисляется по времени восхода и захода солнца. За время восхода (захода) солнца принимается момент появления над горизонтом (исчезновения под горизонтом) верхнего края диска солнца.
На рис. 2 продолжительность дня и ночи в Вологде представлена графически, а в табл. 1 приложения приведено время восхода и захода солнца и продолжительность дня. Самый продолжительный день в Вологде 22 июня (день летнего солнцестояния) длится 18 ч 37 мин, самый короткий 22 декабря — 6 ч 04 мин (день зимнего солнцестояния). В период весеннего (21 м а р та ) и осеннего (23 сентября) равноденствий день равен ночи.
Переход ото дня к ночи (от света к тьме) и обратно совершается постепенно и называется сумерками. Период сумеречного освещения, достаточного для производства работ на открытом воздухе и в помещении у окна, называется гражданским и сумерками. Границами гражданских сумерек являются, с одной стороны, моменты восхода и заход а солнца, с другой — глубина погружения солнца за горизонт на 6— 7° (табл. 1 приложения). Продолжительность сумерек изменяется в течение года, увеличиваясь от 49 мин в марте до 137 мин в июне, к сентябрю продолжительность их снова уменьшается до 48 мин. С середины первой декады июня и до конца месяца вечерние и утренние сумерки сливаются и наблюдаются так называемые «белые ночи».
Положение солнца на небосклоне определяется высотой и азимутом. Высота солнца над горизонтом — это угол, образуемый солнечными лучами при падении на горизонтальную поверхность. Самая большая высота солнца (54°) наблюдается в полдень в июне, самая малая (7°)— в декабре. Азимут — угол между плоскостью меридиана и вертикальной плоскостью , проходящей через солнце,— определяет, с какой стороны падают солнечные лучи. Азимут солнца обычно отсчитывают в обе стороны от направления на юг.
На рис. 3 схематически (сплошными линиями) изображен путь солнца по небу на 15-е число каждого месяца. Азимут солнца отложен на окружности влево и вправо от направления на юг, высота — по радиусу к центру. С рисунков можно снять приближенные значения высоты и азимута в любой момент времени и в любой день. Например, 15 июня в 13 ч высота солнца равна 53°, азимут 24°, 15 сентября в 9 ч — высота 41°, а азимут 60°. Н а рис. 3 также можно проследить, что место восхода и захода солнца смещается в летние месяцы на север, а в зимние на юг. Так, в июле солнце всходит на северо-востоке, а заходит на северо-западе, в декабре всходит на юго-востоке, а заходит на юго-западе.
2.1. Продолжительность солнечного сияния
Одной из важнейших характеристик радиационного режима является продолжительность солнечного сияния.
Для записи солнечного сияния служит гелиограф универсальной (полярной) модели. Этот прибор несколько преуменьшает данные о солнечном сиянии, так как не всегда регистрирует сияние при малой высоте солнца над горизонтом из-за слабого напряжения радиации.
Различают возможную и фактическую продолжительность солнечного сияния. Возможная (теоретическая) продолжительность в данном пункте равна продолжительности дня. Действительная же продолжительность солнечного сияния зависит от количества и характера облачности, прозрачности атмосферы , степени закрытости горизонта.
При безоблачном небе возможная продолжительность солнечного сияния за год на широте Вологды составила бы 4129 ч. Фактически же солнце светит здесь в среднем 1693 ч в году, что составляет 41 % возможной продолжительности солнечного сияния (табл. 2, см. стр. 16). Отношение (в процентах) наблюдавшейся продолжительности сияния к возможной дает представление о сравнительной ясности неба в данном пункте.
В Вологде минимальная продолжительность солнечного сияния наблюдается в декабре (13 ч), что объясняется наименьшей продолжительностью дня и наибольшей повторяемостью пасмурного неба. С января продолжительность солнечного сияния начинает увеличиваться, особенно резко она увеличивается весной. В апреле солнце уже светит в среднем 187 ч, а в мае 264 ч. Летом, в июле, продолжительность солнечного сияния достигает наибольших значений (292 ч), но нередко максимум смещается на май или июнь, а в отдельные годы — на апрель или август. Осенью с уменьшением продолжительности дня и увеличением повторяемости пасмурной погоды продолжительность солнечного сияния заметно уменьшается: до 124 ч в сентябре и 55 ч в октябре. В отдельные годы количество часов солнечного сияния может значительно отличаться от среднего значения (см. табл. 2).
Число дней без солнца, т. е. таких дней, в которые солнечные лучи в дневное время не достигают поверхности из-за облачности, характеризует условия освещенности. Наибольшее число дней без солнца (25) наблюдается в декабре, наименьшее (1)— в июле.
Летом при безоблачной погоде солнце светит с 3 ч утра до 21 ч вечера, зимой с 8 ч до 15— 16 ч (табл. 2 приложения ). В суточном ходе отмечается увеличение количества солнечного сияния от утра к полудню с максимумом в период с 12 до 14 ч. В мае и августе максим ум смещается на 9— 10 ч, в июне — на 10— 12 ч, что связано с характером суточного распределения облачности. Наиболее часто солнце светит непрерывно по 2— 6 ч. Весной нередко возможна непрерывная продолжительность солнечного сияния до 8— 12 ч, а летом до 14— 18 ч.
