กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 17 นาที

แสงแดด

แสงแดด เป็นส่วนหนึ่งของ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ที่ปล่อยออกมาจาก ดวงอาทิตย์ (เช่น รังสีจากดวงอาทิตย์) และตกกระทบ โลก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แสง ที่มอง เห็นได้ด้วย ตาของมนุษย์ รวมถึง...

แสงแดด

ดวงอาทิตย์ที่มองเห็นจากวงโคจรต่ำของโลกเหนือสถานีอวกาศนานาชาติแสงอาทิตย์นี้ไม่ได้ถูกกรองโดยชั้นบรรยากาศด้านล่าง ซึ่งปิดกั้นสเปกตรัมของแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่
แสงแดดส่องกระทบสองด้านที่แตกต่างกันของ รัฐ นิวเจอร์ซีย์ประเทศสหรัฐอเมริกาพระอาทิตย์ขึ้นที่ชายฝั่งเจอร์ซีย์บริเวณทะเลสาบสปริงเลมณฑลมอนเมาท์ (ด้านบน) และพระอาทิตย์ตกที่ชายฝั่งซันเซ็ตบีชมณฑลเคปเมย์ (ด้านล่าง) ทั้งสองภาพถูกกรองผ่านเมฆชั้นต่ำที่อยู่สูง
ภาพพระอาทิตย์ขึ้นเหนืออ่าวเม็กซิโกและฟลอริดา ถ่ายเมื่อวันที่ 20 ตุลาคม 1968 จากยานอวกาศอะพอลโล 7

แสงแดดเป็นส่วนหนึ่งของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ (เช่น รังสีจากดวงอาทิตย์) และตกกระทบโลกโดยเฉพาะอย่างยิ่ง แสง ที่มองเห็นได้ด้วยตาของมนุษย์รวมถึงรังสีอินฟราเรด ที่มองไม่เห็น (โดยทั่วไปมนุษย์รับรู้ว่าเป็นความอบอุ่น) และ รังสี อัลตราไวโอเลต (ซึ่งอาจมีผลทางสรีรวิทยา เช่นผิวไหม้แดด ) อย่างไรก็ตาม ตามที่สมาคมอุตุนิยมวิทยาอเมริกันระบุไว้ มี "ข้อตกลงที่ขัดแย้งกันว่าทั้งสาม [...] นี้เรียกว่าแสงหรือไม่ หรือว่าคำนี้ควรใช้เฉพาะกับส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมเท่านั้น" [ 1 ]

เมื่อแสงอาทิตย์มาถึงโลก มันจะกระจัดกระจายและกรองผ่านชั้นบรรยากาศของโลก กลายเป็นแสงสว่าง ในเวลากลางวันเมื่อดวงอาทิตย์อยู่เหนือขอบฟ้า เมื่อ รังสีจากดวงอาทิตย์โดยตรงไม่ถูกบดบังด้วยเมฆเราจะรับรู้ได้ว่าเป็นแสงแดดซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างแสงสว่างและความร้อนที่แผ่รังสี (ในชั้นบรรยากาศ) เมื่อถูกบดบังด้วยเมฆหรือสะท้อนจากวัตถุอื่นแสงอาทิตย์จะกระจายออกไปแหล่งข้อมูลประมาณการค่าเฉลี่ยทั่วโลกอยู่ที่ระหว่าง 164 วัตต์ถึง 340 วัตต์[ 2 ]ต่อตารางเมตรในหนึ่งวันตลอด 24 ชั่วโมง[ 3 ]ตัวเลขนี้ NASA ประมาณการว่าอยู่ที่ประมาณหนึ่งในสี่ของความเข้มรังสีจากดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ยทั้งหมดของ โลก

แสงแดดใช้เวลาประมาณ 8.3 นาทีในการเดินทางมาถึงโลกจากพื้นผิวของดวงอาทิตย์[ 4 ]โฟตอนที่เริ่มต้นจากใจกลางของดวงอาทิตย์และเปลี่ยนทิศทางทุกครั้งที่พบกับอนุภาคที่มีประจุจะใช้เวลาประมาณ 10,000 ถึง 170,000 ปีในการเดินทางมาถึงพื้นผิว[ 5 ]แสงแดดเป็นปัจจัยสำคัญในการสังเคราะห์แสงซึ่งเป็นกระบวนการที่พืชและ สิ่งมีชีวิต ที่สร้างอาหาร เองได้ใช้ ในการเปลี่ยนพลังงานแสงซึ่งโดยปกติมาจากดวงอาทิตย์ ให้เป็นพลังงานเคมีที่สามารถนำไปใช้ในการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตและเป็นเชื้อเพลิงสำหรับกิจกรรมของสิ่งมีชีวิต รังสีอัลตราไวโอเลตในแสงแดดมีผลดีต่อสุขภาพทั้งในเชิงบวกและลบ เนื่องจากเป็นทั้งสิ่งจำเป็นสำหรับ การสังเคราะห์ วิตามินดี3และเป็น สาร ก่อ กลายพันธุ์

การใช้แสงธรรมชาติคือการให้แสงสว่างแก่พื้นที่ภายในโดยการปล่อยให้แสงแดดส่องเข้ามาความเข้มของแสงอาทิตย์คืออัตราพลังงานแสงอาทิตย์ที่พื้นที่หนึ่งหน่วยได้รับจากแสงแดด

การวัด

นักวิจัยสามารถวัดความเข้มของแสงอาทิตย์โดยใช้เครื่องบันทึกแสงอาทิตย์ไพราโนมิเตอร์หรือไพร์เฮลิโอมิเตอร์ในการคำนวณปริมาณแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบพื้นดินจะต้องคำนึงถึง ทั้ง ความเยื้องศูนย์ ของ วงโคจรวงรีของโลกและการลดทอนโดยชั้นบรรยากาศของโลก ความสว่างของแสงอาทิตย์นอกโลก ( E ext ) ที่แก้ไขสำหรับวงโคจรวงรีโดยใช้จำนวนวันของปี (dn) จะได้รับค่าประมาณที่ดีโดย[ 6 ]

โดยที่ dn=1 ในวันที่ 1 มกราคม; dn=32 ในวันที่ 1 กุมภาพันธ์; dn=59 ในวันที่ 1 มีนาคม (ยกเว้นปีอธิกสุรทิน ซึ่ง dn=60) เป็นต้น ในสูตรนี้ใช้ dn–3 เนื่องจากในยุคปัจจุบัน จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ของโลก (perihelion) และค่า E extสูงสุดเกิดขึ้นประมาณวันที่ 3 มกราคมของทุกปี ค่า 0.033412 ถูกกำหนดโดยทราบว่าอัตราส่วนระหว่างจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด (0.98328989 AU) ยกกำลังสอง และจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุด (aphelion) ยกกำลังสอง ควรมีค่าประมาณ 0.935338

ค่าคงที่ความสว่างของดวง อาทิตย์ ( Esc ) เท่ากับ 128 × 10³ ลัก ซ์ความสว่างปกติโดยตรง ( Edn )ที่ปรับแก้แล้วสำหรับผลกระทบจากการลดทอนของชั้นบรรยากาศมีค่าดังนี้:

