Солнечно-земные связи. 2
ПЛАН
Введение………………………………………………
Основная часть
1.Характеристика
Солнца………………………………………………………………
2.
Солнечно-Земные связи………………………
3.
Солнечная активность…………………………
4.
Циклы солнечной активности…………
5.Влияние
Солнечной активности на
Заключение…………………………………………
Список
литературы……………………………………………………
Введение.
Интерес ученых к проблеме солнечно – земных связей вызван несколькими причинами. Прежде всего по мере выяснения физических сторон влияния Солнца на Землю выявилось громадное прикладное значение этой проблемы для радиосвязи, магнитной навигации, безопасности космических полетов, прогнозирования погоды и так далее.
Природа
Солнца и его значение для нашей
жизни – неисчерпаемая тема. О
его воздействии на Землю люди
догадывались еще в глубокой древности,
в результате чего рождались легенды
и мифы, в которых Солнце играло
главную роль. Оно обожествлялось
во многих религиях. Исследование Солнца
– особый раздел астрофизики со
своей инструментальной базой, со своими
методами. Роль получаемых результатов
исключительна, как для астрофизики
(понимание природы
Первое
описание пятен в русских летописях
датируется 1371 и 1385 годами, когда наблюдатели
заметили их сквозь дым лесных пожаров.
История борьбы взглядов на природу
процессов на Солнце связана с
кажущимися нам сейчас почти невероятными
драматическими коллизиями. Нас же
интересует вопрос о том, какое влияние
оказывает деятельность Солнца на наше
здоровье, каким образом солнечные
бури, пятна и вспышки влияют на
наше самочувствие.
1. Характеристика Солнца
Из
всего окружающего нас
Астрономическими методами было измерено, что орбита Земли удалена от Солнца в среднем на r =150 миллионов километров. Эта орбита имеет формулу эллипса, так что в разные моменты времени расстояние от Земли до Солнца несколько изменяется; меняется и скорость движения Земли по ее орбите. Как известно, период обращения Земли вокруг Солнца равно одному году, точнее, 365,2522 суток. Ближе всего к Солнцу Земля подходит в январе, и в этот же период скорость движения Земли по ее орбите максимальна, хотя вариации скорости (в среднем 35 км/с) и расстояния между Землей и Солнцем очень невелики (1,7%). Угловой размер Солнца, видимый с Земли, составляет в среднем a=32,05 угловых минут. Радиус Солнца составляет 697 тысяч километров. Масса Солнца 2*1030 кг. Средняя плотность Солнца составляет 1,41*103 кг/м3, т.е. в 1,41 раза больше плотности воды. Однако распределение плотности по глубине Солнца неоднородно, и величина средней плотности не очень показательна. С другой стороны, вспомнив, до каких чудовищных величин возрастает давление на больших глубинах земных океанов, мы качественно поймем, что происходит с давлением и плотностью по мере приближения к центру Солнца.
Яркая светящаяся поверхность Солнца, видимая невооруженным глазом называется фотосферой. Фотосфера абсолютно непрозрачна, и лежащее под ней вещество недоступно никаким наблюдениям. Над фотосферой располагается солнечная атмосфера: на высоте 2-3 тысяч километров – достаточно плотный и тонкий слой – хромосфера, получивший свое название за то, что он бывает виден во время затмений как тонкая розовая окантовка Солнца. С высот порядка 10 тысяч километров начинается разреженная, но неоднородная и удивительно горячая корона Солнца. Она простирается до расстояний в несколько солнечных радиусов.
2. Солнечно – Земные связи.
Система
прямых или опосредованных физических
связей между гелио- и геофизическими
процессами. Земля получает от Солнца
не только свет и тепло, обеспечивающие
необходимый уровень
Представления
о Солнечно-Земных связях складывались
постепенно, на основе отдельных догадок
и открытий. Так, в конце XIX в. К.О.Биркелан
впервые высказал предположение, что
Солнце кроме волнового излучения
испускает также и частицы. В 1915
г. А.Л.Чижевский обратил внимание
на циклическую связь между
Последовательность
событий в системе Солнце-
Обычно мощная вспышка сопровождается испусканием большого количества ускоренных частиц – солнечных космических лучей (СКЛ). Самые энергичные из них начинают приходить к Земле спустя чуть более 10 мин после максимума вспышки. Повышенный поток СКЛ у Земли может наблюдаться несколько десятков часов. Вторжение СКЛ в ионосферу полярных широт вызывает дополнительную ионизацию и, соответственно, ухудшение радиосвязи на коротких волнах. Имеются данные о том, что СКЛ в значительной мере способствуют опустошению озонного слоя Земли. Усиленные потоки СКЛ представляют собой также один из главных источников радиационной опасности для экипажей и оборудования космических кораблей.
Вспышка генерирует мощную ударную волну и выбрасывает в межпланетное пространство облако плазмы. Ударная волна и облако плазмы за 1,5-2 суток достигают Земли и вызывают магнитную бурю, понижение интенсивности галактических космических лучей, усиление полярных сияний, возмущения ионосферы и так далее.
Имеются
статистические данные о том, что
через 2-4 суток после магнитной
бури происходит заметная перестройка
барического поля тропосферы. Это
приводит к увеличению нестабильности
атмосферы, нарушению характера
циркуляции воздуха. Мировые магнитные
бури представляют собой крайнюю
степень возмущённости
Статистически
установлена связь между
Наряду
с поисками физических механизмов ведутся
исследования информационного аспекта
Солнечно-Земных связей. Связи проявляются
двояко, в зависимости от того, плавно
или скачкообразно происходит перераспределение
энергии солнечных возмущений внутри
магнитосферы. В первом случае Солнечно-Земные
связи проявляются в форме
ритмических колебаний
Новым
методом исследования Солнечно-Земных
связей являются активные эксперименты
в магнитосфере и ионосфере по
моделированию эффектов, вызываемых
солнечной активностью. Для диагностики
состояния магнитосферы и ионосферы
используются пучки электронов, облака
натрия или бария. Для непосредственного
воздействия на ионосферу используются
радиоволны коротковолнового диапазона.
Главное преимущество активных экспериментов
– возможность контролировать некоторые
начальные условия. Это позволяет
более уверенно судить о физических
процессах на заданной высоте, а
вместе с наблюдениями на других высотах
– о механизме магнитосферно-
Прогнозы состояния магнитосферы и других оболочек Земли крайне необходимы для решения практических задач в области космонавтики, радиосвязи, транспорта, метеорологии и климатологии, сельского хозяйства, биологии и медицины.
3. Солнечная активность
Одной
из самых замечательных
Солнечные
пятна – наиболее известные явления
на Солнце. Впервые в телескоп их
наблюдал Г. Галилей в 1610 г. С этого
времени регистрация пятен то
проводилась, то прекращалась, то возобновлялась
вновь. В конце ХIX столетия два
наблюдателя – Г. Шперер в Германии
и Е. Маундер в Англии указали
на тот факт, что в течение 70-летнего
периода вплоть до 1716г. пятен на солнечном
диске, по-видимому, было очень мало.
Уже в наше время Д. Эдди, заново
проанализировав все данные, пришел
к выводу, что действительно в
этот период был спад солнечной активности,
названный Маундеровским
К 1843г. после 20-летних наблюдений любитель астрономии Г. Швабе из Германии собрал достаточно много данных для того, чтобы показать, что число пятен на диске Солнца циклически меняется, достигая минимума примерно через каждые одиннадцать лет. Р. Вольф из Цюриха собрал данные о пятнах, систематизировал их, организовал регулярные наблюдения и предложил оценивать степень активности Солнца специальным индексом, определяющим меру "запятненности" Солнца, учитывающим как число пятен, наблюдавшихся в данный день, так и число групп солнечных пятен на диске Солнца. Этот индекс относительного числа пятен, впоследствии названный "числами Вольфа", начинает свой ряд с 1749 года. Кривая среднегодовых чисел Вольфа совершенно отчетливо показывает периодические изменения числа солнечных пятен.
Группы солнечных пятен со всеми сопутствующими явлениями являются частями активных областей. Развитая активная область включает в себя факельную площадку с группой солнечных пятен по обе стороны линии раздела полярности магнитного поля, на которой часто располагается волокно. Всему этому сопутствует развитие корональной конденсации, плотность вещества в которой по крайней мере в несколько раз выше плотности окружающей среды.
