Научная статья на тему 'К изучению ультрафиолетового излучения солнца фотоэлектрическим методом'

К изучению ультрафиолетового излучения солнца фотоэлектрическим методом Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
26
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
Область наук
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «К изучению ультрафиолетового излучения солнца фотоэлектрическим методом»

Большие (пассажирские и грузовые суда, предназначенные для плавания по Волго-Донскому пути, могут посещать и морские порты Азовского, Черного и Каспийского морей, что ¡имеет серьезное эпидемиологическое значение ввиду связи этих портов с зарубежными странами.

Суда в таком случае должны выполнять все требования, указанные в Правилах по санитарной охране границ СССР: подвергаться систематической дератизации 2 раза в год, иметь крысонепроницаемые устройства, снабжаться карантинными знаками и документами. Па них должен быть врачебный (фельдшерский) персонал и стационар.

Буксирные суда на Волго-Донском пути будут использовать твердое топливо—донецкий каменный уголь. Трудоемкая работа кочегаров на новых судах должна быть по возможности механизирована. Кроме того, необходимо устранить загазованность воздуха при выгребании из топок котлов шлака и гашении его, высокую температуру воздуха в еа-висимости от тепловыделения недостаточно изолированной поверхностью котла, паропроводных труб и других нагревающихся частей оборудования, угольную пыль при выгребании угля из бункера. При небольших габаритах машинно-котельных отделений речных буксирных судов на угольном топливе работа кочегаров, особенно во время штормовой качки, будет нелегкой.

Необходимо изучить эту работу с гигиенической стороны в целях разработки рационализаторских предложений (по охране здоровья команды на таких судах.

Намеченные выше вопросы не охватывают всего комплекса гигиенических задач на водном транспорте, но они требуют уже теперь проведения определенных мероприятий на Волго-Донском пути и в будущих водохранилищах.

-Ат # -¿г

В. К. Беликова

К изучению ультрафиолетового излучения солнца фотоэлектрическим методом

Из Института общей и коммунальной гигиены АМН СССР

Как известно, широко распространенный в гигиенической практике щавелевокислый метод определения ультрафиолетовых излучений солнца позволяет определять только относительные значения ультрафиолета, выраженные в мг/ом2 разложившейся щавелевой кислоты. Простота и доступность этого метода сделали его общепринятым и широко распространенным.

Однако этим методом не представляется возможным определять значения ультрафиолетового излучения солнца в абсолютных величинах, т. е. в энергетических единицах, что в практическом отношении является весьма важным и необходимым.

Летам 1950 г. нами была сделана попытка измерить ультрафиолетовые излучения фотоэлектрическим методом — фотометром Всесоюзного электротехнического института конструкции инженера Д. А. Шкло-вера.

■Прибор Всесоюзного электротехнического института с селеновым фотоэлементом и жидкостным фильтром для измерения биологически активного ультрафиолетового излучения основан «а применении селективных фильтров с максимально возможным пропусканием в области длин волн 240—320 m|i и поглощением длинноволнового ультрафиолета, видимого и инфракрасного излучения. Прибор состоит из 3 основных частей: системы светофильтров, приемника радиации и электроизмерительного прибора (гальванометра).

Перед системой светофильтров и приемником радиации имеется приспособление в виде полого шара, покрытого с внутренней стороны окисью магния. Такое приспособление обеспечивает максимальное попадание лучей иа приемную часть фотометра в силу многократного отражения их от шаровой поверхности.

Спектральная чувствительность селенового фотоэлемента лежит в диапазоне длин волн 240—700 mji. Применение перед фотоэлементом системы светофильтров, представляющей комбинацию стеклянного фильтра УФС-1 с жидкостным (кварцевая кювета с раствором CaSO. и NiSOi), обрезает частично длинноволновые ультрафиолетовые лучи, полностью световые и инфракрасные, что обеспечивает спектральную чувствительность прибора, приведенную на рис. 1.

Таким образом, прибор позволяет мерить ультрафиолетовые излучения в диапазоне 240—360 гп|х с максимальной чувствительностью 290—320 mtL .

Для изучения распределения энергии по отдельным участкам спектра применяются еще дополнительные фильтры БС-4, БС-5, БС-6. Чтобы от напряжения солнечной ультрафиолетовой радиации, выраженной в относительных единицах — делениях гальванометра, перейти к облученности, выраженной в абсолютных единицах мквт/см2, прибор должен быть отградуирован «по солнцу. При градуировке мы пользовались данными H. Н. Калитина о распределении энергии в спектре солнца у земной атмосферы при различных высотах стояния солнца и показаниями прибора, спектральная чувствительность которого приведена на рис. 1.

Цена деления гальванометра оказалась равной 18 мквт/см2 для высот стояния солнца от 30° до 55° (период наблюдений).