โดยที่cคือค่าการลดทอนแสงในชั้นบรรยากาศและm คือ ค่ามวลแสงสัมพัทธ์ค่าการลดทอนแสงในชั้นบรรยากาศทำให้ค่าลักซ์ลดลงเหลือประมาณ 100,000 ลักซ์

ปริมาณพลังงานทั้งหมดที่พื้นดินได้รับจากดวงอาทิตย์ที่จุดสูงสุดขึ้นอยู่กับระยะห่างจากดวงอาทิตย์และช่วงเวลาของปี โดยจะสูงกว่าค่าเฉลี่ยประมาณ 3.3% ในเดือนมกราคมและต่ำกว่าค่าเฉลี่ยประมาณ 3.3% ในเดือนกรกฎาคม (ดูด้านล่าง) หากรังสีจากดวงอาทิตย์นอกโลกมีค่า 1,367 วัตต์ต่อตารางเมตร (ค่าเมื่อระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์คือ 1 หน่วยดาราศาสตร์ ) แสงแดดโดยตรงที่พื้นผิวโลกเมื่อดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุดจะมีค่าประมาณ 1,050 W/m² แต่ปริมาณทั้งหมด (ทั้งโดยตรงและโดยอ้อมจากชั้นบรรยากาศ) ที่ตกกระทบพื้นดินจะมีค่าประมาณ 1,120 W/m² [ 7 ]ในแง่ของพลังงาน แสงแดดที่พื้นผิวโลกประกอบด้วยรังสีอินฟราเรด (สูงกว่า 700 นาโนเมตร ) ประมาณ 52 ถึง 55 เปอร์เซ็นต์ รังสีที่มองเห็นได้ (400 ถึง 700 นาโนเมตร) ประมาณ 42 ถึง 43 เปอร์เซ็นต์ และรังสีอัลตราไวโอเลต (ต่ำกว่า 400 นาโนเมตร) ประมาณ 3 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์[ 8 ]ที่ด้านบนสุดของชั้นบรรยากาศ แสงแดดมีความเข้มข้นมากกว่าประมาณ 30% โดยมีรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ประมาณ 8% [ 9 ]โดยรังสี UV ส่วนเกินส่วนใหญ่ประกอบด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตคลื่นสั้นที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต[ 10 ]

แสงแดดโดยตรงมีประสิทธิภาพในการส่องสว่างประมาณ 93 ลูเมนต่อวัตต์ของฟลักซ์การแผ่รังสีซึ่งสูงกว่าประสิทธิภาพ (ของแหล่งกำเนิดแสง) ของแสงประดิษฐ์อื่นๆ นอกเหนือจาก LEDนั่นหมายความว่าการใช้แสงแดดในการให้แสงสว่างจะทำให้ห้องร้อนน้อยกว่าแสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์หรือหลอดไส้ เมื่อคูณตัวเลข 1,050 วัตต์ต่อตารางเมตรด้วย 93 ลูเมนต่อวัตต์ จะได้ว่าแสงแดดที่สว่างจ้าให้ความสว่างประมาณ 98,000ลักซ์ (ลูเมนต่อตารางเมตร) บนพื้นผิวตั้งฉากที่ระดับน้ำทะเล ความสว่างของพื้นผิวแนวนอนจะน้อยกว่านี้มากหากดวงอาทิตย์อยู่ไม่สูงมากนักในท้องฟ้า โดยเฉลี่ยตลอดทั้งวัน ปริมาณแสงแดดสูงสุดบนพื้นผิวแนวนอนจะเกิดขึ้นในเดือนมกราคมที่ขั้วโลกใต้ (ดูปริมาณแสงอาทิตย์ )

การหารค่าความเข้มของการแผ่รังสี 1,050 W/m² ด้วยขนาดของจานดวงอาทิตย์ในหน่วยสเตอเรเดียนจะได้ค่า ความเข้มของ การแผ่รังสี เฉลี่ย 15.4 MW ต่อตารางเมตรต่อสเตอเรเดียน (อย่างไรก็ตาม ค่าความเข้มของการแผ่รังสีที่ศูนย์กลางของจานดวงอาทิตย์จะสูงกว่าค่าเฉลี่ยทั่วทั้งจานเล็กน้อยเนื่องจากปรากฏการณ์มืดที่ขอบ ) การคูณค่านี้ด้วย π จะได้ค่าสูงสุดของความเข้มของการแผ่รังสีที่สามารถโฟกัสบนพื้นผิวโดยใช้กระจกได้ คือ 48.5 MW / [ 11 ]

องค์ประกอบและพลัง

เมื่อเปรียบเทียบสเปกตรัมของแสงอาทิตย์กับวัตถุดำที่อุณหภูมิ 5775 เคลวิน

สเปกตรัมของรังสีจากดวงอาทิตย์สามารถเปรียบเทียบได้กับสเปกตรัมของวัตถุดำ[ 12 ] [ 13 ]ที่มีอุณหภูมิประมาณ 5,800  K [ 14 ] (ดูแผนภูมิ) ดวงอาทิตย์ปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าครอบคลุมสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า เกือบทั้งหมด แม้ว่ารังสีที่เกิดขึ้นในแกนกลางของดวงอาทิตย์ส่วนใหญ่จะประกอบด้วยรังสีเอกซ์ แต่การดูดซับภายในและการเกิดความร้อนจะเปลี่ยน โฟตอนพลังงานสูงมากเหล่านี้ให้เป็นโฟตอนพลังงานต่ำกว่าก่อนที่จะถึงพื้นผิวของดวงอาทิตย์และถูกปล่อยออกไปในอวกาศ ส่งผลให้โฟโตสเฟียร์ของดวงอาทิตย์ไม่ปล่อยรังสีเอกซ์ ( รังสีเอกซ์จากดวงอาทิตย์ ) มากนัก แม้ว่าจะปล่อย "รังสีแข็ง" เช่น รังสีเอกซ์และแม้แต่รังสีแกมมาในช่วงที่เกิดเปลวสุริยะ[ 15 ]ดวงอาทิตย์ที่สงบ (ไม่เกิดเปลวสุริยะ) รวมถึงโคโรนา ของมัน ปล่อยคลื่นความยาวคลื่นที่หลากหลาย ได้แก่รังสีเอกซ์รังสีอัลตราไวโอเลตแสงที่มองเห็นได้รังสีอินฟราเรดและคลื่นวิทยุ[ 16 ]ความลึกที่แตกต่างกันในโฟโตสเฟียร์มีอุณหภูมิที่แตกต่างกัน และนี่อธิบายได้บางส่วนถึงความเบี่ยงเบนจากสเปกตรัมของวัตถุดำ[ 17 ]

นอกจากนี้ยังมีฟลักซ์ของรังสีแกมมาจากดวงอาทิตย์ที่สงบนิ่ง ซึ่งเป็นไปตามกฎกำลังระหว่าง 0.5 ถึง 2.6 TeVรังสีแกมมาบางส่วนเกิดจากรังสีคอสมิกที่ทำปฏิกิริยากับชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ แต่สิ่งนี้ไม่สามารถอธิบายการค้นพบเหล่านี้ได้[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]

