Солнечно земные связи кратко

Обновлено: 05.07.2024

СО́ЛНЕЧНО-ЗЕМНЫ́Е СВЯ́ЗИ, влия­ние сол­неч­ных фак­то­ров на про­цес­сы, про­ис­хо­дя­щие в маг­ни­то­сфе­ре, ио­но­сфе­ре, ат­мо­сфе­ре, гид­ро­сфе­ре, ли­то­сфе­ре, био­сфе­ре Зем­ли. К сол­неч­ным фак­то­рам от­но­сят: об­щий уро­вень сол­неч­ной ак­тив­но­сти , ха­рак­те­ри­зуе­мый сол­неч­ны­ми цик­ла­ми ; спо­ра­ди­че­скую ак­тив­ность Солн­ца ( сол­неч­ные вспыш­ки , ко­ро­наль­ные вы­бро­сы мас­сы и др.) и свя­зан­ные с ней из­ме­няю­щие­ся во вре­ме­ни по­то­ки сол­неч­но­го из­лу­че­ния, сол­неч­но­го вет­ра и сол­неч­ных кос­ми­че­ских лу­чей . Так, напр., вы­со­ко­ско­ро­ст­ные по­то­ки сол­неч­но­го вет­ра и вы­бро­сы сол­неч­ной мас­сы обу­слов­ли­ва­ют воз­ник­но­ве­ние гео­маг­нит­ных бурь. Жё­ст­кое из­лу­че­ние сол­неч­ных вспы­шек вы­зы­ва­ет из­ме­не­ние со­стоя­ния ио­но­сфе­ры и те­п­ло­во­го ба­лан­са верх­ней ат­мо­сфе­ры Зем­ли. Ис­то­ще­ние озо­но­во­го слоя в по­ляр­ных ре­гио­нах Зем­ли свя­зы­ва­ют с втор­же­ни­ем в ат­мо­сфе­ру энер­гич­ных про­то­нов от сол­неч­ных вспы­шек. Дол­го­пе­рио­дич. из­ме­не­ния ко­ли­че­ст­ва сол­неч­но­го из­лу­че­ния, дос­ти­гаю­ще­го по­верх­но­сти Зем­ли, при­во­дят к из­ме­не­нию кли­ма­та пла­не­ты. Изу­че­ние С.-з. с. и фи­зич. ме­ха­низ­мов, ле­жа­щих в их ос­но­ве, не­об­хо­ди­мо для по­ни­ма­ния фор­ми­ро­ва­ния био­сфе­ры Зем­ли и сре­ды оби­та­ния че­ло­ве­ка, для ус­пеш­но­го ос­вое­ния кос­мич. про­стран­ст­ва и на­уч­но обос­но­ван­но­го про­гно­зи­ро­ва­ния т. н. кос­мич. по­го­ды, влияю­щей на разл. сфе­ры че­ло­ве­че­ской дея­тель­но­сти.

Солнечно-земными связями называют реакции внешних оболочек Земли на изменения солнечной активности.

Энергетической базой солнечно-земных связей служат солнечная радиация и солнечный ветер. В количественном отношении поток солнечной радиации мало изменчив, поэтому ее количество является одной из мировых констант. Качественные изменения солнечной радиации, связанные с флуктуациями интенсивности в различных частях спектра, значительны. Они обусловлены появлением и исчезновением солнечных пятен, факелов, протуберанцев, хромосферных вспышек и других периодических явлений, называемых солнечной активностью.

