Влияние солнечной активности на распространенность ВПР среди новорожденных детей г. Атырау

Содержание

 Введение………………………………………………………………1

I.Солнечная активность……………………………………………….6                                                

1.1. Солнечно-земные связи…………………………………………..7

1.2 Научные основы методики, используемой  для прогностического анализа возникновения глобальных катастроф……………………...8

1.3 Опасные природные процессы…………………………………..13

ІІ. О новом пике активности Солнца………………………………...16

III.Практическая часть

3.1 Влияние солнечной активности на распространенность ВПР среди новорожденных детей г. Атырау……………………………20

3.2. Связь заболеваний и смертности от инфаркта миокарда с солнечной активностью……………………………………………...21

3.3. Связь успеваемости с солнечной активностью……………….22

Заключение……………………………………………………………24

 Введение

Мы живем в условиях, когда аварии, катастрофы, стихийные бедствия и другие чрезвычайные ситуации приобрели такой размах, что стали сказываться на безопасности не только граждан, но и самого государства. Предотвращать катастрофы в силу разных причин люди не могут, но возможно борьба за смягчение ущерба и потерь от них, которые вводится в ранг государственной политики, осуществляемый в целях национальной юезопасности. Большое влиние деятельность Солнца оказывает на опасные для человечества  природные явления.

 Теперь рассмотрим, как влияет Солнце на живые организмы, находящиеся на Земле. Было бы совершенно неверным предпологать, что заболевания или смертные случай  вызываются космическими или атмосферными явлениями. Речь может идти только о толчке со стороны указанных внешних факторов, который  воздействует на подготовку организма, приводит к его гибели.  Если стать на эту точку зрения, то станеть ясным что усиленние смертности  определяется космическими факторами, а число смертей готовностью организма к восприятию внешнего влияния в данном случае- космического влияния вредоносного характера.  Поэтому необходимо сторого разделять:

1 внешние воздействия на организм

2 готовность организма к его  восприятию

 Так как природные явления  втой или иной степени связаны с солнечной активностью, необходимо шире применять знания, накопленные человечеством по космобиоритмике, вопросах прогнозирования возможных ЧС.

Территория Казахстана подвержена воздействию широкого спектра опасных природных процессов и явлений, из которых наибольшую опасность представляет землетресения, наводнения и лесные пожары. Около *** % территории страны занимают зоны повышенной сейсмической опасности. Площадь затопления в результате наводнении достигает Х тыс. кв. км. Одна из важнейших особенностей науки состоит в том, что она не только объясняет настоящее, но и обладает эвристической силой и позволяет предвидеть будущее, заглядывать далеко вперед, формулировать обоснование прогнозы, вскрывать новые закономерности.

Создание  безопасной техносферы является одним из важнейших напрвлений национальной  безопасности Казахстана, а на международном уровне – одним из важнейших напрвлений на пути сохранения земной цивилизации.Приведение фактов кризисных явлений не представляет сложности – они прочно вошли в нашу повседневную жизнь. В первую очередь в настоящее время людей волнует состояние безопасности в техносфере, поськольку это состояние самым тесным образом связано с угрозой жизни и здоровью людей.  Суммарное количество за последнюю четверть прошедшего века погибших людей в авариях и катастрофах в техносфере, а также экономический ущерб от  них несоизмеримо превышает количество погибших и экономический ущерб в результате всех военных конфликтов в мире за тот же период.

Прогноз и предупреждение кризисных явлений становится одной из важнейших  задач государства. Но, к сожалению, даже достоверность прогноза погоды состовляет, в лучшем случае , всего 70%.   Достоверность же сейсмологического прогноза составляет и того меньше, всего в пределах  7%.

 Но тем не менее, опыт Японии демонстрирует, что даже при таком прогнозе, когда лишь каждое десятое приведенних системы реагирование на ЧС в повышенное  состояние готовности не является ложным, позволяет снизить количество пострадавших и ущерб от землетресений на порядоки.