หลักฐานโดยตรงเพียงอย่างเดียวของกระบวนการนิวเคลียร์ในแกนกลางของดวงอาทิตย์คืออนุภาคนิวตริโนที่ มีปฏิสัมพันธ์อ่อนมาก

ความเข้มของรังสีสเปกตรัมจากดวงอาทิตย์(วัตต์ต่อตารางเมตรต่อนาโนเมตร) เหนือชั้นบรรยากาศ (สีเหลือง) และที่พื้นผิว (สีแดง) รังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีเอ็กซ์ที่มีความเข้มสูง (อยู่ทางซ้ายของช่วงความยาวคลื่น) ถูกสร้างขึ้น แต่มีปริมาณน้อยมากเมื่อเทียบกับพลังงานทั้งหมดที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมา (พื้นที่ใต้เส้นโค้ง)
การกระจายสเปกตรัมของแสงอาทิตย์ เส้นโค้งต่างๆ สะท้อนให้เห็นถึง 3 วิธีที่ถูกต้องเท่าเทียมกันในการอธิบายแสงอาทิตย์เดียวกัน เส้นโค้งเหล่านี้มีจุดสูงสุดที่ความยาวคลื่นต่างกัน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแนวคิดเกี่ยวกับตำแหน่งที่ "จุดสูงสุด" ของแสงอาทิตย์ถูกปล่อยออกมานั้นไม่มีความหมาย และไม่ใช่ลักษณะเฉพาะของแสงเอง (แต่เป็นเพียงผลลัพธ์ของการแสดงสเปกตรัมเท่านั้น) เปอร์เซ็นไทล์นำเสนอวิธีการคิดเกี่ยวกับการกระจายพลังงานที่ไม่ขึ้นอยู่กับการแสดงผล 50 เปอร์เซ็นต์ของความเข้มของแสงอาทิตย์เกี่ยวข้องกับความยาวคลื่นที่น้อยกว่าประมาณ 711 นาโนเมตร (โดยประมาณแสงอาทิตย์จากการปล่อยรังสีของวัตถุดำที่อุณหภูมิ 5775 เคลวิน)

แม้ว่าโคโรนาของดวงอาทิตย์จะเป็นแหล่งกำเนิด รังสี อัลตราไวโอเลตและรังสีเอ็กซ์ที่รุนแรง แต่รังสีเหล่านี้คิดเป็นเพียงส่วนน้อยของพลังงานที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมา (ดูสเปกตรัมทางด้านขวา) สเปกตรัมของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า จากดวงอาทิตย์เกือบทั้งหมด (ประมาณ 98.7%) ที่กระทบกับชั้นบรรยากาศของโลกครอบคลุมช่วงตั้งแต่ 200 นาโนเมตรถึงประมาณ 4000 นาโนเมตร[ 21 ]แถบพลังงานรังสีที่สำคัญนี้สามารถแบ่งออกเป็นห้าภูมิภาคตามลำดับความยาวคลื่น ที่เพิ่มขึ้น : [ 22 ]

  • รังสี อัลตราไวโอเลตซีหรือ (UVC) อยู่ในช่วง 100 ถึง 280 นาโนเมตร คำว่าอัลตราไวโอเลตหมายถึงความถี่ของรังสีที่สูงกว่าแสงสีม่วง (และด้วยเหตุนี้จึงมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ) เนื่องจากการดูดซับโดยชั้นบรรยากาศ ทำให้รังสีนี้มาถึงพื้นผิวโลกเพียงเล็กน้อย รังสีในช่วงนี้มีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อโรคดังที่ใช้ใน หลอดไฟ ฆ่าเชื้อโรค
  • รังสี อัลตราไวโอเลตบี (UVB) อยู่ในช่วง 280 ถึง 315 นาโนเมตร ชั้นบรรยากาศของโลกดูดซับรังสีนี้ได้มาก และเมื่อรวมกับรังสี UVC จะทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีแสงซึ่งนำไปสู่การสร้างชั้นโอโซน รังสี UVB ทำลาย DNA โดยตรงและทำให้ผิวไหม้แดด [ 23 ] นอกจากผลกระทบระยะสั้นนี้แล้ว ยังเร่งการแก่ของผิวหนังและส่งเสริมการเกิดมะเร็งผิวหนังอย่างมีนัยสำคัญ[ 24 ]แต่ก็จำเป็นต่อ การสังเคราะห์ วิตามินดีในผิวหนังของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ด้วย [ 23 ]
  • รังสีอัลตราไวโอเลตเอ (UVA) ครอบคลุมช่วง 315 ถึง 400 นาโนเมตร แถบคลื่นนี้เคยถูกมองว่าก่อให้เกิดความเสียหายต่อDNA น้อยกว่า จึงถูกนำมาใช้ในการทำผิวสี แทนเทียมเพื่อความงาม ( ตู้อาบแดดและเตียงอาบแดด ) และ การบำบัด ด้วย PUVAสำหรับโรคสะเก็ดเงินอย่างไรก็ตาม ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่า UVA ก่อให้เกิดความเสียหายอย่างมากต่อ DNA ผ่านทางอ้อม (การก่อตัวของอนุมูลอิสระและสารออกซิเจนที่ว่องไว ) และอาจก่อให้เกิดมะเร็งได้[ 25 ]
  • ช่วงแสงที่มองเห็นได้ครอบคลุมช่วง 380 ถึง 700 นาโนเมตร [ 26 ]ดังที่ชื่อบ่งบอก ช่วงนี้สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
  • ช่วงคลื่น อินฟราเรดครอบคลุมช่วง 700 นาโนเมตรถึง 1,000,000 นาโนเมตร (1 มิลลิเมตร ) ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มาถึงโลก นักวิทยาศาสตร์แบ่งช่วงคลื่นอินฟราเรดออกเป็นสามประเภทตามความยาวคลื่น:
    • อินฟราเรด-เอ: 700 นาโนเมตร ถึง 1,400 นาโนเมตร
    • อินฟราเรด-บี: 1,400 นาโนเมตร ถึง 3,000 นาโนเมตร
    • อินฟราเรด-ซี: 3,000 นาโนเมตร ถึง 1 มิลลิเมตร

แสงอาทิตย์ที่ส่องมายังพื้นผิวโลกประกอบด้วยรังสีอินฟราเรด 49.4%, รังสีที่มองเห็นได้ 42.3% และรังสีอัลตราไวโอเลต 8% [ 27 ]