Как показали наблюдения за количеством солнечных пятен, которые ведутся учеными на протяжении 200 лет, уровень солнечной активности изменяется с периодичностью около 11 лет. График на рис. I. 4 характеризует изменение во времени показателя солнечной активности — числа Вольфа (w). Наряду с 11-летним имеет место слабовыраженный 90-летний цикл солнечной активности. Накладываясь друг на друга, циклы обусловливают непериодическую изменчивость солнечной активности, воздействующую на процессы в географической оболочке. Установлена, в частности, корреляция между 11-летним циклом солнечной активности, с одной стороны, и такими явлениями, как землетрясения, колебания уровня озер, урожайности сельскохозяйственных культур, численности насекомых, повторяемости эпидемических заболеваний, смертность населения, с другой стороны. Механизм связей между этими разнородными явлениями еще не изучен, хотя и привлекает все большее внимание. В качестве одного из примеров, характеризующих сложные взаимоотношения между солнечной активностью и географической оболочкой, приведем новые данные о воздействии активных процессов на Солнце (солнечных бурь) на климат Земли. Установлено, что во время солнечных вспышек увеличивается интенсивность потока коротковолнового излучения. Это приводит к увеличению потока заряженных частиц и коротковолновой радиации, проникающих в атмосферу.

Вариации среднегодовых значений чисел Вольфа

Вариации среднегодовых значений чисел Вольфа

В стратосфере происходит взаимодействие указанного потока с молекулами кислорода, которые расщепляются на атомы (ионизируются), а затем в результате фотохимических реакций превращаются в трехатомный кислород — озон. Таким образом, содержание озона в стратосфере увеличивается.

Озон эффективно поглощает коротковолновую радиацию. Повышение содержания озона приводит к тому, что даже при увеличении потока радиации, обусловленного возрастанием солнечной активности, поступление коротковолновой радиации в нижние слои атмосферы может не измениться.

Надо признать, что на поставленный в заголовке вопрос всё ещё нет чёткого ответа. По всей видимости, солнечная активность – результат сложного взаимодействия плазмы солнечной атмосферы, присутствующих в ней магнитных полей, конвективных движений и дифференциального вращения солнца. Проявления солнечной активности тесно связаны с магнитными свойствами солнечной плазмы. Возникновение активной области начинается с постепенного увеличения магнитного потока в некоторой области фотосферы. В соответствующих местах хромосферы вскоре после этого наблюдается увеличение яркости в линиях водорода и кальция. Такие области называются флоккулами. Примерно в тех же участках на Солнце в фотосфере (т.е. несколько глубже) при этом также наблюдается увеличение яркости в белом (видимом) свете – факелы. Увеличение энергии, выделяющейся из области факела и флоккула, является следствием увеличившейся до нескольких десятков эрстед напряжённости магнитного поля.

Через 1-2 дня после появления флоккула в активной области возникают солнечные пятна в виде маленьких чёрных точек – пор. Многие из них вскоре исчезают, и лишь отдельные поры за 2 – 3 дня превращаются в крупные тёмные образования. Типичное солнечное пятно имеет размеры в несколько десятков тысяч километров и состоит из тёмной центральной части – тени и волокнистой полутени. Важнейшая особенность пятен – наличие в них сильных магнитных полей, достигающих в области тени наибольшей напряжённости, в несколько тысяч эрстед. В целом пятно представляет собой выходящую в фотосферу трубку силовых линий магнитного поля, целиком заполняющих одну или несколько ячеек хромосферной сетки. Верхняя часть трубки расширяется, и силовые линии в ней расходятся, как колосья в снопе. Поэтому вокруг тени магнитные силовые линии принимают направление близкое к горизонтальному. Полное, суммарное давление в пятне включает в себя давление магнитного поля и уравновешивается давлением окружающей фотосферы, поэтому газовое давление в пятне оказывается меньшим чем в фотосфере. Магнитное поле как бы расширяет пятно изнутри. Кроме того магнитное поле подавляет конвективное движения газа, переносящие энергию из глубины вверх. Вследствие этого в области пятна температура оказывается меньше примерно на 1000 К. Пятно как бы охлаждённая и скованная магнитным полем яма в солнечной фотосфере.