2.2. Солнечная радиация
Данные о радиационном режиме города приводятся по материалам актинометрических наблюдений ст. Вологда, Молочное за период 1953— 1958 гг.
Суммы радиации до недавнего времени выражали в калориях на квадратный сантиметр в час, сутки, месяц и год. В новой Международной системе СИ сумма радиации выражается в килоджоулях и мегаджоулях на квадратный метр ( к Дж / м2, МДж / м2). Переход от прежних единиц к единицам системы СИ производится при помощи следующих соотношений:
К земле солнечная энергия приходит в виде прямой S и рассеянной D солнечной радиации и излучения атмосферы.
Прямая радиация поступает на земную поверхность параллельным пучком лучей, идущих непосредственно от диска солнца. Она измеряется на поверхности, перпендикулярной направлению солнечных лучей. Прямая радиация, приходящая на горизонтальную поверхность, вычисляется по формуле.
где h — высота солнца над горизонтом.
Часть солнечной радиации рассеивается в атмосфере молекулами атмосферных газов, аэрозолям и и поступает к земной поверхности в виде рассеянной радиации . Прямая и рассеянная paдиации вместе составляют суммарную радиацию Q. Суммарная радиация в основном определяется высотой солнца над горизонтом, продолжительностью дня, облачностью, прозрачностью атмосферы и альбедо подстилаю щей поверхности.
Возможный годовой приход суммарной радиации в Вологде составляет 5543 МДж / м2, из них на прямую радиацию приходится 4345 МДж / м2 (табл. 3). Облачность снижает количество прямой радиации в 2,7 раза и увеличивает количество рассеянной более чем в 1,5 раза. В результате при реальных условиях облачности приход суммарной радиации составляет в среднем 3352 М Дж / м 2, что на 40% меньше возможной годовой суммы (табл. 4). Доли прямой и рассеянной радиации в суммарной радиации в течение года могут меняться в широких пределах. В течение большей части года преобладает рассеянная радиация, и только с мая по июль вклады прямой и рассеянной радиации в суммарную выравниваются (табл. 5).
За летний сезон поступает почти половина (47 %) годового значения суммарной радиации, а в центральные зимние месяцы (ноябрь — январь) — всего 3 %
В годовом ходе максимум суммарной радиации (582 МДж / м2) приходится на июль, минимум (25 МДж / м2) — на декабрь. Максимум прямой радиации (298 МДж / м2) так же наблюдается в июле, а минимум (4 МДж / м2) смещается на январь. В отдельные годы в зависимости от облачности и прозрачности атмосферы соотношение прямой и рассеянной радиации , общий приход суммарной радиации могут значительно отличаться от средних значений (табл. 6). Так, в июле при средней сумме суммарной радиации, равной 582 МДж / м 2, максимальное значение ее составило 682 МДж / м2, мин имальное 503 МДж / м2.
Часть приходящей солнечной радиации отражается земной поверхностью — это отраженная радиация R, остальная часть поглощается, превращаясь в тепло,— это поглощенная радиация Вк. Отражательная способность поверхности характеризуется альбедо А — отношением (в процентах) отраженной радиации к суммарной: А = R/Q*100 . Альбедо естественных поверхностей отличается большим разнообразием (табл. 7). Наибольшим альбедо обладает снежный покров. Но в зависимости от влажности и цвета снега оно изменяется от 85— 90 % (свежевыпавший снег) до 30 % (тающий ). Наименьшее альбедо (12— 19 % ) имеют высохшая трава и подзолистые почвы. Поэтом у в годовом ходе альбедо хорош о выражены зимний максимум (50— 75 % ) и летний минимум (22— 23 % ) , которые противоположны максимуму и минимуму в годовом ходе суммарной радиации.
Значение отраженной радиации зависит в основном от суммарной радиации, а также от характера подстилающей поверхности. В годовом ходе суммарной радиации отмечается один максимум — летом, альбедо же имеет обратный ход, поэтому годовой ход отраженной радиации имеет более сложный характер. С января количество отраженной радиации увеличивается, достигая максимума (189 МДж / м2) в марте. Весной в период таяния снега оно резко уменьшается, несмотря на рост суммарной радиации. С мая количество отраженной радиации снова увеличивается, так как суммарная радиация продолжает расти, а альбедо изменяется очень мало. В июле наблюдается вторичный максимум (134 МДж / м2), который несколько меньше первого. Затем количество отраженной радиации постепенно уменьшается, достигая минимума в декабре. В среднем за год отраженная радиация составляет 31 % суммарной.
Поглощенная радиация определяется по формуле Вк= Q ( 1 —Ак). О на так же зависит от суммарной радиации и альбедо подстилающей поверхности. Годовой ход поглощенной радиации повторяет годовой ход суммарной радиации с максимумом (453 МДж / м2) в июне и минимумом (8 МДж / м2) в декабре.
