太陽光

來自太陽所有頻譜的電磁輻射

太陽光,廣義的定義是來自太陽所有頻譜的電磁輻射。在地球,陽光顯而易見是當太陽在地平線之上,經過地球大氣層過濾照射到地球表面的太陽輻射,則稱為日光。

當太陽輻射沒有被雲遮蔽,直接照射時通常被稱為陽光,是明亮的光線和輻射熱的組合。世界氣象組織定義“日照時間”是指一個地區直接接收到的陽光輻照度在每平方米120瓦特以上。

陽光照射的時間可以使用陽光錄影機、全天空輻射計或日射強度計來記錄。陽光需要8.3分鐘才能從太陽抵達地球。

直接照射的陽光亮度效能約有每瓦特93流明的輻射通量,其中包括紅外線、可見光和紫外線。明亮的陽光對地球表面上提供的照度大約是每平方米100,000流明或 100,000勒克司。陽光是光合作用的關鍵因素,對於地球上的生命至關重要。

陽光強度


太陽系內不同天體接收到的陽光強度與太陽距離的平方成反比,下面的表粗略的比較了太陽系內每個行星接收到的強度:
行星近日點-遠日點 距離(AU)太陽輻射 最大值和最小值(W/m²)
水星0.3075 – 0.466714,446 – 6,272
金星0.7184 – 0.72822,647 – 2,576
地球0.9833 – 1.0171,413 – 1,321
火星1.382 – 1.666715 – 492
木星4.950 – 5.45855.8 – 45.9
土星9.048 – 10.1216.7 – 13.4
天王星18.38 – 20.084.04 – 3.39
海王星29.77 – 30.441.54 – 1.47
被觀測到的表面在陽光下的實際亮度也取決於大氣層的存在與否和構造。例如,金星濃厚的大氣層反射所接受到陽光的60%,因此在表面實際的照度是14,000勒克司,相當於地球上被雲層遮蔽的灰濛濛的白天。
火星上的陽光會或多或少的像在地球上帶著太陽眼鏡下的日光,並且從火星車傳回的圖片中可以看到,天空中有足夠多漫射的輻射,因此陰影的區域不會過度的黑暗。因此給我們的感覺和看法是很像地球的白天。
為了比較的目地,土星上的陽光比地球上日出或日落時的陽光明亮一些(參見日光的比較表)。即使在冥王星,陽光依然有足夠的亮度,幾乎可以與起居室的平均亮度相匹配。到500天文單位(~69光時)的距離上,陽光會暗淡至大約是地球在滿月下的光度。

成分


參見:紫外線、紅外線和可見光
太陽的太陽輻射光譜與溫度5,800K的黑體非常接近。其中約有一半的電磁頻譜在可見光的短波範圍內,另一半在近紅外線的部分,也有一些在光譜的紫外線。當紫外線沒有被大氣層或其他的保護塗料吸收,它可能導致皮膚的曬傷或觸發人類皮膚色素的自我調整變化。

表面照度


表面照度的頻譜範圍取決於太陽高度所受到大氣層的影響,在日出和日落前後的暮曙光分別取決於藍色光譜被大氣散射所支配的成分,紅光則主宰著日出和日落的顏色。這些影響很明顯的呈現在自然光的攝影上,此處的照明原則上是透過大氣層媒介的陽光。
依據Craig Bohren的看法,"當太陽接近地平線時,經過地平線長路徑上的陽光被臭氧層優質吸收,造成天頂上的天空呈現藍色"。
更詳細的說明可以參見天空輻射的擴散。

文化方面


眼睛經常暴露強烈日光下,極易受傷,牛頓曾直視日光好幾小時,幾乎把自己搞瞎,然後得待在暗室里好幾天才恢復視力;但也有人能直視日光而無礙,沈復的《浮生六記·幼時記趣》稱:“余憶童稚時,能張目對日。”許多人發現直射的陽光過於明亮而使人不舒服,特別是在陽光下閱讀白色報紙的時候。的確,在直射的陽光下閱讀有可能造成永久性的視覺損傷。為了減輕陽光的照射強度,許多人戴起了太陽眼鏡;汽車、頭盔、帽子也裝備了護目鏡等遮擋物來阻礙陽光從低角度直接射入眼睛。而在一些較冷的國家,大多數人更喜歡陽光相對燦爛的日子而且經常避免蔭涼。在熱一些國家情況正好相反,在正午時分,人們更願意待在屋內保持清涼。如果他們外出,也喜歡待在例如樹或陽傘等遮擋的蔭涼下。人們通常利用遮光簾,遮陽篷,百葉窗或窗帘以阻擋陽光進入室內。

日光浴

主條目:日光浴
日光浴是一項流行的休閑活動,人直接坐在或躺在陽光下的來享受陽光。人們通常在舒適而陽光充足的地方進行日光浴。一些包括海灘、露天游泳池、公園、花園、人行道、咖啡館等在內的公共場所是公認的日光浴去處。日光浴者通常只穿少量的衣服或穿泳衣。另外,在裸體主義流行地區,一些日光浴者更喜歡一絲不掛的享受陽光。
對於許多非黑種人來說,日光浴的主要或附加作用上使他們的膚色變深一些(晒成一身古銅色),這在一些文化中被認為是經常戶外運動,經常度假的結果,因此被認為是美麗而健康的。一些人喜歡裸體日光浴的另一個原因是他們希望全身均等的接收陽光的照射。
皮膚顏色變深的本質原因是皮下黑素細胞中的黑色素增多。而這是身體結構對過度紫外線(來自太陽或人造太陽燈)的自然反應。因此,一旦人不再暴露在這些紫外源下,隨著時間的流逝,黑色就會逐漸消失。黑色或較暗膚色的人則表現著一種從他們遠古祖先(居住在熱帶地區,例如非洲)那裡得來的進化優勢。

負面影響


最後要指出的是,古銅色並不單表示健康,長時間的過度暴露在日光下被認為與多種皮膚癌有關,而他們是由日光或日光燈中的過度紫外線所引起的。為防止從輕度的曬傷到嚴重的灼傷的不良影響,應該適當使用防晒霜或其他防晒藥劑。紫外線的另一個有害影響是它能加速皮膚的老化(也叫皮膚光損傷),即使化妝也難以彌補它所帶來的醜陋形象。近十年臭氧層量的減少使得上述健康災難發生的幾率增加許多。所以那些每天暴露在強日光下的人,應該採取必要的措施。

條目


• 空氣質量
• 地球大氣層
• 色溫
• 雲隙光:從天空中單一的點輻射出來的太陽光。
• 採光(daylighting)
• Diathermancy
• 電磁輻射與健康
• 夫朗和斐譜線