Llum solar

Llum solar lluint a través dels núvols a Dunstanburgh, Anglaterra

La llum solar, en el més ampli sentit, és l'espectre total de radiació electromagnètica provinent del Sol. A la Terra, la llum solar és filtrada en passar per l'atmosfera. Això és usualment durant les hores considerades com dia. Prop dels pols geogràfics durant l'estiu la llum solar també ocorre en les hores que defineixen la nit i en els hiverns en aquestes zones la llum solar podria simplement no arribar-hi. La radiació tèrmica produïda directament per la radiació del Sol és diferent de l'increment en la temperatura atmosfèrica degut a l'escalfament radiactiu de l'atmosfera per la radiació solar. La llum solar pot ser "gravada" usant un heliògraf. L'Organització Meteorològica Mundial defineix la llum solar com la irradiació directa provinent del Sol mesurada en el sòl d'almenys 120 W·m-2.

La llum solar directa proporciona al voltant de 93 llumenes d'il·luminació per watt de potència electromagnètica, incloent-hi infraroig, visible i ultraviolat.

A més, la llum solar és un factor fonamental en el procés de la fotosíntesi, importantíssim per a la vida terrestre.

Càlcul

Per calcular la quantitat de llum solar que arriba al sòl s'han de tenir en compte tant l'òrbita elíptica de la Terra així com la seva atmosfera. La il·luminació solar extraterrestre (Eext), corregida per l'òrbita elíptica usant el número de dia de l'any, conegut com la data juliana, és: E_ext=E_sc$(1+0.034 * cos(2pi(Jd-2)/365))$

La constant d'il·luminància solar (E_sc) és equivalent a 128 Klux. La il·luminància directa normal (E_dn), corregida per als efectes atenuants de l'atmosfera són donats per: E_dn=E_ext*e^-cm.

On c és el coeficient d'extinció atmosfèrica i m és la massa òptica d'aire relativa.

Composició de la llum solar

Espectre d'irradiació solar sobre l'atmosfera i a la superfície

L'espectre de radiació electromagnètica colpeja l'atmosfera terrestre de 100 a 10⁶ nm. Això pot ser degut en cinc regions en ordre creixent de longitut d'onda:

• Ultraviolat C o rang (UVC), que s'estén en el rang de 100 a 280 nm. El terme ultraviolat es refereix al fet que la radiació està en una freqüència major a la llum violeta (i, per tant, és invisible a l'ull humà). Degut a l'absorció per l'atmosfera només una petita quantitat arriba a la superfície de la Terra (Litosfera). Aquest espectre de radiació té propietats germicides, i és emprada en llums germicides.
• Ultraviolat B o rand (UVB), s'estén entre 280 i 315 nm. És també absorbida en gran part per l'atmosfera, i juntament amb l'UVC és responsable de les reaccions fotoquímiques que comporten la producció de la capa d'ozó.
• Ultraviolat A o (UVA), s'estén entre els 315 i 400 nm. Ha estat tradicionalment considerat menys maligne per a l'ADN, per això és emprat en bronzejar-se i teràpia UVA per a psoriasi.
• Rang visible o llum, s'estén entre els 400 i 700 nm. Com el nom indica, és el rang que és visible a l'ull humà naturalment.
• Rang infraroig, que s'estén entre els 700 nm i 1 mm (106 nm). És aquesta radiació la principal responsable de l'escalfament o calor que proporciona el Sol. Està subdividit en tres tipus en funció de la longitut d'onda:
  • Infraroig-A: 700 nm a 1.400 nm
  • Infraroig-B: 1.400 nm a 3.000 nm
  • Infraroig-C: 3.000 nm a 1 mm

Vegeu també

Radiació solar

Referències

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Llum solar