บางครั้งมีการกล่าวอ้างว่ากำลังการแผ่รังสีสูงสุดของดวงอาทิตย์อยู่ในช่วงแสงที่มองเห็นได้ อย่างไรก็ตาม ข้อความนี้เป็นความเข้าใจผิดที่เกิดจากการดูเฉพาะกราฟแสดงความเข้มของการแผ่รังสีสเปกตรัมของดวงอาทิตย์ต่อความยาวคลื่นเท่านั้น เมื่อพล็อตแบบนั้น ความหนาแน่นของกำลังสเปกตรัมของแสงอาทิตย์จะสูงสุดที่ความยาวคลื่นประมาณ 501 นาโนเมตร ซึ่งอยู่ในช่วงแสงที่มองเห็นได้ อย่างไรก็ตาม ความเข้มของการแผ่รังสีสเปกตรัมของดวงอาทิตย์สามารถคำนวณได้อย่างถูกต้องเช่นกันโดยพิจารณาจากความถี่ ซึ่งในกรณีนี้ค่าสูงสุดจะอยู่ที่...3.40 × 10 14  Hzซึ่งสอดคล้องกับความยาวคลื่นประมาณ 882 nm ซึ่งอยู่ในช่วงอินฟราเรดใกล้ (อินฟราเรด-A) ขัดกับสัญชาตญาณ การยืนยันว่าผลผลิตจากดวงอาทิตย์สูงสุดที่ตำแหน่งที่แน่นอนในสเปกตรัมนั้นไม่มีความหมาย[ 28 ]

ตารางที่เผยแพร่

ตารางรังสีแสงอาทิตย์โดยตรงบนความลาดชันต่างๆ ตั้งแต่ละติจูด 0 ถึง 60 องศาเหนือ ในหน่วยแคลอรีต่อตารางเซนติเมตร ซึ่งจัดทำขึ้นในปี พ.ศ. 2515 และเผยแพร่โดย Pacific Northwest Forest and Range Experiment Station, Forest Service, US Department of Agriculture, Portland, Oregon, USA ปรากฏอยู่บนเว็บ[ 29 ]

ความเข้มในระบบสุริยะ

แสงอาทิตย์บนดาวอังคารนั้นสว่างน้อยกว่าบนโลก ภาพพระอาทิตย์ตกบนดาวอังคารนี้ถ่ายโดยยานสำรวจดาวอังคารMars Pathfinder

วัตถุต่างๆ ในระบบสุริยะจะได้รับแสงที่มีความเข้มแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างจากดวงอาทิตย์

ตารางเปรียบเทียบปริมาณรังสีจากดวงอาทิตย์ที่แต่ละดาวเคราะห์ในระบบสุริยะได้รับที่ชั้นบรรยากาศด้านบน: [ 30 ]

ดาวเคราะห์หรือดาวเคราะห์แคระระยะทาง ( AU ) รังสีจากแสงอาทิตย์ (วัตต์/ ตร.ม. )
จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดจุดไกลสุดจากดวงอาทิตย์สูงสุดขั้นต่ำ
ปรอท0.30750.4667 14,4466,272
ดาวศุกร์0.71840.7282 2,6472,576
โลก0.98331.017 1,4131,321
ดาวอังคาร1.3821.666 715492
ดาวพฤหัสบดี4.9505.458 55.845.9
ดาวเสาร์9.04810.12 16.713.4
ยูเรนัส18.3820.08 4.043.39
ดาวเนปจูน29.7730.44 1.541.47
พลูโต29.6648.871.550.57

ความสว่างของแสงอาทิตย์ที่สังเกตได้จริงบนพื้นผิวยังขึ้นอยู่กับการมีอยู่และองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศด้วย ตัวอย่างเช่นชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นของดาวศุกร์สะท้อนแสงอาทิตย์ที่ได้รับมากกว่า 60% ความสว่างที่แท้จริงของพื้นผิวอยู่ที่ประมาณ 14,000 ลักซ์ ซึ่งเทียบได้กับความสว่างบนโลก "ในเวลากลางวันที่มีเมฆปกคลุม" [ 31 ]

แสงแดดบนดาวอังคารจะคล้ายกับแสงแดดบนโลกในวันที่ท้องฟ้ามีเมฆมากเล็กน้อย และดังที่เห็นได้จากภาพถ่ายที่ถ่ายโดยยานสำรวจ จะเห็นได้ว่ามีรังสีจากท้องฟ้าที่กระจายตัว มาก พอที่จะทำให้เงาไม่ดูมืดมากนัก ดังนั้นจึงให้ความรู้สึกและการรับรู้ที่คล้ายคลึงกับแสงแดดบนโลกมาก สเปกตรัมบนพื้นผิวมีสีแดงกว่าบนโลกเล็กน้อย เนื่องจากการกระเจิงของฝุ่นสีแดงในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร

เพื่อเปรียบเทียบ แสงอาทิตย์บนดาวเสาร์จะสว่างกว่าแสงอาทิตย์บนโลกเล็กน้อยในช่วงเวลาพระอาทิตย์ตกหรือพระอาทิตย์ขึ้นโดยเฉลี่ย แม้แต่บนดาวพลูโต แสงอาทิตย์ก็ยังสว่างมากพอที่จะเกือบเท่ากับห้องนั่งเล่นโดยเฉลี่ย หากต้องการเห็นแสงอาทิตย์ที่สลัวเท่ากับแสงจันทร์ เต็มดวง บนโลก จะต้องอยู่ห่างออกไปประมาณ 500 AU (~69  ชั่วโมงแสง ) มีเพียงไม่กี่วัตถุในระบบสุริยะเท่านั้นที่ถูกค้นพบว่าโคจรไกลกว่าระยะทางดังกล่าว ซึ่งได้แก่90377 Sednaและ(87269) 2000 OO 67

ความแปรผันของความเข้มแสงอาทิตย์

การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลและวงโคจร

บนโลก รังสีจากดวงอาทิตย์จะแปรผันตามมุมของดวงอาทิตย์เหนือเส้นขอบฟ้าโดยจะมีแสงแดดส่องนานขึ้นในละติจูดสูงในช่วงฤดูร้อน และจะไม่มีแสงแดดเลยในฤดูหนาวใกล้ขั้วโลก เมื่อรังสีโดยตรงไม่ถูกบดบังด้วยเมฆ เราจะรับรู้ได้ว่าเป็นแสงแดดการที่พื้นดิน (และวัตถุอื่นๆ) ร้อนขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับการดูดซับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปของความร้อน

ปริมาณรังสีที่ดาวเคราะห์ได้รับจะแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์วง โคจร และความเอียง ของแกนโลก เปลี่ยนแปลงไปตามเวลา (ในระยะเวลาหลายพันปี) บางครั้งวงโคจรจะเกือบเป็นวงกลมสมบูรณ์ และบางครั้งก็ยืดออกไปจนมีความเยื้องศูนย์ของวงโคจรถึง 5% (ปัจจุบันอยู่ที่ 1.67%) เมื่อความเยื้องศูนย์ของวงโคจรเปลี่ยนแปลงไป ระยะห่างเฉลี่ยจากดวงอาทิตย์ ( แกนกึ่งเอก ) จะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นปริมาณรังสี ทั้งหมดที่ตกกระทบ ตลอดทั้งปีจึงคงที่เกือบตลอดเวลาเนื่องจากกฎข้อที่สองของเคปเลอร์

โดยที่"ความเร็วเชิงพื้นที่" เป็นค่าคงที่ กล่าวคือ การอินทิเกรตตลอดช่วงเวลาการโคจร (ซึ่งก็เป็นค่าคงที่เช่นกัน) จะเป็นค่าคงที่

