Radiazione solare: tipologie, proprietà e definizione
Definizione di radiazione solare: è l'energia emessa dal Sole nello spazio interplanetario.
Quando parliamo della quantità di energia solare che raggiunge la superficie del nostro pianeta, usiamo i concetti di irradianza e irraggiamento.L'irraggiamento solare è l'energia ricevuta per unità di superficie (J/m2), la potenza ricevuta in un dato tempo.Allo stesso modo, l’irradianza solare è la potenza ricevuta in un istante – è espressa in watt per metro quadrato (W/m2)
Le reazioni di fusione nucleare hanno luogo nel nucleo solare e sono la fonte dell'energia solare.La radiazione nucleare produce radiazione elettromagnetica a varie frequenze o lunghezze d'onda.La radiazione elettromagnetica si propaga nello spazio alla velocità della luce (299.792 km/s).
Svelata la radianza solare: un viaggio nei tipi e nel significato della radiazione solare
Un valore singolare è la costante solare;la costante solare è la quantità di radiazione ricevuta istantaneamente per unità di superficie nella parte esterna dell'atmosfera terrestre su un piano perpendicolare ai raggi solari.In media il valore della costante solare è 1.366 W/m2.
Tipi di radiazione solare
La radiazione solare è costituita dai seguenti tipi di radiazione:
Raggi infrarossi (IR): la radiazione infrarossa fornisce calore e rappresenta il 49% della radiazione solare.
Raggi visibili (VI): rappresentano il 43% della radiazione e forniscono luce.
Raggi ultravioletti (radiazioni UV): rappresentano il 7%.
Altri tipi di raggi: rappresentano circa l'1% del totale.
Tipi di raggi ultravioletti
A loro volta, i raggi ultravioletti (UV) si suddividono in tre tipologie:
Ultravioletti A o UVA: attraversano facilmente l'atmosfera, raggiungendo l'intera superficie terrestre.
Ultravioletto B o UVB: lunghezza d'onda corta.Ha maggiori difficoltà a passare attraverso l'atmosfera.Di conseguenza, raggiungono la zona equatoriale più rapidamente che alle alte latitudini.
Ultravioletto C o UVC: lunghezza d'onda corta.Non attraversano l'atmosfera.Invece, lo strato di ozono li assorbe.
Proprietà della radiazione solare
La radiazione solare totale è distribuita in un ampio spettro di ampiezza non uniforme con la tipica forma a campana, come è tipico dello spettro di un corpo nero con cui è modellata la sorgente solare.Pertanto, non si concentra su una singola frequenza.
Il massimo della radiazione è centrato nella banda della radiazione o della luce visibile con un picco a 500 nm al di fuori dell'atmosfera terrestre, che corrisponde al colore verde ciano.
Secondo la legge di Wien, la banda della radiazione fotosinteticamente attiva oscilla tra 400 e 700 nm, corrisponde alla radiazione visibile, ed equivale al 41% della radiazione totale.All'interno della radiazione fotosinteticamente attiva, ci sono sottobande con radiazione:
blu-viola (400-490 nm)
verde (490-560 nm)
giallo (560-590 nm)
rosso-arancio (590-700 nm)
Nell'attraversamento dell'atmosfera, la radiazione solare è soggetta a riflessione, rifrazione, assorbimento e diffusione da parte dei vari gas atmosferici in misura variabile in funzione della frequenza.
L'atmosfera terrestre funge da filtro.La parte esterna dell'atmosfera assorbe parte della radiazione, riflettendo il resto direttamente nello spazio.Altri elementi che fungono da filtro sono l’anidride carbonica, le nuvole e il vapore acqueo, che talvolta si convertono in radiazione diffusa.
Dobbiamo tenere presente che la radiazione solare non è la stessa ovunque.Ad esempio, le aree tropicali ricevono la maggior parte della radiazione solare perché i raggi del sole sono quasi perpendicolari alla superficie terrestre.
Perché la radiazione solare è necessaria?
L’energia solare è la fonte energetica primaria e, quindi, il motore che fa muovere il nostro ambiente.L'energia solare che riceviamo attraverso la radiazione solare è direttamente o indirettamente responsabile di aspetti vitali dei processi biologici come la fotosintesi, il mantenimento di una temperatura dell'aria del pianeta compatibile con la vita o il vento.
L'energia solare globale che raggiunge la superficie terrestre è 10.000 volte maggiore dell'energia attualmente consumata da tutta l'umanità.
In che modo le radiazioni solari influiscono sulla salute?
La radiazione ultravioletta può avere diversi effetti sulla pelle umana a seconda della sua intensità e della lunghezza delle sue onde.
Le radiazioni UVA possono causare l’invecchiamento precoce della pelle e il cancro della pelle.Può anche causare problemi agli occhi e al sistema immunitario.
Le radiazioni UVB causano scottature, scurimento, ispessimento dello strato esterno della pelle, melanoma e altri tipi di cancro della pelle.Può anche causare problemi agli occhi e al sistema immunitario.
Lo strato di ozono impedisce alla maggior parte delle radiazioni UVC di raggiungere la Terra.In campo medico, le radiazioni UVC possono provenire anche da alcune lampade o da un raggio laser e vengono utilizzate per uccidere i germi o favorire la guarigione delle ferite.Viene anche usato per trattare alcune condizioni della pelle come la psoriasi, la vitiligine e i noduli sulla pelle che causano il linfoma cutaneo a cellule T.
Autore: Oriol Planas – Ingegnere tecnico industriale
Orario di pubblicazione: 27 settembre 2023