Большей частью пятна возникают целыми группами, в которых, однако, выделяются два больших пятна. Одно, небольшое, - на западе, а другое, чуть поменьше, - на востоке. Вокруг и между ними часто бывает множество мелких пятен. Такая группа пятен называется биполярной, потому что у обоих больших пятен всегда противоположная полярность магнитного поля. Они как бы связаны с одной и той же трубкой силовых линий магнитного поля, которая в виде гигантской петли вынырнула из-под фотосферы, оставив концы где-то в ненаблюдаемых, глубоких слоях. То пятно, которое соответствует выходу магнитного поля из фотосферы имеет северную полярность, в области которого силовые линии входят обратно под фотосферу, - южную.

Самое мощное проявление солнечной активности – это вспышки. Они происходят в сравнительно небольших областях хромосферы и короны, расположенных над группами солнечных пятен. По своей сути вспышка – это взрыв, вызванный внезапным сжатием солнечной плазмы. Сжатие происходит под давлением магнитного поля и приводит к образованию длинного плазменного жгута или ленты. Длинна такого образования составляет десятки и даже сотни тысяч километров. Общее количество энергии, выделяющееся в результате взрыва, может составлять в зависимости от его силы от 10 23 до 10 25 Дж. Продолжается вспышка обычно около часа.

Мощность энерговыделения 1 гр. вещества в области вспышки в среднем в 10 12 раз больше, чем мощность энерговыделения 1 гр. вещества всего Солнца. Это говорит о том, что источник энергии вспышек отличается от источника энергии всего Солнца. Хотя детально физические процессы, приводящие к возникновению вспышек, ещё не изучены, ясно, что они имеют электромагнитную природу. Основной жгут вспышки обычно располагается вдоль нейтральной линии магнитного поля – направления, разделяющего области различной полярности. При некоторых условиях возникает неустойчивость, магнитные поля вблизи нейтральной линии сильно сближаются, сливаются и нейтрализуются (аннигилируют). При этом энергия магнитного поля переходит в другие формы: в излучение, тепло и кинетическую энергию движущихся газов. В электромагнитное излучение переходит примерно половина всей энергии. Это излучение может наблюдаться в видимых, ультрафиолетовых, рентгеновских лучах и даже гамма-лучах. Особенно много энергии излучается в красной спектральной линии водорода, в которой вспышки чаще всего и наблюдают при помощи узкополосных светофильтров. Энергия, излучаемая вспышкой в коротковолновой области спектра, состоит из ультрафиолетовых рентгеновских лучей. Эти лучи испускаются очень сильно ионизованными атомами. Например, во время некоторых вспышек наблюдалось рентгеновское излучение, характерное для атома железа, лишённого 25 электронов, которые, по сути дела, представляет собой атомное ядро, обладающее подобно водороду, только одним электроном!

Другая половина энергии вспышки идёт на ускорение, иногда до релятивистских скоростей, элементарных частиц, главным образом электронов и протонов. Поток таки частиц добавляется во время вспышек к общему потоку космических лучей, наблюдаемых вблизи Земли. Сталкиваясь с другими атомами, энергичные ядра вызывают их необычайно сильную ионизацию, а в некоторых случаях проникает даже через электронные оболочки атмов и приводят к ядерным превращениям, сопровождающимся испусканием гамма-квантов. Как и всякий сильный взрыв, вспышка порождает ударную волну, распространяющуюся как вверх в корону, так и горизонтально вдоль поверхностных слоев солнечной атмосферы. Излучение солнечных вспышек оказывает особо сильное воздействие на верхние слои земной атмосферы и ионосферу и приводит к возникновению целого комплекса геофизических явлений.

Наиболее грандиозными образованьями в солнечной атмосфере являются протуберанцы – сравнительно плотные облака газов, возникающие в солнечной короне или выбрасываемые в нее из хромосферы. Типичный протуберанец имеет вид гигантской светящейся арки, опирающейся на хромосферу и образованной струями и потоками более плотного и холодного, чем окружающая корона, вещества. Иногда это вещество удерживается прогнувшимися под его тяжестью силовыми линиями магнитного поля, а иногда медленно стекает вдоль магнитных силовых линий. Имеется множество различных типов протуберанцев. Некоторые из них, так называемые эруптивные протуберанцы, связаны с взрывоподобными выбросами вещества из хромосферы в корону.