หากเราถือว่ากำลังการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์  Pเป็นค่าคงที่ตลอดเวลา และการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์เป็นไปตามกฎกำลังสองผกผันเราจะได้ค่าเฉลี่ยของการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์เป็นค่าคงที่เช่นกัน อย่างไรก็ตาม การกระจายตัว ตามฤดูกาลและละติจูด รวมถึงความเข้มของการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์ที่พื้นผิวโลกนั้นแตกต่างกันไป[ 32 ]ผลกระทบของมุมดวงอาทิตย์ต่อสภาพภูมิอากาศส่งผลให้พลังงานแสงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงในฤดูร้อนและฤดูหนาว ตัวอย่างเช่น ที่ละติจูด 65 องศา ค่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้มากกว่า 25% อันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงวงโคจรของโลก เนื่องจากความเปลี่ยนแปลงในฤดูหนาวและฤดูร้อนมีแนวโน้มที่จะหักล้างกัน การเปลี่ยนแปลงของค่าเฉลี่ยการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์รายปี ณ ตำแหน่งใด ๆ จึงใกล้เคียงกับศูนย์ แต่การกระจายพลังงานใหม่ระหว่างฤดูร้อนและฤดูหนาวส่งผลกระทบอย่างมากต่อความเข้มของวัฏจักรตามฤดูกาล การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวที่เกี่ยวข้องกับการกระจายพลังงานแสงอาทิตย์ใหม่นี้ถือเป็นสาเหตุที่เป็นไปได้ของการเกิดขึ้นและการหายไปของยุคน้ำแข็ง ในช่วงไม่นานมานี้ (ดู: วัฏจักร Milankovitch )

การเปลี่ยนแปลงความเข้มของแสงอาทิตย์

การสังเกตการณ์การแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์จากอวกาศเริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2521 การวัดเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าค่าคงที่ของดวงอาทิตย์ไม่คงที่ มันแปรผันไปตามช่วงเวลาหลายช่วง รวมถึงวัฏจักรจุดดวงอาทิตย์ 11 ปี[ 33 ]เมื่อย้อนกลับไปในอดีต เราต้องอาศัยการสร้างการแผ่รังสีขึ้นใหม่ โดยใช้จุดดวงอาทิตย์ในช่วง 400 ปีที่ผ่านมา หรือใช้ไอโซโทปรังสีคอสมิกเพื่อย้อนกลับไป 10,000 ปี

การสร้างใหม่ดังกล่าวได้ดำเนินการแล้ว[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]การศึกษาเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า นอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงของความเข้มแสงอาทิตย์ตามวัฏจักรสุริยะ (วัฏจักรชวาเบ) กิจกรรมของดวงอาทิตย์ยังแปรผันตามวัฏจักรที่ยาวกว่า เช่น วัฏจักร 88 ปีที่เสนอ (วัฏจักรไกลส์เบิร์ก) 208 ปี (วัฏจักรเดอวรีส์) และ 1,000 ปี (วัฏจักรเอ็ดดี้)

ความเข้มของแสงอาทิตย์

ค่าคงที่ของพลังงานแสงอาทิตย์

สเปกตรัมความเข้มของแสงอาทิตย์ที่ชั้นบรรยากาศด้านบน แสดงในมาตราส่วนเชิงเส้นและพล็อตเทียบกับเลขคลื่น

ค่าคงที่ของดวงอาทิตย์เป็นการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ซึ่งเป็นปริมาณของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์ที่เข้ามาต่อหน่วยพื้นที่ที่จะตกกระทบลงบนระนาบที่ตั้งฉากกับรังสี ณ ระยะห่าง 1 หน่วยดาราศาสตร์ (AU) (โดยประมาณคือระยะทางเฉลี่ยจากดวงอาทิตย์ถึงโลก) "ค่าคงที่ของดวงอาทิตย์" รวมถึงรังสีจากดวงอาทิตย์ทุกประเภท ไม่ใช่เฉพาะแสงที่มองเห็นได้ เท่านั้น ค่าเฉลี่ยของมันเคยคิดว่าอยู่ที่ประมาณ 1,366 W/m² [ 38 ] ซึ่งเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามกิจกรรมของดวงอาทิตย์ แต่การปรับเทียบใหม่ล่าสุดของการสังเกตการณ์จากดาวเทียมที่เกี่ยวข้องบ่งชี้ ว่าค่าที่ใกล้เคียงกับ 1,361 W/m² นั้นสมจริงกว่า[ 39 ]

ปริมาณรังสีรวมจากดวงอาทิตย์ (TSI) และปริมาณรังสีสเปกตรัมจากดวงอาทิตย์ (SSI) ที่ตกกระทบโลก

นับตั้งแต่ปี 1978 การทดลองดาวเทียมของ NASA และ ESA ที่ซ้อนทับกันหลายครั้งได้วัดค่าความเข้มรังสีรวมของ ดวงอาทิตย์ (TSI) ซึ่งเป็นปริมาณรังสีจากดวงอาทิตย์ที่ได้รับที่ชั้นบรรยากาศด้านบนของโลก พบว่ามีค่าเท่ากับ 1.365 กิโลวัตต์ต่อตารางเมตร (kW/m² ) [ 38 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] การสังเกต TSI ยังคงดำเนินต่อไปด้วยการทดลองดาวเทียมACRIMSAT /ACRIM3, SOHO /VIRGO และSORCE /TIM [ 43 ]การสังเกตเผยให้เห็นความแปรผันของ TSI ในหลายช่วงเวลา รวมถึงวัฏจักรแม่เหล็กของดวงอาทิตย์[ 33 ]และวัฏจักรคาบสั้น ๆ อีกหลายวัฏจักร[ 44 ] TSI เป็นแหล่งพลังงานที่ขับเคลื่อนสภาพภูมิอากาศของโลก ดังนั้นการรักษาฐานข้อมูลอนุกรมเวลาของ TSI จึงมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจบทบาทของความแปรปรวนของดวงอาทิตย์ในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ตั้งแต่ปี 2003 เครื่องตรวจวัดการแผ่รังสีสเปกตรัม SORCE (SIM) ได้ตรวจสอบการแผ่รังสีสเปกตรัมของดวงอาทิตย์ (SSI) ซึ่งเป็นการกระจายสเปกตรัมของ TSI ข้อมูลบ่งชี้ว่า SSI ที่ความยาวคลื่น UV (อัลตราไวโอเลต) สอดคล้องกับการตอบสนองของสภาพภูมิอากาศของโลกในลักษณะที่ไม่ชัดเจนนัก และอาจซับซ้อนกว่าที่เคยสันนิษฐานไว้ก่อนหน้านี้ ซึ่งกระตุ้นให้เกิดการวิจัยใหม่ๆ มากมายใน "ความเชื่อมโยงระหว่างดวงอาทิตย์กับชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ โทรโปสเฟียร์ ชีวภาค มหาสมุทร และสภาพภูมิอากาศของโลก" [ 45 ]

การส่องสว่างพื้นผิวและสเปกตรัม

แสงอาทิตย์ส่องผ่านเมฆทำให้เกิดแสงสนธยา

สเปกตรัมของแสงที่ส่องลงบนพื้นผิวขึ้นอยู่กับระดับความสูงของดวงอาทิตย์เนื่องจากอิทธิพลของชั้นบรรยากาศ โดยองค์ประกอบสเปกตรัมสีน้ำเงินจะเด่นในช่วงพลบค่ำก่อนและหลังพระอาทิตย์ขึ้นและตกตามลำดับ และสีแดงจะเด่นในช่วงพระอาทิตย์ขึ้นและตก ผลกระทบเหล่านี้เห็นได้ชัดในการถ่ายภาพ ด้วยแสงธรรมชาติ ซึ่งแหล่งกำเนิดแสงหลักคือแสงอาทิตย์ที่ผ่านชั้นบรรยากาศ

ในขณะที่สีของท้องฟ้ามักจะถูกกำหนดโดยการกระเจิงของเรย์ลีห์แต่จะมีข้อยกเว้นเกิดขึ้นในช่วงพระอาทิตย์ตกและพลบค่ำ “การดูดซับแสงอาทิตย์โดยโอโซนอย่างเป็นพิเศษตามเส้นทางขอบฟ้าที่ยาวทำให้ท้องฟ้าเหนือศีรษะมีสีฟ้าเมื่อดวงอาทิตย์อยู่ใกล้ขอบฟ้า” [ 46 ]

องค์ประกอบสเปกตรัมของแสงอาทิตย์ที่พื้นผิวโลก

อาจกล่าวได้ว่าดวงอาทิตย์ส่องสว่างซึ่งเป็นการวัดแสงภายในช่วงความไวเฉพาะ สัตว์หลายชนิด (รวมถึงมนุษย์) มีช่วงความไวประมาณ 400–700 นาโนเมตร[ 47 ]และภายใต้สภาวะที่เหมาะสม การดูดซับและการกระเจิงโดยชั้นบรรยากาศของโลกจะทำให้เกิดการส่องสว่างที่ใกล้เคียงกับแหล่งกำเนิดแสงที่มีพลังงานเท่า กัน สำหรับช่วงส่วนใหญ่[ 48 ]ตัวอย่างเช่น ช่วงที่มีประโยชน์สำหรับการมองเห็นสีในมนุษย์อยู่ที่ประมาณ 450–650 นาโนเมตร นอกเหนือจากผลกระทบที่เกิดขึ้นในยามพระอาทิตย์ตกและพระอาทิตย์ขึ้น องค์ประกอบสเปกตรัมจะเปลี่ยนแปลงไปโดยหลักๆ ตามความโดยตรงที่แสงแดดสามารถส่องสว่างได้ เมื่อการส่องสว่างเป็นแบบไม่ตรงการกระเจิงของเรย์ลีในชั้นบรรยากาศด้านบนจะทำให้ความยาวคลื่นสีน้ำเงินเด่นกว่า ไอน้ำในชั้นบรรยากาศด้านล่างจะทำให้เกิดการกระเจิงเพิ่มเติม และโอโซน ฝุ่น และอนุภาคน้ำก็จะดูดซับความยาวคลื่นเฉพาะด้วย[ 49 ] [ 50 ]

สเปกตรัมของความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ที่ระดับน้ำทะเลโดยประมาณ; การส่องสว่างโดยแสงแดดโดยตรงเมื่อเทียบกับแสงแดดโดยตรงที่กระเจิงโดยเมฆ และแสงแดดทางอ้อมจากเมฆในระดับต่างๆ เส้นสีเหลืองแสดงสเปกตรัมกำลังของแสงแดดโดยตรงภายใต้สภาวะที่เหมาะสม เพื่อช่วยในการเปรียบเทียบ สภาวะการส่องสว่างอื่นๆ จะถูกปรับขนาดด้วยปัจจัยที่แสดงในคำอธิบายภาพเพื่อให้ตรงกันที่ประมาณ 470 นาโนเมตร (แสงสีน้ำเงิน)

ชีวิตบนโลก

แสงแดดส่องลอดผ่านเรือนยอดไม้ในป่า แห่งหนึ่ง ในประเทศเยอรมนี

สิ่งมีชีวิต เกือบทั้งหมด บนโลกดำรงอยู่ได้ด้วยแสงจากดวงอาทิตย์สิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองได้ ส่วนใหญ่ เช่น พืช ใช้พลังงานจากแสงแดด ร่วมกับคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ เพื่อสร้างน้ำตาลอย่างง่าย ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการสังเคราะห์แสงจากนั้นน้ำตาลเหล่านี้จะถูกนำไปใช้เป็นส่วนประกอบและในกระบวนการสังเคราะห์อื่นๆ ที่ช่วยให้สิ่งมีชีวิตเจริญเติบโต

สิ่งมีชีวิตที่ต้องพึ่งพาอาหารจากสิ่งมีชีวิตอื่น (Heterotrophs ) เช่น สัตว์ต่างๆ ใช้แสงจากดวงอาทิตย์โดยอ้อม โดยการบริโภคผลิตภัณฑ์ของสิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองได้ (Autotrophs) ไม่ว่าจะโดยการบริโภคสิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองได้ การบริโภคผลิตภัณฑ์ของสิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองได้ หรือการบริโภคสิ่งมีชีวิตที่ต้องพึ่งพาอาหารจากสิ่งมีชีวิตอื่นด้วยกันเอง น้ำตาลและส่วนประกอบโมเลกุลอื่นๆ ที่ผลิตโดยสิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองได้จะถูกย่อยสลาย ปลดปล่อยพลังงานแสงอาทิตย์ที่สะสมไว้ และให้พลังงานที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตที่ต้องพึ่งพาอาหารจากสิ่งมีชีวิตอื่น กระบวนการนี้เรียกว่าการ หายใจระดับเซลล์

ในยุคก่อนประวัติศาสตร์มนุษย์เริ่มขยายกระบวนการนี้ออกไปอีก โดยนำวัสดุจากพืชและสัตว์ไปใช้ประโยชน์อื่น ๆ ตัวอย่างเช่น พวกเขาใช้หนังสัตว์เพื่อให้ความอบอุ่น หรือใช้อาวุธไม้ในการล่าสัตว์ ทักษะเหล่านี้ทำให้มนุษย์สามารถเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ได้มากกว่าที่ทำได้ด้วยกระบวนการไกลโคไลซิสเพียงอย่างเดียว และประชากรมนุษย์ก็เริ่มเพิ่มขึ้น

ในช่วงการปฏิวัติยุคหินใหม่การนำพืชและสัตว์มาใช้ประโยชน์ทำให้มนุษย์เข้าถึงพลังงานแสงอาทิตย์ได้มากขึ้น พื้นที่เพาะปลูกได้รับการเสริมคุณค่าด้วยพืชที่ไม่สามารถรับประทานได้ ซึ่งให้สารอาหารและน้ำตาลสำหรับผลผลิตในอนาคต สัตว์ที่ก่อนหน้านี้ให้เพียงเนื้อและเครื่องมือแก่มนุษย์หลังจากถูกฆ่าแล้ว ตอนนี้ถูกนำมาใช้แรงงานตลอดชีวิต โดยได้รับพลังงานจากหญ้าที่ไม่สามารถรับประทานได้สำหรับมนุษย์เชื้อเพลิงฟอสซิลคือซากของพืชและสัตว์โบราณที่ก่อตัวขึ้นโดยใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ แล้วถูกกักเก็บไว้ภายในโลกเป็นเวลาหลายล้านปี

แง่มุมทางวัฒนธรรม

เอดูอาร์ด มาเนต์ : Le déjeuner sur l'herbe (1862–63)

แสงแดดมีผลสำคัญต่อการวาดภาพดังที่เห็นได้จากผลงานของเอ็ดวาร์ด มาเนต์และโคลด โมเนต์ที่วาดภาพทิวทัศน์กลางแจ้ง

Téli verőfény ("Winter Sunshine") โดยLászló Mednyánszkyต้นศตวรรษที่ 20

หลายคนพบว่าแสงแดดโดยตรงนั้นสว่าง เกินไป จนไม่สบายตา อันที่จริง การมองดวงอาทิตย์โดยตรงอาจทำให้เกิดความเสียหายต่อสายตาในระยะยาวได้[ 51 ]เพื่อชดเชยความสว่างของแสงแดด หลายคนจึงสวมแว่นกันแดดรถยนต์หมวกกันน็อคและหมวกแก๊ปจำนวนมากมีกระบังหน้าเพื่อป้องกันแสงแดดไม่ให้ส่องเข้าตาโดยตรงเมื่อดวงอาทิตย์อยู่ในมุมต่ำ แสงแดดมักถูกป้องกันไม่ให้เข้าอาคารโดยใช้ผนังมู่ลี่หน้าต่างกันสาดบานเกล็ดผ้าม่านหรือต้นไม้ที่ให้ร่มเงาใกล้ เคียง การได้รับแสงแดดเป็นสิ่งจำเป็นทางชีววิทยาสำหรับการผลิตวิตามินดีในผิวหนัง ซึ่งเป็นสารประกอบสำคัญที่จำเป็นต่อการสร้างกระดูกและกล้ามเนื้อที่แข็งแรงในร่างกาย

ในศาสนาต่างๆ ทั่วโลก เช่นศาสนาฮินดูดวงอาทิตย์ถือเป็นเทพเจ้าเพราะเป็นแหล่งกำเนิดชีวิตและพลังงานบนโลก ดวงอาทิตย์ยังได้รับการยกย่องว่าเป็นเทพเจ้าในอียิปต์โบราณด้วย

อาบแดด

นักท่องเที่ยวอาบแดดในฟินแลนด์

การอาบแดดเป็น กิจกรรม ยามว่าง ยอดนิยม ที่ผู้คนนั่งหรือนอนตากแดดโดยตรง ผู้คนมักอาบแดดในสถานที่ที่สะดวกสบายและมีแสงแดดส่องถึงอย่างเพียงพอ สถานที่อาบแดดทั่วไป ได้แก่ชายหาด สระว่ายน้ำกลางแจ้ง สวนสาธารณะ สวนและร้านกาแฟริมทางเท้าโดยทั่วไปแล้วผู้ที่อาบแดดจะสวมเสื้อผ้าน้อยชิ้น หรือบางคนก็เปลือยกาย เลย สำหรับบางคน ทางเลือกอื่นนอกจากการอาบแดดคือการใช้เตียงอาบแดดที่สร้าง แสง อัลตราไวโอเลตและสามารถใช้ได้ในร่มโดยไม่คำนึงถึงสภาพอากาศ เตียงอาบแดดถูกห้ามใช้ในหลายประเทศทั่วโลกเนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับโรคมะเร็งผิวหนัง[ 52 ]

สำหรับหลายคนที่มีผิวขาว จุดประสงค์หนึ่งของการอาบแดดคือการทำให้สีผิว เข้มขึ้น (ได้ผิวสีแทน) เพราะในบางวัฒนธรรมถือว่าการมีผิวสีแทนเป็นสิ่งที่ดึงดูดใจ เกี่ยวข้องกับกิจกรรมกลางแจ้งการพักผ่อน/วันหยุดและสุขภาพ บางคนชอบ อาบแดด แบบเปลือยกายเพื่อให้ได้ผิวสีแทนที่ "ทั่วถึง" หรือ "สม่ำเสมอ" บางครั้งก็เป็นส่วนหนึ่งของวิถีชีวิตเฉพาะ

การบำบัดด้วยแสงแดดแบบควบคุมหรือการอาบแดด ได้ถูกนำมาใช้ในการรักษาโรคสะเก็ดเงิน[ 53 ]และโรคอื่นๆ[ 54 ]

การทำให้ผิวเป็นสีแทนเกิดขึ้นจากการเพิ่มขึ้นของเม็ดสีเข้มภายในเซลล์ผิวหนังที่เรียกว่าเมลาโนไซต์และเป็นกลไกการตอบสนองอัตโนมัติของร่างกายต่อการได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์หรือจากหลอดไฟแสงแดดเทียมในปริมาณที่เพียงพอ[ 55 ]ดังนั้น ผิวสีแทนจะค่อยๆ จางหายไปตามเวลา เมื่อไม่ได้สัมผัสกับแหล่งกำเนิดเหล่านี้อีกต่อไป

ผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์

รังสีอัลตราไวโอเลตในแสงแดดมีทั้งผลดีต่อสุขภาพและผลเสีย เนื่องจากเป็นทั้งแหล่งสำคัญของวิตามินดี3และเป็น สาร ก่อกลายพันธุ์[ 56 ]ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารสามารถให้วิตามินดี ได้ โดยไม่มีผลก่อกลายพันธุ์นี้[ 57 ]แต่จะข้ามกลไกตามธรรมชาติที่จะป้องกันการได้รับวิตามินดีเกินขนาดที่สร้างขึ้นภายในร่างกายจากแสงแดด วิตามินดีมีผลดีต่อสุขภาพมากมาย ซึ่งรวมถึงการเสริมสร้างกระดูก[ 58 ]และอาจยับยั้งการเจริญเติบโตของมะเร็งบางชนิด[ 59 ] [ 60 ]การได้รับแสงแดดยังเกี่ยวข้องกับจังหวะ การสังเคราะห์ เมลาโทนิน การรักษา วงจรชีวิตประจำวันให้เป็นปกติและลดความเสี่ยงของ โรคซึม เศร้าตามฤดูกาล[ 61 ]

การได้รับแสงแดดไม่เพียงพอเป็นสาเหตุของการเสียชีวิต 340,000 รายในสหรัฐอเมริกาและ 480,000 รายในยุโรปต่อปี นอกจากนี้ การขาดแสงแดดยังเพิ่มความเสี่ยงต่อมะเร็งเต้านมมะเร็งลำไส้ใหญ่ความ ดัน โลหิตสูง โรคหัวใจ และ หลอดเลือด กลุ่ม อาการเมตาบอลิก โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็งโรคอัลไซเมอร์ ออทิสติโรคหอบหืดโรคเบาหวานชนิดที่ 1และสายตาสั้น[ 62 ]

การสัมผัสแสงแดดเป็นเวลานานเป็นที่ทราบกันดีว่ามีความเกี่ยวข้องกับการเกิดมะเร็งผิวหนังการแก่ของผิวหนังการกดภูมิคุ้มกันและโรคตา เช่นต้อกระจกและจอประสาทตาเสื่อม [ 63 ] การ สัมผัสแสงแดด มากเกินไปในระยะสั้นเป็นสาเหตุของอาการผิวไหม้แดดตาบอดจากหิมะและ โรคจอประสาท ตา จากแสงแดด

รังสี UV และแสงแดด รวมถึงหลอดไฟแสงอาทิตย์ เป็นสารก่อมะเร็ง เพียงชนิดเดียว ที่ทราบว่ามีประโยชน์ต่อสุขภาพ[ 64 ]และองค์กรสาธารณสุขหลายแห่งระบุว่าจำเป็นต้องมีความสมดุลระหว่างความเสี่ยงจากการได้รับแสงแดดมากเกินไปหรือน้อยเกินไป[ 65 ]โดยทั่วไปแล้วมีความเห็นพ้องกันว่าควรหลีกเลี่ยงการถูกแดดเผาเสมอ

ข้อมูลทางระบาดวิทยาแสดงให้เห็นว่าผู้ที่ได้รับแสงแดดมากขึ้นจะมีภาวะความดันโลหิตสูงและการเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับโรคหัวใจและหลอดเลือดน้อยลง ในขณะที่แสงแดด (และรังสี UV) เป็นปัจจัยเสี่ยงต่อมะเร็งผิวหนัง “การหลีกเลี่ยงแสงแดดอาจมีต้นทุนมากกว่าผลประโยชน์ต่อสุขภาพโดยรวมที่ดี” [ 66 ]การศึกษาพบว่าไม่มีหลักฐานว่ารังสี UV ลดอายุขัยเมื่อเทียบกับปัจจัยเสี่ยงอื่นๆ เช่น การสูบบุหรี่ แอลกอฮอล์ และความดันโลหิตสูง[ 66 ]

ผลกระทบต่อจีโนมของพืช

ปริมาณรังสี UV -B จากแสงอาทิตย์ที่สูงขึ้นจะเพิ่มความถี่ของการรวมตัวใหม่ของDNA ในพืชArabidopsis thalianaและยาสูบ ( Nicotiana tabacum ) [ 67 ]การเพิ่มขึ้นเหล่านี้มาพร้อมกับการเหนี่ยวนำอย่างรุนแรงของเอนไซม์ที่มีบทบาทสำคัญในการซ่อมแซมความเสียหายของ DNA แบบรวมตัวใหม่ ดังนั้นระดับของรังสี UV-B จากแสงอาทิตย์บนพื้นดินจึงน่าจะส่งผลต่อความเสถียรของจีโนมในพืช

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • ฮาร์ทมันน์, ทอม (1998). ชั่วโมงสุดท้ายของแสงอาทิตย์โบราณ . ลอนดอน: ฮอดเดอร์ แอนด์ สโตตัน. ISBN 0-340-82243-0.
  • โลโก้ Wikimedia Commonsสื่อที่เกี่ยวข้องกับแสงแดดในวิกิมีเดียคอมมอนส์
  • รังสีจากดวงอาทิตย์ – สารานุกรมโลก
  • ข้อมูลค่าเฉลี่ยรายวันของปริมาณรังสีแสงอาทิตย์รวม (Total Solar Irradiance: TSI) สามารถดูได้ที่เว็บไซต์ของศูนย์ข้อมูลธรณีฟิสิกส์แห่งชาติ ( National Geophysical Data Center)
  • การสร้างอนุกรมเวลาของค่าความเข้มรังสีแสงอาทิตย์รวม (TSI) แบบผสม ตั้งแต่ปี 1978 จนถึงปัจจุบันโดยศูนย์รังสีโลก หอดูดาวฟิสิกส์และอุตุนิยมวิทยาดาวอส (pmod wrc)
  • การเปรียบเทียบวิธีการให้ข้อมูลรังสีแสงอาทิตย์แก่แบบจำลองพืชผลและระบบสนับสนุนการตัดสินใจโดย Rivington และคณะ
  • การประเมินผลการประมาณค่ารังสีแสงอาทิตย์จากแบบจำลองสามแบบ ณ สถานีตรวจวัด 24 แห่งในสหราชอาณาจักรโดย Rivington และคณะ
  • สเปกตรัมความละเอียดสูงของรังสีแสงอาทิตย์จากหอดูดาวปารีส
  • การวัดรังสีจากดวงอาทิตย์  : แผนการสอนจากห้องสมุดดิจิทัลวิทยาศาสตร์แห่งชาติ
  • เว็บไซต์ข้อมูลทางดาราศาสตร์ : เครื่องมือออนไลน์สำหรับคำนวณเวลาขึ้นและตกของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ หรือดาวเคราะห์ มุมอะซิมุธของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ หรือดาวเคราะห์ ณ เวลาขึ้นและตก ระดับความสูงและมุมอะซิมุธของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ หรือดาวเคราะห์ สำหรับวันที่กำหนดหรือช่วงวันที่ที่กำหนด และอื่นๆ อีกมากมาย
  • ไฟล์ Excelที่มีเครื่องคำนวณตำแหน่งดวงอาทิตย์และอนุกรมเวลาของรังสีดวงอาทิตย์ โดยเกร็ก เพลเลเทียร์
  • มาตรฐาน ASTMสำหรับสเปกตรัมแสงอาทิตย์ที่ระดับพื้นดินในสหรัฐอเมริกา (ละติจูดประมาณ 37 องศา)
  • ภาพสเปกตรัมโดยละเอียดของดวงอาทิตย์ในภาพดาราศาสตร์ประจำวัน
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Sunlight&oldid=1359825390 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ แสงแดด

แสงแดด เป็นส่วนหนึ่งของ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ที่ปล่อยออกมาจาก ดวงอาทิตย์ (เช่น รังสีจากดวงอาทิตย์) และตกกระทบ โลก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แสง ที่มอง เห็นได้ด้วย ตาของมนุษย์ รวมถึง...

การวัด

นักวิจัยสามารถวัดความเข้มของแสงอาทิตย์โดยใช้ เครื่องบันทึกแสงอาทิตย์ ไพ ราโนมิเตอร์ หรือ ไพร์เฮลิโอมิเตอร์ ในการคำนวณปริมาณแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบพื้นดินจะต้องคำนึงถึง ทั้ง ความเยื้องศูนย์ ของ วงโคจรวงรี ของโลกและ การลดทอน โดย ชั้นบรรยากาศของโลก...

องค์ประกอบและพลัง

สเปกตรัมของรังสีจากดวงอาทิตย์สามารถเปรียบเทียบได้กับ สเปกตรัม ของวัตถุดำ [ 12 ] [ 13 ] ที่มีอุณหภูมิประมาณ 5,800 K [ 14 ] (ดูแผนภูมิ) ดวงอาทิตย์ปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าครอบคลุม สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า เกือบทั้งหมด...

ตารางที่เผยแพร่

ตารางรังสีแสงอาทิตย์โดยตรงบนความลาดชันต่างๆ ตั้งแต่ละติจูด 0 ถึง 60 องศาเหนือ ในหน่วยแคลอรีต่อตารางเซนติเมตร ซึ่งจัดทำขึ้นในปี พ.ศ.