Разность между приходом и расходом солнечной радиации называется радиационным балансом. Радиационный баланс может быть положительным или отрицательным. При положительном балансе (апрель — октябрь) земная поверхность получает больше тепла, чем отдает излучением. Полученное тепло расходуется на нагревание почвы, воздуха, испарение. При отрицательном радиационном балансе (ноябрь — март) преобладает излучение и земная поверхность охлаждается. Период наблюдений над радиационным балансом в Вологде так короток, что в табл. 4 приведены сведения только о его составляющих.
Суточный ход солнечной радиации определяется прежде всего изменением высоты солнца в течение дня. Поэтом у максим ум солнечной радиации как при наличии облачности, так и при ясном небе наблюдается в полдень.
2.3. Радиационный режим вертикальных поверхностей
Важное значение при оценке как энергетических потребностей города, так и инсоляции помещений имеет учет количества радиационного тепла, поступающего на стены зданий. Закономерности поступления солнечной радиации на стены зданий в различных районах СССР исследованы 3. И. Пивоваровой [22]. Д ля условий Вологды возможную продолжительность облучения стен каждой основной ориентации (С, Ю, В и 3 ) можно определить по табл. 8, в которой приведено время начала и конца облучения прямой солнечной радиацией южных и северных стен для открытого горизонта в случае безоблачного неба на 15-е число каждого месяца.
Стены южной, восточной и западной ориентации освещаются прямыми солнечными лучам и в течение всего года, стены северной ориентации — только с апреля по сентябрь (табл. 9).
Наилучшие условия облучения прямыми солнечными лучами имеют стены южной ориентации, максимум продолжительности их возможного облучения (11,6 ч) обмечается в марте и сентябре (11,7 ч), минимум (6,2 ч)— в декабре (табл. 8). Возможная продолжительность облучения восточных и западных стен одинакова. Максимальная продолжительность их облучения (9,2 ч) наблюдается в июне, минимальная (3,1 ч)— в декабре. Наибольшая возможная продолжительность освещения северных стен (8,5 ч) наблюдается в июне, наименьшая (1,1 ч)— в сентябре. Фактическая продолжительность освещения солнечными лучами стен всех ориентаций максимальна летом и составляет 5,7— 6,5 ч для южных стен (57— 63 % возможной ), 3,9— 4,7 ч — для западных и восточных стен (45- 52 % возможной ) и 1,3 – 2,9 ч. Для северных стен (28— 37 % возможной ).
Одной из основных характеристик радиационного режима стен зданий является количество солнечной радиации (табл. 10). В целом за год наибольшее количество солнечной радиации приходит на южные стены. Максимальное значение ее отмечается в марте (Q = 402 МДж/м2 , S= 249 МДж / м2) благодаря высокой прозрачности атмосферы в это время, большому числу ясных дней и достаточно большой продолжительности светлого времени суток. Затем количество радиации, особенно прямой, уменьшается, второй максимум суммарной радиации наблюдается в июле, а прямой радиации — в августе ( Q = 3 5 8 М Дж/м2, S= 165 МДж / м2). С сентября по март южные стены получают прямой радиации больше, чем горизонтальная поверхность: в марте и сентябре в 1,5— 2 раза, с ноября по февраль в 4— 8 раз. Летом горизонтальная поверхность получает прямой радиации больше, чем южные стены.
Большую часть года доля рассеянной и отраженной радиации в суммарной, поступающей на южные стены, соизмерима с прямой, только в июне — июле она преобладает, а в ноябре — декабре — меньше прямой.
![Время начала и конца облучения прямой солнечной радиацией (ч мин) южных (северных) стен и время восхода и захода солнца на 15-е число каждого месяца по [22]](https://35pogoda.ru/klimatvologda294.jpg "Время начала и конца облучения прямой солнечной радиацией (ч мин) южных (северных) стен и время восхода и захода солнца на 15-е число каждого месяца по [22]")
В целом за год на юго-восточные и юго-западные стены приход солнечной радиации несколько меньше, чем на южные за исключением периода май — июль, когда соотношение становится обратным. На восточные и западные стены за год поступает меньше солнечной радиации , чем на южные, юго-восточные и юго западные. Только с мая по июль количество получаемой ими радиации сравнимо с количеством, приходящим на стены южных ориентаций. Северные стены получают только половину суммарной радиации и лишь 6 % прямой, приходящейся на южные стены. Северо-восточные и северо-западные стены облучаются прямой радиацией с марта по октябрь и за год получают ее в 4 раза меньше, чем южные стены.
На вертикальные стены одновременно с прямой солнечной радиацией поступает рассеянная и отраженная от земной поверхности радиация. Вместе они составляют суммарный приход радиации. Вклад рассеянной радиации особенно значителен в осенне-зимнее время, а в сентябре — марте северные стены и в ноябре — феврале северо-восточные (северо-западные) стены освещены только за счет рассеянной и отраженной радиации.
