где: Y эфф – спектральная плотность потока энергии УФ-радиации ( УФР)

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.   Основные вещества, загрязняющие атмосферу.

2.   Очистка выбросов в атмосферу от примесей.

3.   Источники загрязнения и стратегия борьбы с загрязнениями.

4.   Кислотные осадки.

5.   Парниковый эффект.

6. Нарушение озонового слоя.

 

Литература: [I; 2; 3; 4].

 

 

Задача № 3

 

РАСЧЕТ ДОПУСТИМОГО ВРЕМЕНИ ПРЕБЫВАНИЯ ЧЕЛОВЕКА

ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ (УФ-ДИАПАЗОН)

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТОЛЩИНЫ ОЗОНОВОГО СЛОЯ

 

Содержание озона в атмосфере - важный фактор в формировании интенсивности и спектрального распределения УФ - солнечной радиации в области В (280-320 нм). Даже относительно небольшое изменение концентрации озона в атмосфере ведет к значительным изменениям интенсивности жесткой составляющей УФ-радиации вблизи поверхности Земли. В настоящей задаче необходимо: а) установить зависимость уровня УФ-радиации от толщины озонового слоя; б) рассчитать допустимое время пребывания человека под воздействием солнечной радиации.

Энергетическая светимость Солнца, в зависимости от длины волны испускаемого электромагнитного излучения, близка к светимости абсолютно черного тела, нагретого до температуры 6000 К. Она описывается уравнением Планка:

 

r(l, T) =

     Для коротковолновой (ультрафиолетовой) ее части справедлива формула Вина:

r( , T) =  exp  ,

Где h- постоянная Планка, h = 6, 63 • 10-34 Дж с;

 - длина волны электромагнитного излучения, м;

k - постоянная Больцмана, k = 1, 38 • 10-23 Дж/К;

T - температура, по абсолютной шкале температур, К;

с - скорость света, c = 3 10⁸ м/с;

p - 3, 14….

     Умножая r( , T) на площадь поверхности солнца, получим полную спектральную светимость Солнца:

 

R( , T) = r( , T) 4 p×  ,

 

где Rс – радиус солнца, Rс = 6, 96  10⁸ м.

Разделив R( , T) на площадь сферы с радиусом, равным расстоянию от Солнца до Земли ( R_0-3 = 150 • 10⁹ м), получим Q( , Т) спектральную плотность потока лучистой энергии Солнца в ультрафиолетовой области, достигающей верхних слоев атмосферы Земли:

 

Q( , Т) =  .

     Таким образом,

Q( ) =  ,     Вт/м³;

(при расчетах Т = 6000 К).

Излучение с длиной волны 280-320 нм (по медицинской терминологии - область В) - наиболее важное для изучения повреждающего действия солнечной радиации, полностью определяется содержанием озона в атмосфере Земли, без учета влияния молекулярного и аэрозольного рассеивания. С учетом же этих факторов солнечную радиацию на поверхности Земли (ультрафиолетовая область) будем определять из соотношения:

,          Вт/м³,

где      a  - коэффициент поглощения озона, 1/см;

b - коэффициент молекулярного рассеивания;

s - коэффициент аэрозольного рассеивания;

c - толщина озонового слоя, см.

Следует заметить, что , m, z - коэффициенты, зависящие от угла между нормалью к поверхности Земли и направлением распространения ультрафиолетового излучения, при  < 65°, .

Чтобы определить эффективную энергетическую освещенность, создаваемую широкополосным источником излучения, по сравнению с действием источника излучения с длиной волны 270 нм, обладающим максимальной эффективностью, воспользуемся формулой:

Yэфф  = ,            Вт / м²,

где: Y эфф – спектральная плотность потока энергии УФ-радиации ( УФР)

(для каждой длины волны); S_li– относительная спектральная эффективность излучения, безразмерная величина ( табл. 3. 1 ); Dl - интервал длин волн,

Dl = 10^-8 м.

     Допустимое время облучения УФИ можно определить разделив 30 Дж/м²

(предельно допустимая энергетическая доза облучения УФИ для l = 270 нм)

на эффективную энергетическую освещенность:

t доп. = , с

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: