Päikesevalgus: päikeseenergia, fotosüntees ja mõju tervisele

Avasta päikesevalguse roll: päikeseenergia, fotosüntees ja mõju tervisele — D‑vitamiinist taimede kasvuni ning UV‑riskideni, praktiline ja teaduspõhine ülevaade.

Päikesevalgus on valgus ja energia, mis pärineb päikesest. Kui see energia jõuab maapinnale, nimetatakse seda päikesekiirguseks. See, mida me kogeme päikesevalgusena, on tegelikult päikesekiirgus. See on päikesekiirgus ja - soojus elektromagnetiliste lainete kujul. Päikesekiirgus koosneb erinevatest lainepikkustest: nähtav valgus, lühemate lainepikkustega ultraviolett (UV) ja pikemate lainepikkustega infrapuna (soojus). Õhuga suhtlemisel hajub ja neeldub osa valgust, mistõttu taevas näib sinine ja päikesetõusul või -loojangul tekivad punakamad toonid.

Päikesekiirguse läbimine atmosfäärist

Atmosfäär mõjutab saadud päikesekiirguse hulka. Kui päikesekiirgus läbib atmosfääri, neeldub osa sellest atmosfääris (16%). Osa sellest hajub kosmosesse (6%). Osa sellest peegeldub pilvedest (28%). Umbes 47% sellest jõuab maapinnale. Hajumine toimub erinevatel põhjustel (näiteks gaasid, tolm ja aerosoolid) ning pilved ja jääpinnad suurendavad peegeldust ehk albedo't. Need protsessid mõjutavad ka kliimat ja kohalikke ilmaolusid.

Fotosüntees ja elu alus

Ilma päikesevalgustuseta ei oleks elu Maal võimalik. Taimed vajavad päikesevalgust fotosünteesi protsessiks. Fotosünteesi käigus kasutavad taimed päikesevalguse energiat, vett ja süsinikdioksiidi, et luua glükoosi (suhkrut). Glükoosi saab taim hiljem kasutada energiaks või loomad söövad taime ja selles sisalduvat glükoosi. Fotosünteesi lihtsustatud tasakaalvõrrand on: 6 CO2 + 6 H2O + valgus → C6H12O6 + 6 O2. Selle protsessi käigus toodavad taimed ka hapnikku, mis hoiab atmosfääri eluks sobivana.

Taimed ei kasva ainult valgusest—oluline on õige kombinatsioon valgusest, veest ja toitainetest. Kui taim saab vett, aga valgus on napp, tekib tihti etiolatsioon (taim venib pikaks ja muutub kahvatuks) ning lehed võivad olla kollased (kloroos), kuigi pinnas võib tunduda niiske. Erinevad taimeosad ja pigmentid (näiteks klorofüllid) neelavad peamiselt sinist ja punast valgust, mis toetab efektiivset fotosünteesi. Samuti annavad fotosünteesi toimel merevetikad ja väiksed planktonid suure osa Maa hapnikust.

Päikese mõju inimese tervisele

Päikesekiirgus võib olla inimese tervisele nii hea kui ka halb. Valgusesse sattudes kasutab inimkeha päikesevalguse ultraviolettosa oma D-vitamiini tootmiseks. D-vitamiin on vajalik luude tervisele, immuunsüsteemi toetuseks ja mitmete ainevahetusprotsesside reguleerimiseks. Samas sõltub D-vitamiini süntees naha pigmendist, vanusest, aastaajast ja päikesekiirguse tugevusest.

Liigne ultraviolettkiirgus võib kahjustada nahka ja silmi: ilma päikesekaitseta võib liiga palju ultraviolettkiirgust põhjustada päikesepõletust ja nahavähki, samuti enneaegset vananemist ja silmahaigusi (nt katarakt). UV-kiirgus jaguneb tüüpidena: UVA (sügavam nahakahjustus ja vananemine), UVB (päikesepõletus, D-vitamiini süntees) ning UVC (enamasti atmosfääri poolt neelatud).

Lisaks füüsilistele mõjudele mõjutab päikesevalgus ka meeleolu ja une-ärkveloleku rütme: valgus reguleerib melatoniini tootmist ja aitab hoida päeva ja öö tsüklit tasakaalus. Lihtne päevavalgusväljas viibimine võib parandada tuju ja vähendada depressiooniga seotud sümptomeid.