Области на Солнце, в которых наблюдаются проявления солнечной активности, называются центрами солнечной активности.

Общая активность Солнца, характеризуемая количеством и силой проявления центров солнечной активности, периодически изменяется. Существует множество различных удобных способов количественно оценивать уровень солнечной активности. Обычно пользуются наиболее простым и раньше всех введенным индексом солнечной активности – числами Вольфа W. Числа Вольфа пропорциональны сумме полного числа пятен, наблюдаемых в данный момент на Солнце (f), и удесятеренного числа групп, которые они образуют (g). Таким образом, W=k(f+10g), где k – коэффициент, учитывающий качество инструмента и производимых с его помощью наблюдений. Эпоху, когда количество центров активности наибольшее, считают максимумом солнечной активности, а когда их совсем нет или почти совсем нет – минимумом. Максимумы и минимумы чередуются в среднем с периодом 11 лет. Это составляет так называемый одиннадцатилетний цикл солнечной активности.

Солнечно-земные связи.

Само собой разумеется, что длительный срок своего развития человеческий организм приспособился к изменениям солнечной активности. Мы недаром называем Солнце источником жизни. И совершенно неправильно думать, что солнечная активность представляет для человечества какую-то угрозу. Однако вполне резонно, что изменение солнечной активизации естественных процессов, с точки зрения людей, как полезных, так и вредных.

Солнце влияет на следующие факторы:

· эпидемиологическую обстановку на Земле;

· количество разного рода стихийных бедствий (тайфуны, землетрясения, наводнения и т. д.);

· на количество автомобильных и железнодорожных аварий.

Максимум всего этого приходится на годы активного Солнца.

Например, замечена связь роста солнечной активности с вспышками эпидемий некоторых болезней. Одно из более интересных исследований в этой области принадлежит советскому учёному А.Л. Чижевскому. Он собрал подробные сведения о периодичности эпидемических заболеваний и сопоставил их с данными о солнечной активности. На основании выведенной связи А.Л. Чижевский в 1929 году предпринял попытку предсказать некоторые эпидемии на 35 лет вперёд. Результаты его прогноза поразительны. Семь из восьми предсказанных Чижевским эпидемий гриппа действительно произошли.

Изучения воздействия солнечной активности на атмосферу Земли поможет уяснить, каким путём воздействует Солнце на человеческий организм. Эти знания в свою оче6редь помогут улучшить условия жизни человека, помогут профилактике заболеваний, правильной постановки медицинских исследований.

Для астрономов и геофизиков в наши дни нет сомнений, что важные солнечно-земные связи существуют. Их влияние может быть различно в зависимости от состояния солнечной активности, и от положения Земли относительно Солнца.

Смерчи и ураганы рождаются в атмосфере из-за неодинакового разогрева отдельных её участков. Они чаще всего появляются в определённые сезоны. Такого рода явления прямо – самым непосредственным образом – связаны с Солнцем. Но ведь связь может быть и косвенной.

Цепь событий в этом случае напоминает ту, которая бывает при ружейном выстреле. Ружьё заряжено, всё готово к выстрелу, но само по себе ружьё стрелять не станет. Охотник спускает предохранитель, нажимает спусковой крючок – всё это события незначительные, человек не прикладывает больших физических усилий. Щелчок – и из дула вырывается смертоносная пуля.

Так ли всё это – ответить пока невозможно. Но, повторяем, учёные в принципе не сомневаются в существовании солнечно-земных связей. Им предстоит установить характер этих связей, научиться на этом основании предвидеть будущее.