Поэтому является вполне перспективным поиск новых путей, ведущих к увеличению достоверности прогноза рисков возникновения чрезвычайных ситуации. Причем хорошо было бы, чтобы мониторинг индикатора был уже налажен.  Таким идельным объектом для нас землян является Солнце. Понятно опираясь на данные накопленные человечеством можно утверждать, что часть ЧС в техносфере, зависящих от пресловутого человеческого фактора, найдут свое подтверждение о взаимосвязи с физическими процессами происходящими на Солнце.

По выше сказанным причинам меня очень заинтересовала взимосвязь между активностью солнца и ЧС на земле. В данной работе я в первой главе даю определени и суть физических процессов происходящих на Солнце. Привожу данные из различных научных статей связанных с Солнечной активностью. Основываясь сделанном обзоре научного материала сделан вывод связи между активностью Солнца и явления на Земле. Так же в данной работе расмотрен  метод научного прогнозирования ЧС и произведены сравнения  с реальными данными произошедших ЧС.  В практической части был сделан анализ взаимосвязи между солнечной активностью заболеваниями по Атырауской области и успеваемостью учащихся начальных классов Казахстана.

І Солнечная активность.

Cолнечная 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. 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

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. Общее количество энергии, выделяющееся в результате взрыва, может составлять в зависимости от его силы от 1023 до 1025 Дж. Продолжается вспышка обычно около часа.

Мощность энерговыделения 1 гр. вещества в области вспышки в среднем в 1012 раз больше, чем мощность энерговыделения 1 гр. вещества всего Солнца. Излучение солнечных вспышек оказывает особо сильное воздействие на верхние слои земной атмосферы и ионосферу и приводит к возникновению целого комплекса геофизических явлений.

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. Максимумы и минимумы чередуются в среднем с периодом 11 лет. Это составляет так называемый одиннадцатилетний цикл солнечной активности.

1.1 Солнечно-земные связи.

В своей знаменитой монографии «Физические факторы исторического процесса» великий ученый Александр Леонидович Чижевский обосновал теорию, что все живое на земле, подвержено циклам солнечной активности, включая и социальную активность масс. Анализируя образование пятен на Солнце в контексте с историческими событиями более чем, за 200 лет, им был выявлен 11-летний цикл активизации социальных процессов. Пик этого цикла совпадает с пиком так называемого цикла Швабе-Вольфа, отражающего процессы пятнообразования на Солнце. Суть идеи Чижевского состоит в том, что активность народных масс, в плане реализации протестных настроений, максимальна тогда, когда максимальна солнечная активность и наоборот. Доказано, что цикл солнечной активности на самом деле изменяется от 6,7 до 17,5 лет, и в среднем составляет 11,2 года. Циклы несимметричны: от минимума до максимума (стадия роста) – 4,6 года, а от максимума числа пятен до их минимума (стадия спада) в среднем проходит 6,7 года.

Уже первые автоматические космические аппараты, вышедшие за пределы атмосферы Земли, обнаружили в межпланетном пространстве поток исходящих от Солнца заряженных частиц – протонов, электронов, a-частиц. Этот поток, обтекающий Землю с сверхзвуковыми скоростями 400 – 800 км/с, получил название «солнечного ветра». Частицы солнечного ветра, вытекающие из одного и того же места Солнца, связаны друг с другом. Из-за вращения Солнца магнитные силовые линии межпланетного поля, вдоль которых распространяется солнечный ветер, зависящий от уровня солнечной активности, позволил объяснить детали некоторых процессов. Стало гораздо яснее, например, почему солнечные вспышки сопровождаются увеличением числа полярных сияний, магнитными бурями, нарушением радиосвязи. Появился ключ к пониманию того, каким образом солнечная деятельность может влиять на погоду, а вместе с тем на растительность и жизнедеятельность человеческого организма.

Рис.2 Схема солнечно-земных связей

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./2/.

Изучения воздействия солнечной активности на атмосферу Земли поможет уяснить, каким путём воздействует Солнце на человеческий организм. Эти знания в свою очередь 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.