Kuidas end päikese eest kaitsta

• Kreem ja SPF: kasuta laia spektriga päikesekaitsekreemi (UVB ja UVA kaitse) vastavalt juhisele.
• Riietus ja müts: kata end kergesti hingava pikkade varrukatega riietusega ja laia äärega mütsiga.
• Varju otsimine: eriti kella 10–16 vahel, kui UV-kiirgus on tugevim.
• Silmad: kasuta polariseeritud päikeseprille, mis blokeerivad UVA/UVA-kiirgust.
• Lastel ja tundlikel inimestel: jälgi eriti hoolikalt kaitset, sest nahk on õhem ja tundlikum.

Päikese ja energia — päikeseenergia kasutamine

Päike on peamine looduslik energiaallikas ja selle energia kasutamine on kasvanud kiiresti. Peamised tehnoloogiad on:

• Fotogalvaanika (päikesepaneelid): muundavad otsest päikesevalgust elektrienergiaks.
• Päikesekollektorid: kasutavad päikese soojust vee kütmiseks ja hoonete soojendamiseks.
• Kontsentreeritud päikeseenergia: peeglite abil koondatakse päikese soojus kõrgetele temperatuuridele, et toota auruturbineid ja elektrit.

Päikeseenergia eeliseks on taastuvus ja madal otsene heide; väljakutseteks on päikesekiirguse varieeruvus (ilmastik, öö) ning vajadus salvestuse ja võrguintegreerimise järele. Kodumajapidamistes on päikesepaneelid ja päikesekütte lahendused muutunud taskukohasemaks ning aitavad vähendada fossiilkütuste sõltuvust.

Päikesenurk, aastaajad ja ilmastik

Päikesenurk muudab Maa aastaajad ning päeva ja öö pikkuse erinevaks. Maa telje kalle (umbes 23,5 kraadi) põhjustab, et erinevatel aastaaegadel langeb päikesekiirgus erineva nurga all: kõrge nurk annab rohkem energiat väiksemale alale (seetõttu on troopikad kuumad), madal nurk laiemale alale hajutatud energia (seetõttu on arktilised alad külmad). Selle tõttu tekivad ka päevade pikkuse ja ilmastiku hooajalised kõikumised, näiteks polaarpäev ja polaaröö ekstreemsetes laiuskraadides.

Kokkuvõte: päikesevalgus on eluliselt oluline energiaallikas – see toetab fotosünteesi, mõjutab kliimat ja meie tervist ning pakub puhtaid võimalusi energia tootmiseks. Samas tuleb päikest kasutada teadlikult ja kaitsvalt, et maksimeerida kasu ja vähendada riske.

Päikesevalguse intensiivsus Päikesesüsteemi planeetidel

Päikesesüsteemi erinevad kehad saavad erineva intensiivsusega päikesevalgust. Järgneb tabel, milles võrreldakse iga Päikesesüsteemi planeedi poolt vastu võetud valguse hulka:

Planeet	Periheeli - afellioni kaugus (AU)	Päikesekiirguse maksimum ja miinimum (W/m²)	Soodustustemperatuuri muutumine albedo = 1 (°C) korral
Elavhõbe	0.3075 – 0.4667	14,446 – 6,272	94.6
Venus	0.7184 – 0.7282	2,647 – 2,576	2.2
Maa	0.9833 – 1.017	1,413 – 1,321	4.7
Mars	1.382 – 1.666	715 – 492	21.1
Jupiter	4.950 – 5.458	55.8 – 45.9	6.0
Saturn	9.048 – 10.12	16.7 – 13.4	5.0
Uraan	18.38 – 20.08	4.04 – 3.39	2.8
Neptuun	29.77 – 30.44	1.54 – 1.47	0.6

Päikesevalgus Antelope Canyonis, Arizona.

Küsimused ja vastused

K: Kuidas nimetatakse energiat, mis pärineb päikesest?

K: Kui suur osa päikesekiirgusest jõuab Maa pinnale?

K: Milleks vajavad taimed päikesevalgust?

K: Mis juhtub, kui taim ei saa piisavalt päikesevalgust, kuid tal on piisavalt vett?

K: Kuidas võib päikesekiirgus olla kasulik inimese tervisele?

K: Kuidas võib liiga palju ultraviolettkiirgust olla meile kahjulik?

K: Kuidas mõjutab päikesekiirguse nurk Maa aastaaegu ja päeva pikkust?

Otsing