Весь мир, вся живая и неживая природа находится в развитии. Мы должны всегда изучать процессы, должны следить за событиями в их развитии. Ни какое развитие не может происходить гладко, его никак нельзя уподобить поезду, безостановочно мчащегося по накатанной дороге. Совсем наоборот. Всякое развитие происходит в борьбе, скачками, оно неизбежно сопряжено с многочисленными трудностями.

Предсказание будущего – это основная задача любой науки. Например, математик предсказывает траекторию предстоящего полёта ракеты. Ошибка астрологов в средневековье состояло в том, что они пытались предсказать будущее, не имея на то научных оснований.

Потребовались сотни лет, чтобы открыть многие законы астрономии. И теперь наука вплотную подошла к вопросу о влиянии Солнца на Землю.

Земля совершает оборот вокруг Солнца за год. В течение этого срока Солнце для земного наблюдателя проходит круг по небосводу. Как говорили астрологи, Солнце проходит знаки Рыб, Овна, Тельца и т.д. – все знаки зодиака. Не исключено, что с прохождением Солнцем тех или иных знаков зодиака, а лучше сказать, с положением Земли относительно Солнца действительно каким-то образом связаны те или иные проявления особенностей солнечного воздействия.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1988 .

Полезное

Смотреть что такое "СОЛНЕЧНО-ЗЕМНЫЕ СВЯЗИ" в других словарях:

СОЛНЕЧНО-ЗЕМНЫЕ СВЯЗИ — влияние изменений солнечной активности на земные процессы: возникновение магнитных бурь, усиление ионизации газов в атмосфере, в биосфере на урожаи сельскохозяйственных культур, эпидемии и т. д. Это влияние обусловлено усилением коротковолнового… … Большой Энциклопедический словарь

солнечно-земные связи — влияние изменений солнечной активности на земные процессы: возникновение магнитных бурь, увеличение степени ионизации различных слоёв ионосферы, вариации магнитного поля Земли, что сказывается на радиосвязи; влияние на метеоэффекты; в биосфере … … Энциклопедический словарь

Солнечно-земные связи — реакция Земли (её внешних оболочек, включая биосферу (См. Биосфера)) на изменение солнечной активности (См. Солнечная активность). Уровень солнечной активности (число активных областей и солнечных пятен, количество и мощность солнечных… … Большая советская энциклопедия

СОЛНЕЧНО-ЗЕМНЫЕ СВЯЗИ — влияние изменений солнечной активности на земные процессы: возникновение магн. бурь, увеличение степени ионизации разл. сло.ёв ионосферы, вариации магн. поля Земли, что сказывается на радиосвязи; влияние на метеоэффекты; в биосфере влияние на… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Солнечно–земные связи — влияние изменений солнечной активности на земные процессы: магнитные бури, ионизацию газов в атмосфере, урожай, эпидемии и т. д. Такое влияние обусловлено усилением солнечной радиации и корпускулярного излучения во время вспышек и другими… … Астрономический словарь

Солнечно-земные связи — влияние изменений солнечной активности (зависящей от числа пятен, вспышек, протуберанцев и др.) на земные процессы: возникновение магнитных бурь, изменение степени ионизации слоев ионосферы (см. Геосферы), влияние на урожай, эпидемии и пр.… … Начала современного естествознания

ЗЕМНЫЕ ТОКИ — (теллурические токи) (от лат. tellus, род. п. telluris Земля) естеств. электрич. токи … Физическая энциклопедия

солнечная активность — регулярное возникновение в атмосфере Солнца характерных образований: солнечных пятен, факелов в фотосфере, флоккулов и вспышек в хромосфере, протуберанцев в короне. Области, где в совокупности наблюдаются эти явления, называются центрами… … Энциклопедический словарь

Солнце — а; ср. 1. Центральное тело Солнечной системы, представляющее собой гигантский раскалённый плазменный шар, излучающий свет и тепло. Вращение Земли вокруг Солнца. Затмение Солнца. Восход солнца. Шар, диск солнца. На с. смотреть. С. катится, стоит,… … Энциклопедический словарь

Читайте также: