Убеждение в целебном действии солнца на человеческий организм было свойственно народной медицине всех времен и стран; но лишь в новейшее время влияние солнечного излучения стало предметом детального научного исследования. Современная медицина занялась вопросом об использовании солнца для восстановления и поддержания здоровья человека, и возникла целая новая наука, цель которой — анализ солнечного излучения и его физических, химических и биологических воздействий на живой организм.
Давно известно, что "белый" солнечный луч состоит из ряда лучей различной длины волны, воспринимаеых глазом в виде различных спектральных цветов. Для видимого спектра длина волны колеблется от 760 миллионных долей миллиметра (красный конец) до 400 миллионных мм (фиолетовый конец). Известно также, что как по ту, так и по другую сторону видимого спектра лежат уже не воспронимаемые глазом лучи: инфракрасные с длиной волны от 760 миллионных мм до 0,6 мм и ультрафиолетовые — от 400 до 20 миллионных мм. Каждый из этих родов лучей оказывает свое особое влияние на организм, и поэтому врачу, желающему пользоваться солнцем как лечебным фактором, необходимо подробно знать их свойства и изменения их интенсивности в различные часы суток, в различные сезоны, на равнине и в горах, на море, в степи, в различных климатических зонах и т. п. Природа лучей зависит исключительно от их длины волны, но интенсивность излучения в каждом данном месте зависит как от высоты солнца над горизонтом, так и от свойств атмосферы, ее толщины, прозрачности, — от метеорологических условий. Совокупность всех родов излучения, действующих в данной местности с той или иной силой, определяет световой климат этой местности; для его изучения, необходимо количественно определить его составные элементы.
В то время, как яркость видимых частей спектра определяется сравнением с нормальной единицей света, для видимых и невидиыых его частей мерилом интенсивности служит получаемая от них тепловая энергия. Для точных измерений интенсивности радиации служит ряд специальных более или менее сложных приборов. Компенсационный перигелиометр Ангстрема в существенной части состоит из двух зачерненных одинаковых пластинок; одна из них выставляется на солнце, другая защищена от него и подвергается электрическому нагреванию до тех пор, пока температуры обеих не станут одинаковыми. Зная количество электрической энергии, пошедшее на нагревание, можно рассчитать и интенсивность солнечной энергии. В очень удобном и распространенном "биметаллическим актинометре" нашего недавно умершего московского профессора Михельсона на солнце выставляется тонкая пластинка из платины и меди, и об интенсивности солнечной радиации судят по степени ее искривления под влиянием неравномерного нагревания обоих металлов. Однако, для исследования даже видимой части спектра, близкой к фиолетовому концу, а тем более для ультрафиолетовой части, эти методы не пригодны, так, как тепловая энергия, развиваемая этими лучами, слишком незначительна. Приходится применять более чувствительные фотоэлектрические методы, которые, однако, не могут быть здесь приведены в виду их большой сложности.
Таким образом, и на человеческий организм наибольшее тепловое влияние оказывают инфракрасные лучи и ближайшие к ним видимые лучи спектра. При этом лучи с наибольшими длинами волны почти целиком поглощаются эпидермой (самым верхним слоем кожи); ближайшие-же к видимым красным и сами красные лучи проходят через этот слой и производят тепловые действия, притом замечательно стойкое, в более глубоких слоях кожи. В частности, как показали новейшие исследования, инфрaкрасные лучи весьма вредно действуют на глаза.
Наиболее же значительное физиологическое действие вообще на организм оказывают ультрафиолетовые лучи. Под их влиянием кожа приобретает здоровый, свежий вид; приток крови увеличивается, состав ее улучшается, и через посредство кожи благотворное действие ультрафиолетовой радиации передается мышцам, костям и внутренним органам. Эта передача происходит или таким путем, что кровь, текущая в бесчисленных тонких сосудах кожи, воспринимает энергию ультрафиолетового излучения, которая затем переходит внутри тела в другие формы энергии, или же химическим путем. Возможно, что продукты распада кожных клеток, разрушенных действием ультрафиолетовой радиации, переходят в круг кровообращения и так или иначе действуют на внутренные органы. Непривычный к ультрафиолетовой радиации организм реагирует на нее пигментацией кожи, — образованием в верхнем слое ее особого коричнево-красного пигмента, поглощающего эту радиацию и таким образом препятствующего ее дальнейшему воздействию на организм. Но если доза ультрафиолетовой радиации слишком значительна и организм совсем не успел к ней приспособиться, здоровые влияния ее могут смениться вредными: на коже появляется краснота, признаки раздражения, вплоть до самых настоящих ожогов, хорошо знакомых горным туристам, не принимающим достаточных мер предосторожности, у лиц со слабыми легкими, а иногда и у совсем "здоровых" на вид могут появиться легочные кровотечения. Поэтому врачи не устают предостерегать от чрезмерных увлечений солнечными ваннами больных и отдыхающих, едущих летом на курорты. К действию солнца надо привыкать очень медленно и постепенно, особенно лицам с нежной кожей, светлым блондинам; последние, как общее правило, медленнее приспособляются к нему, чем брюнеты, у которых скорее наступает пигментация.
Наряду с непосредственным солнечным излучением приходится считаться и с излучением от небесного свода. Проходя через земную атмосферу, солнечные лучи подвергаются рассеянию и поглощению. Рассеяние производится как мелкими частичками примесей, находящихся в воздухе, так и частичками самого воздуха, при чем оно тем сильнее, чем меньше длина волны. Если частички очень малы в сравнении с длиной волны, т.-е. воздух очень чист, рассеяние происходит обратно пропорционально 4-й степени длины волны. Поэтому синие, фиолетовые и ультрафиолетовые лучи рассеиваются всего сильнее; небо кажется нам тем синее, чем воздух чище, ибо рассеянный солнечный свет вновь попадает в наш глаз со всех сторон в виде света от небесного свода. Этот свет, следовательно, должен быть особенно богат ультрафиолетовыми лучами. Что же касается поглощения, то в нижних слоях атмосферы поглощаются преимущественно ультракрасные лучи водяными парами углекислотой, а в верхних — лучи короткими волнами, частичками озона.
Далее, чем больше путь, проходимый солнечными лучами в атмосфере, тем беднее радиация в ее синей, фиолетовой и ультарфиолетовой части; поэтому солнце у горизонта кажется нам красным; зимой солнечный свет беднее ультрафиолетовыми лучами, чем в те-же часы летом, когда солнце стоит гораздо выше. В горах, в силу меньшей толщи атмосферы и большей прозрачности воздуха, эта разница между зимой и летом значительно сглаживается. Прозрачность воздуха вообще имеет первостепенное значение для этого вопроса; она правильно убывает от зимы к лету, и поэтому оказывается, что весной солнце более бедно ультрафиолетовой радиацией, чем осеннее солнце.
Все сказанное дает лишь самое общее понятие о тех разнообразных исследованиях, которые производятся учеными всех стран с целью обратить солнечный свет на пользу человечества в одной из самых важных для него областей — охране и поддержании его здоровья. Курортная метеорология нашего Союза не менее живо, чем за границей, интересуется вопросами исследования и измерения солнечной радиации, в применении к дозировке солнечных и воздушных ванн, в выборе тех или иных местностей для климатического лечения и т. п. Сами же больные должны помнить, что при неумелом и легкомысленном подходе к этому мощному лечебному фактору они, вместо большой пользы, рискуют получить большой вред.
На прилагаемых рисунках изображены различные установки для измерения солнечной радиации на ряде горных метеорологических станций.