Граница пропускания каждого из указанных выше дополнительных фильтров практически обрывалась соответственно для БС-4 на 305 mit, для БС-5 на 315 тц и для БС-6 на 325 m ¡л. Кроме того, при пользовании светофильтрами приемное отверстие ультрафиолетметра уменьшалось в 2,6 раза. Следовательно, как это ясно из вышеизложенного, цена деления прибора менялась в зависимости от примененного светофильтра. Вычисления проводились аналогично вышеприведенным для каждого фильтра отдельно. Окончательная цена деления для БС-4 равна 60 мквт/см2, для БС-5 — 78 мквт/см2 и для БС-6— 120 мквт/см2

Измерения ультрафиолетовой радиации солнца и небосвода ультра-фиолетметром производились нами в загородном пункте на Клязьминском водохранилище. За летний период нам уДалось проследить за ходом сумм арной ультрафиолетовой радиации от восхода до захода солнца в течение ряда различных дней («отсчеты показаний гальванометра производились через каждые 15 минут). Несмотря на то, что такие наблюдения проводились периодически, основные закономерности

КУФ I СУФ ДУФ

/

У

г

/

I

/

\

>

250 300 350 UOOmju

Рис. 1. Спектральная чувствительность прибора

выявились весьма четко. Вычислением средних данных отдельно в безоблачные и облачные дни был найден суточный ход ультрафиолетового излучения солнца в безоблачные и облачные дни.

Нами получены весьма интересные данные о 'соотношении рассеянной и прямой ультрафиолетовой радиации в течение суток. На рис. 2 приведен 'результат измерения ультрафиолетметром Всесоюзного электротехнического института суммарного и рассеянного излучения солнца, падающего на горизонтальную поверхность для совершенно безоблачного дня — 16 сентября.

Вычитая из суммарного потока 'рассеянное излучение, мы построили кривую прямого ультрафиолетового излучения для этого же дня и кривую процентного содержания прямого излучения в общем потоке. Как и следовало ожидать, максимум всех составляющих

Рис. 2. Ультрафиолетовая радиация солнца (кривые 1. 2, 3— левый масштаб, кривые 4, 5—правый масштаб)

/—суммарная ультрафиолетовая радиация; 2-рассеянная ультрафиолетовая рздиация;

3— прямая ультрафиолетовая радиация; 4— процентное содержание прямого потока в общем изучении; 5—теоретическая кривая

ультрафиолетового потока наблюдался в истинный полдень, что соответствует 12 часам и. 30 минутам московского времени. Для полудня прямой и рассеянный ультрафиолетовые потоки примерно равны, в то время как утром и вечером в общем потоке преобладает рассеянное излучение. На этом же рисунке показан ход ультрафиолетовых излучений в сопоставлении с теоретической кривой ультрафиолетового излучения солнца, рассчитанной для идеально чистой атмосферы.

Анализ данных выявил, что граница прямого ультрафиолетового потока для высот стояния солнца до 30° обрывается на 325 тр. Для высот стояния от 30° до 37° граница ультрафиолетового спектра перемещается на 315 тр.

Рассеянная радиация солнца более богата коротким ультрафиолетовым излучением, чем прямая. Так, для одних и тех же длин волн в изученных областях спектра интенсивность рассеянного излучения больше, чем прямого. Кроме того, коротковолновая граница спектра простирается до 305 mjx при высотах стояния солнца до 30° и несколько дальше при высотах от 30° до ЪТ. На рис. 3 показано изменение величины рассеянной ультрафиолетовой радиации в течение дня для трех участков спектра.

гоо

Сопоставление данных напряжения ультрафиолетовой радиации для дней совершенно безоблачных и дней с переменной облачностью

показало, что основные геофизические закономерности распределения интенсивности в отдельных участках ультрафиолетового спектра «оолнца как для прямого, так и рассеянного излучения обнаружены в обоих случаях.

При переменной облачности наблюдается даже некоторое перемещение границы рассеянной ультрафиолетовой радиации в сторону более «коротких волн.

Кроме того, были построены кривые зависимости «рассеянной ультрафиолетовой радиации от высоты стояния солнца (рис. 4).

Для рассеянной ультрафиолетовой радиации получилась прямая зависимость от высоты отоя-

7 в 9 Ю II 12 13 /4 15 16 17 Время 6 часах

Рис. 3. Рассеянная радиация солнца (ЬО в 12 ч. 30 м.=37°)

/—рассеянная ультрафиолетовая радиация в области Х'305— 315 Ш}1- 2 — рассеянная ультрафиолетовая радиация в области X 315—325 3 — рассеянная

ультрафиолетовая радиация короче X. 305

ния «солнца, что хорошо согласуется с закономерностями для коротковолнового рассеянного излучения, приведенными Н. Н. Калитиньш в монографии «Актинометрия» (1938)-

Высота стояния солнца

Рис. 4. Рассеянная ультрафиолетовая радиация в зависимости от высоты стояния солнца (16.IX.1950)

В заключение следует отметить, что несмотря на то, что измерение ультрафиолетового потока производилось лишь в течение одного лета, удалось обнаружить все основные геофизические закономерности.

«Приведенные «материалы позволяют «сделать вывод о возможности перехода к измерению ультрафиолетовых излучений в абсолютных энергетических единицах фотоэлектрическими приборами, в частности, прибором Всесоюзного электротехнического института, что позволит более точно изучать «и оценивать влияние «среды и ее воздействие на организм человека, особенно при постановке биологических исследований по воздействию ультрафиолетового потока.

■й- Ъ

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.