С развитием спутниковой астрономии исследования ультрафиолетового излучения Солнца стало ее обязательным компонентом. Причина ясна: УФ-излучение контролирует состояние ионизованных слоев атмосферы, а следовательно, и условия радиосвязи на Земле, особенно в полярных районах. Эта не слишком приятная зависимость от капризов Солнца стало ослабевать лишь в последние десятилетия, с развитием спутниковой связи.

Электромагнитное излучение подвергается строгому отбору в земной атмосфере. Она прозрачна только для видимого света и ближних ультрафиолетового и инфракрасного излучений, а также для радиоволн в сравнительно узком диапазоне (от сантиметровых до метровых). Все остальное излучение либо отражается, либо поглощается атмосферой, нагревая и ионизуя ее верхние слои.

Поглощение рентгеновских и жестких ультрафиолетовых лучей начинается на высотах 300 – 350 километров; на этих же высотах отражаются наиболее длинные радиоволны, приходящие из космоса. При сильных всплесках солнечного рентгеновского излучения от хромосферных вспышек рентгеновские кванты проникают до высот 80 – 100 километров, ионизуют атмосферу и вызывают нарушение связи на коротких волнах.

Мягкое (длинноволновое) ультрафиолетовое излучение способно проникать еще глубже, оно поглощается на высоте 30 – 35 километров. Здесь ультрафиолетовые кванты разбиваются на атомы (диссоциируют) молекулы кислорода (О2) с последующим образование озона (03). Тем самым создается не прозрачный для ультрафиолета «озонный экран», предохраняющий жизнь на Земле для гибельных лучей. Не поглотившаяся часть наиболее длинноволнового ультрафиолетового излучения доходит до земной поверхности. Именно эти лучи и вызывают у людей загар и даже ожоги кожи при длительном пребывании на солнце.

Излучение в видимом диапазоне поглощается слабо. Однако оно рассеивается атмосферой даже в отсутствие облаков, и часть его возвращается в межпланетное пространство. В результате до поверхности планеты доходит в среднем около половины падающего на границу земной атмосферы света.

Количество солнечной энергии, приходящейся на поверхность площадью 1 м2, развернутую перпендикулярно солнечным лучам на границе земной атмосферы, называется солнечной постоянной. По последним данным, оно составляет 1370 Вт/м2 с точностью до 0,5%. Колебании, превышающих 0,2% за время измерений не выявлено.

В конце 50-х годов ХХ века американский астрофизик Юджин Паркер пришел к выводу, что, поскольку газ в солнечной короне имеет высокую температуру, которая сохраняется с удалением от Солнца, он должен непрерывно расширяться, заполняя Солнечную систему. Результаты, полученные с помощью советских и американских космических аппаратов подтвердили правильность теории Паркера.

В межпланетном пространстве действительно мчится направленный от Солнца поток вещества, получивший название солнечный ветер. Он представляет собой продолжение расширяющейся солнечной короны; составляет его в основном ядра атомов водорода (протоны) и гелия (альфа-частицы), а также электроны. Частицы солнечного ветра летят со скоростями, составляющие несколько сот километров в секунду, удаляясь от Солнца на многие десятки астрономических единиц – туда, где межпланетная среда Помимо непрерывно «дующего» солнечного ветра наше светило служит источником энергических заряженных частиц (в основном протонов, ядер атомов гелия и электронов) с энергией 106 – 109 электронвольт (эВ). Их называют солнечными космическими лучами. Расстояние от Солнца до Земли – 150 миллионов километров – наиболее энергичные из этих частиц покрывают всего за 10 – 15 минут. Основным источником солнечных космических лучей являются хромосферные вспышки.

Наиболее ярким и впечатляющим проявлением бомбардировки атмосферы солнечными частицами является полярное сияние. Частота и интенсивность полярных сияний достаточно четко следуют солнечному циклу: в максимуме солнечной активности редкий день обходится без сияний, а в минимуме они могут отсутствовать месяцами. Наличие или отсутствие полярных сияний, таким образом, служит неплохим показателем активности Солнца. И это позволяет проследить солнечные циклы в прошлом, за пределами того исторического периода, когда проводились систематические наблюдения солнечных пятен.

1.2 Научные основы методики, используемой для прогностического анализа возникновения глобальных катастроф

 
  Математическим условием возникновения катастрофы являются экстремумы выбранных для анализа потенциальных функций, которые могут быть характеристикой изменения любого выбранного для анализа фактора или параметра, причем любой физической природы. По результатам исследования и математических расчетов могут быть определены частотно-временные закономерности (в виде спектров) возникновения конкретного вида катастрофы, вызванные изменением этих факторов или параметров. На их основе рассчитываются прогностические функции и выявляются условия мониторинга для определения времени и места, где началось формирование условий для возникновения катастрофы.

На основе этой методики исследовано влияние изменения солнечной активности, изменения смещения земной оси, изменения фаз Луны на формирование условий возникновения ЧС и катастроф природного, техногенного и социального характера.

Используемая прогностическая методика не предусматривает неизбежного или обязательного исполнения прогноза, а определяет внешние условия и время, когда катастрофа может произойти, но произойдет это или нет, зависит от состояния, накопленных дефектов и устойчивости этой природной, техногенной или социальной системы.

Число пятен на Солнце не является постоянным, оно меняется как день ото дня, так и в течение более длительных промежутков времени. Швейцарский астроном Рудольф Вольф предложил для количественной оценки активности Солнца использовать условную величину, называемую с тех пор числом Вольфа. Оно определяется как сумма общего числа пятен на Солнце (f) и удесятеренного числа групп пятен (g), причем одно изолированное пятно тоже считается группой:

W = f + 10g .

Ведущее пятно в группе (первое по направлению движения Солнца) обычно имеет одну полярность (например, северную),а замыкающее – противоположную (южную), и это правило выполняется для всех групп пятен в одном полушарии Солнца. В другом полушарии картина обратная: ведущие пятна в группах будут иметь южную полярность, а замыкающие – северную. Как показали исследования, проведенные по данной методике, на активизацию катастроф влияет не только повышение энергетической нагрузки, но и ее понижение.

Также установлено, что активизация катастроф начинается за 2—3 года до максимума солнечной активности и заканчивается также спустя 2—3 года. Следующий период активизации начинается вблизи минимума солнечной активности. Максимумы солнечной активности в среднем имеют период 11,5 лет, но в действительности наблюдались периоды, когда между максимумами было от 7,3 до 17 лет и между минимумами от 8,5 до 14 лет (рис. 1).

При появлении пятен нового поколения (следующего цикла) полярность ведущих пятен меняется на противоположную! Лишь в цикле через один ведущие пятна обретают прежнюю полярность. Так что «истинный» солнечный цикл с возвращением прежней магнитной полярности ведущих пятен в действительности охватывает не 11, а 22 года (в среднем, конечно).

На протяжении всего 2009 года наблюдался минимально низкий, практически нулевой уровень солнечной активности, и только с осени 2009 года начался ее незначительный рост. С начала 2010 года активность Солнца уже проявилась целым рядом солнечных бурь, отразившихся на Земле мощными землетрясениями на Гаити и в Чили.

 
Рис. 1. Циклы солнечной активности с 1750 по 2010 г.

В 2012 году ожидается особенно бурный рост солнечной активности. Если проанализировать предыдущие солнечные циклы, то можно предположить, что в период с 2011 по 2015 год будут наблюдаться максимальные значения чисел Вольфа W. Время экстремальных подъемов солнечной активности, как и ее резких спадов, соответствует времени высокой сейсмической активности (рис. 2).

Существенный вклад в активизацию катастроф вносит изменение положения и колебание земной оси. Увеличение амплитуды колебания, ускоренный сдвиг, как и торможение смещения земной оси, инициируют катастрофы. Именно динамика земной оси инициирует катастрофы при полном отсутствии солнечной активности (рис. 3).

Снижение относительного уровня выделяемой сейсмической энергии во второй половине ХХ века, не соответствующего неуклонно повышающемуся уровню солнечной активности, можно объяснить тем, что с этого времени начались интенсивные испытания ядерного оружия, которые в какой-то степени способствовали увеличению слабых землетрясений и снимали напряжения в литосфере.

 
Рис. 2. Изменение относительных значений солнечной активности и сейсмической энергии землетрясений за период с 1900 по 1990 г.

 
 
Рис. 3. Изменение относительных значений изменения радиуса колебания земной оси и сейсмической энергии землетрясений за период с 1900 по 1990 г.

 
Смещение земной оси является неравномерным, но тем не менее имеет цикличность в 14 месяцев по полному обороту и 6,5 лет по амплитуде колебания (максимальное отклонение от центра вращения). На рис. 4 представлены параметры колебания земной оси относительно Северного полюса за период от 1 января 2004 года до 14 января 2010 года.

В середине 2012 года будет минимум амплитуды колебания земной оси, после которого начнется ее рост до конца 2015 года. Это крайне неблагоприятное сочетание изменения гелиогеофизических параметров, которое будет усиливать опасные и катастрофические процессы. Похожая ситуация по экстремальным значениям солнечной активности и амплитуды колебания земной оси была в 1905, 1915—1916, 1936—1937, 1957—1958, 1978—1979, 1999—2000 годах прошлого столетия.

  Данная оценка является предварительной в связи с тем, что катастрофа происходит только тогда, когда сформировались условия для ее возникновения и система становится чувствительной к любым, даже минимальным, изменениям внешних условий или воздействиям. Для этого необходимо определить общее состояние анализируемой системы или объекта и, главное, как система откликается на внешние воздействия и нагрузки. Тем не менее в долгосрочном плане, еще до того, как такие условия начнут формироваться, можно:

• определить циклы и квазициклы будущих внешних воздействий на систему; 
     • определить ожидаемую катастрофичность системы как следствие и историю реагирования этой или подобной системы на внешние воздействия. 
 Достаточно достоверный прогноз можно дать, анализируя локальные геофизические параметры регионов за 20—90 дней до возможного катастрофического события. Исследования показывают, что локальные предвестники катастроф, на примере землетрясений, начинают проявляться последовательно и преимущественно за 14, 7 и 3 суток до катастрофы.

 
1.3 Опасные природные процессы

Как отмечалось выше, опасные природные процессы инициируются экстремальными изменениями гелиогеофизических и космических факторов и проявленной сейсмической активностью. В 2012 году ожидается их рост, следствием чего можно ожидать возрастание количества аномальных и опасных природных явлений и процессов.

Для достоверности представляемой прогностической оценки и для сравнения различных периодов времени на рис. 8—9 представлены графики сейсмической активности в 2010 году, рассчитанные по 18-летним лунным циклам. Пики этих функций соответствуют времени сильных землетрясений силой свыше 5М.

 
Рис. 8. Активизация опасных сейсмических процессов в 2010 году 
 
 В таблицах 1 представлены расчетные даты активизации сейсмически опасных процессов в 2010 году, а в табл. 2 сейсмические события, которые произошли в 2010 г.

Таблица.1 Расчетные даты проявления условий, способствующих активизации опасных сейсмических процессов и возникновению катастроф в 2010 году

*Синим цветом помечены  наиболее опасные периоды 

 
Таблица 2. Подтверждение прогноза наиболее опасных по активности сейсмических событий в 2010 году

          Усилится активизация циклонических процессов и опасных метеорологических процессов. Можно ожидать проявления двух крайностей: аномальная жара и засуха в одних районах и высокий уровень осадков и похолодание в других.

         Анализ всех прогнозируемых событий 2010 г. показал следующее: 
• в январе прогнозировалось 12 событий, произошло 10; 
• в феврале прогнозировалось 12 событий, произошло 12; 
• в марте прогнозировалось 13 событий, произошло 8; 
• в апреле прогнозировалось 9 событий, произошло 8. 
По итогам анализа можно сделать заключение о 82%-ном совпадении прогнозируемых расчетных дат опасных сейсмособытий с произошедшими в действительности.