Ультрафиолетовое излучение (УФИ) Солнца.

Из всей энергии Солнца электромагнитные излучения в ультрафиолетовом спектре составляют 9%. Различают ближнее УФИ с длинной волны 200-400 нм, и дальнее (вакуумное) с длинной волны 10-200 нм.

Дальнее жёсткое УФИ является сильным мутагенным фактором для живого, т.к. непосредственно действует на аминокислоты и косвенно на белки.

По биологическому эффекту в диапазоне ближнего УФИ выделяют три области:

УФИ – А, 320< λ <400

УФИ – В, 290< λ <320

УФИ – С, 200< λ <290

УФИ-А примыкает к фиолетовому концу области видимого света, положительно влияет на всё живое. Под его действием на кожном покрове вырабатывается витамин D. Играет ключевую роль в кальциевом обмене.

УФИ-В в малых дозах полезно активизирует обмен веществ, однако в больших дозах и при λ = 297 нм либо 240-260 нм вызывает ожоги вплоть до фотоканцерогенеза.

УФИ-С особенно вредно воздействует на нуклеиновые кислоты и белки, умертвляет живые клетки и обладает выраженным бактерицидным действием.

В спектре солнечного света, достигающего поверхности Земли наряду с видимым светом и инфракрасным излучением присутствуют только УФИ-А и сильно-ослабленное УФИ-В. Большая часть УФИ-В задерживается озоном.

УФИ-С задерживается кислородом и к нам не попадает, дальнее УФИ - другими газами.

Ослабление электромагнитного излучения Солнца

Важнейшим процессом, протекающим в верхних слоях атмосферы является диссоциация О2, протекающая с образованием атомарного кислорода:

О2 + hν → О + О

Такая реакция требует много энергии (энергия связи кислород – кислород составляет 498 кДж/моль). Такое количество энергии, возможно, получить за счёт УФИ или в дуге электрического разряда. В результате в атмосфере на высотах более 100 км кислород находиться как в молекулярной, так и в атомарной формах. На высоте 130 км содержание кислорода (О2) и О одинаково, на высоте более 200 км практически только атомарный кислород (О). Поступающая из космоса радиация проходит через верхние слои атмосферы, встречает присутствующие там газы и наиболее коротковолновая часть излучения вызывает их ионизацию.

N2 + hν (<80 нм) → N2 + ē

O + hν (<91,2 нм ) → +O + ē

О2 + hν (<99,2 нм) → +O2 + ē

NO + hν (<134,5 нм) → +NO + ē

До расстояния 90 км большая часть коротковолнового излучения оказывается поглощённой, однако излучение, способное вызвать диссоциацию О2 ещё интенсивно. На высотах 30-50 км взаимодействие атомарного кислорода с молекулярным приводит к образованию озона.

О2 + О + М → О3 + М

М – третье тело – это либо молекула кислорода, либо N2 , либо аэрозоли или какие-то другие вещества. Они снимают с О3 избыточную энергию и стабилизируют синтезирующийся озон.

С уменьшением высоты скорость образования озона увеличивается пропорционально соотношению концентраций газов и уменьшается из-за поглощения света с длинной волны <240 нм. В результате максимальное содержание озона наблюдается на высоте 25 км.