|
Расчёт допустимого времени пребывания человека под воздействием солнечной радиации (УФ-диапазон) в зависимости от толщины озонового слоя
Цель работы: рассчитать предельно допустимое время пребывания человека в различных условиях, построить графики зависимости предельно допустимого времени от толщины озонового слоя, от угла падения солнечных лучей, от интенсивности излучения. К полученным значениям подобрать наиболее близкие аппроксимирующие функции. Также провести сравнение воздействия УФ-радиации разных длин волн при одинаковых условиях.
Таблица 1. Входные параметры
| Обозначение параметра
| Название параметра
| Единицы измерения
| Физический смысл
| | r
| Энергетическая светимость Солнца
| Вт/м2
| Энергия, излучаемая Солнцем в единицу времени на единицу площади
| | R
| Полная спектральная светимость Солнца
| Вт
| Полная энергия, излучаемая Солнцем в единицу времени
| | Q
| Спектральная плотность потока лучистой энергии Солнца
| Вт/м3
| Отношение плотности потока излучения в узком частном интервале к величине этого интервала
| | h
| Постоянная Планка
| Дж*с
| Коэффициент, связывающий величину энергии кванта электромагнитного излучения с его частотой
| | λ
| Длина волны электромагнитного излучения
| м
| Расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками в пространстве, в которых колебания происходят в одинаковой фазе
| | k
| Постоянная Больцмана
| Дж/К
| Физическая постоянная, определяющая связь между температурой и энергией
| | T
| Температура
| К
| Скалярная физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы
| | c
| Скорость Света
| м/с
| Скалярная физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы
| | Rc
| Радиус Солнца
| м
| Равен 6,960·108 м
| | αλ
| Коэффициент поглощения озона
| 1/см
| Показывает, сколько ультрафиолетового излучения поглощает 1 см озонового слоя
| | β
| Коэффициент молекулярного рассеивания
| -
| Характеристика ослабления радиации путем рассеяния при прохождении атмосферы
| | σ
| Коэффициент аэрозольного рассеивания
| -
| Характеристика ослабления радиации путем рассеяния при прохождении паров воды (облаков)
| | χ
| Толщина озонового слоя
| см
| Условная толщина озонового слоя, который получится, если весь содержащийся в атмосфере озон «прижать» к поверхности Земли
| | Yλ
| Спектральная плотность потока излучения Солнца в УФ-диапазоне
| Вт/м3
| Солнечная радиация, достигающая поверхности Земли в УФ-диапазоне
| | Yэфф
| Спектральная плотность потока энергии УФ-радиации
| Вт/м2
| Отношение плотности потока излучения в УФ-диапазоне к длине диапазона
| | tдоп
| Допустимое время пребывания человека в зоне УФ-радиации
| с
| Показывает, насколько долго человек может находиться под действием ультрафиолетовых лучей конкретного диапазона
| | μ, m, z
| Коэффициенты
| -
| Зависят от угла между нормалью к поверхности Земли и направлением распространения ультрафиолетового излучения
| | γ
| Угол падения лучей
| град
| Угол между нормалью к поверхности Земли и падающими лучами
| | Sλi
| Относительная спектральная эффективность излучения
| -
| Отношение светового потока на данной длине волны к соответствующему потоку излучения
| | Δλ
| Интервал длин волн
| м
| Интервал длин волн, на котором рассматривается излучение
|
Алгоритм решения:
Алгоритм нахождения спектральной плотности потока лучистой энергии Солнца в УФ-диапазоне
Спектральная плотность потока лучистой энергии Солнца – функция, зависящая от длины волны рассматриваемого излучения. Влияние на неё оказывают следующие величины:
Ø Постоянная Планка – h;
Ø Скорость света в вакууме – с;
Ø Постоянная Больцмана – k;
Ø Температура Солнца – Т;
Ø Радиус солнечной сферы RC;
Ø Радиус сферы Солнце-Земля – R0-3;
Зависимость спектральной плотности потока лучистой энергии Солнца от длины волны строго определяется следующим образом:
| (1)
|
Алгоритм нахождения спектральной плотности потока излучения Солнца в УФ-диапазоне
Солнечная радиация на поверхности Земли в УФ-области определяется как произведение спектральной плотности потока лучистой энергии Солнца на экспоненциальный множитель. В показателе экспоненты – коэффициент поглощения озона, коэффициент молекулярного рассеивания, коэффициент аэрозольного рассеивания, толщина озонового слоя и коэффициенты μ, m, z, зависящие от угла между нормалью к поверхности Земли и направлением распространения ультрафиолетового излучения:
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
