[科普中国]-可见光辐射

基本介绍

在整个电磁波谱中，能引起人眼视觉的只是一部分。刺激人眼能引起视觉的光辐射成为可见光辐射，简称可见光。1可见光辐射（VIS）是太阳辐射的重要组成部分，它在大气顶和地面总辐射的比例分别为39%、50%左右。同时，VIS是光化辐射的组成之一，也是作物生长及其光合过程、植物挥发性有机物（VOC）排放的主要控制因子，因此，VIS是农业、林业、大气物理、大气化学与光化学等研究领域的重要参数之一。2

辐射的传输根据对华北地区2年观测资料的分析以及实际天气条件下紫外辐射(UV)和可见光辐射(VIS)的经验模式,研究了UV、VIS在大气中的传输,得到了大气中物质成分与不同波段太阳辐射相互作用的不同特征和规律.结果表明,对于UV传输,水汽因子的重要性远大于散射因子;对于VIS传输,散射因子的重要性大于水汽因子.受水汽和散射因子衰减的影响,到达地面的UV、VIS表现出一定的地域特色,华北地区到达地面的UV、VIS均以散射因子的贡献为主,在紫外、可见光波段,散射因子的贡献分别为62.55%、95.76%.经水汽因子衰减到达地面的UV大于VIS,经散射因子衰减到达地面的VIS远远大于UV.整体上,华北地区SD/SQ(散射辐射/总辐射)年均值由南到北逐渐降低,地面UV、VIS由南到北逐渐增加。仅受水汽因子影响,华北地区损失于大气中的UV、VIS能量分别为19.30、16.54W·m-2；仅受散射因子影响,华北地区损失于大气中的UV、VIS能量分别为35.31、311.07W·m-2.华北地区UV和VIS的能量损失季节变化明显,并表现出由南到北减小的趋势.UV、VIS在大气中传输时,一部分能量被大气中的物质成分在化学和光化学反应中吸收和利用,这一能量影响到大气中的各种基本过程,在未来研究中应予以高度重视.利用能量方法并结合对测量数据的分析来研究大气中物质与辐射能量的相互作用,特别是能量在大气中的利用、分配、时空变化等是一种有效、客观的方法.UV对水汽的敏感性远大于VIS对水汽的敏感性,UV和VIS对SD/SQ的敏感性大于对水汽的敏感性。2

辐射的衰减2004年9月至2006年10月,在华北地区的4个站开展了太阳辐射、气象参数等的综合测量,得到了可见光辐射QVIS、总辐射Q等的变化特征。水汽和散射因子对QVIS/Q有明显的影响,同时对QVIS也有明显的作用。基于能量观点,建立了实际天气QVIS小时累计值(时累)的经验模式,得到了较好的计算结果。水汽因子对于QVIS在大气中的传输有一定的作用,应该给予足够重视。计算表明,华北地区受水汽因子衰减到达地面的QVIS以及占地面QVIS的比例分别为8.78W·m-2和4.24%,受散射因子衰减到达地面的QVIS以及占地面QVIS的比例分别为171.91W·m-2和95.76%。华北地区受水汽因子和散射因子影响损失于大气中的QVIS分别为16.54W·m-2和311.07W·m-2,这一能量损失有季节变化和区域差别。敏感性实验表明,到达地面的QVIS对水汽因子、散射因子的变化有不同的响应,QVIS对散射因子的变化比对水汽因子的变化更为敏感。水汽因子与可见光辐射之间的关系密切,水汽因子项的真正含义应该是大气中的各种物质成分(气、液、固态)对可见光辐射直接和间接(通过化学和光化学反应,包括均相和非均相过程)利用的总和。利用QVIS经验模式计算了大气顶的QVIS,其计算误差为3.5%。在如今及未来研究中,应重视和考虑消耗于大气中的这部分与水汽有关的能量。采用能量观点与实测资料相配合来理解和探索大气中的物理化学过程和规律是一种有效、实用的方法。3

特性研究可见光辐射对人体有哪些影响?

人体受可见光影响的主要器官是眼睛。可见光通过眼睛介质传递到视网膜，视觉是一种光化学的生理现象。强光源的照射会使眼睛疲劳，产生虹膜炎和眼睑痉挛。但这些症状是暂 时的。来自太阳、高强度发光体、脉冲光源以及各种弧光放电所产生的可见光辐射，能发射出足以使眼组织受损的能量，在高山、雪地、海面等眩光耀眼的环境下的工作者，因长期接受 日光中大量反射的紫外线，可引起类似电光性眼炎的症状称雪盲。学生的学习环境中自然光不足(或照明不良)及学习时间过久等情况下，容易产生近视或视力不良，这是我国目前儿童少年中面临的重要健康问题之一。4