Самое сильное проявление солнечной активности, влияющее на Землю, – солнечные вспышки. Они развиваются в активных областях со сложным строением магнитного поля и затрагивают всю толщу солнечной атмосферы. Энергия большой солнечной вспышки достигает огромной величины, сравнимой с количеством солнечной энергии, получаемой нашей планетой в течение целого года. В то же время это энергия, испускаемая всем Солнцем за одну двадцатую долю секунды, с мощностью, не превышающей сотых долей процента от мощности полного излучения нашей звезды. Во вспышечно-активных областях основная последовательность вспышек большой и средней мощности происходит за ограниченный интервал времени, в то время как малые вспышки и уярчения наблюдаются практически постоянно. Это приводит к подъему общего фона электромагнитного излучения Солнца.
4. Циклы солнечной активности
Солнечная активность в числах Вольфа и, как выяснилось позже, и в других индексах, имеет циклический характер со средней продолжительностью цикла в 11,2 года. Нумерация солнечных циклов начинается с того момента, когда начались регулярные ежедневные наблюдения числа пятен. Эпоха, когда количество активных областей бывает наибольшим, называется максимумом солнечного цикла, а когда их почти нет – минимумом. За последние 80 лет течение цикла несколько ускорилось и средняя продолжительность циклов уменьшилась примерно до 10,5 лет. За последние 250 лет самый короткий период был равен 9 годам, а самый длинный 13,5 лет. Другими словами, поведение солнечного цикла регулярно лишь в среднем. В подъеме и спаде солнечных циклов существует некоторая закономерность. Возможно, это указывает на существование более длительного цикла, равного примерно 80-90 годам. Несмотря на различную длительность отдельных циклов, каждому из них свойственны общие закономерности.
В
1908г. Д.Хейл открыл, что солнечные
пятна обладают сильным магнитным
полем. Более поздние измерения
магнитного поля в группах, состоящих
из двух солнечных пятен, показали,
что эти два пятна имеют
противоположные магнитные
Одиннадцатилетней
цикличностью обладают многие другие
характеристики активных образований
на Солнце – площадь пятен, частота
и количество вспышек, количество волокон,
а также форма короны. В эпоху
минимума солнечная корона имеет
вытянутую форму, которую придают
ей длинные лучи, искривленные в
направлении вдоль экватора. У
полюсов наблюдаются
5. Влияние Солнечной активности на человека
Всё
на Земле зависит от Солнца, поставляющего
ей значительную часть энергии. Спокойное
Солнце характеризуется постоянством
во времени электромагнитного
Магнитное поле планет служит защитой от солнечного ветра, но часть заряженных частиц способно проникать внутрь магнитосферы Земли. Это происходит в основном в высоких широтах, где имеются две так называемые воронки: одна в Северном, другая в Южном полушариях. Взаимодействие этих заряженных частиц с атомами и молекулами атмосферных газов вызывает свечение, которое называется северным сиянием. Энергия, приходящая в виде этих частиц, далее распределяется в различных процессах вокруг всего земного шара, в результате чего происходят изменения в атмосфере и ионосфере на всех широтах и долготах. Но эти изменения на средних и низких широтах происходят спустя определённое время после событий в высоких широтах, и последствия их в разных областях, на разных широтах и в разное время различны. Поэтому имеется значительное многообразие последствий вторжения частиц солнечного ветра в зависимости от региона.
Волновое излучение Солнца распространяется прямолинейно со скоростью 300 тыс. км/сек и доходит до Земли за 8 минут. Молекулы и атомы атмосферных газов поглощают и рассеивают волновое излучение Солнца избирательно. Периодически, с ритмом приблизительно 11 лет, происходит усиление солнечной активности. В это время усиливается волновое солнечное излучение на разных частотах, из солнечной атмосферы выбрасываются в межпланетное пространство потоки электронов, протонов, ядер гелия, энергия и скорость которых много больше, чем энергия и скорость частиц солнечного ветра. Этот поток частиц распространяется в межпланетном пространстве наподобие поршня. Через определённое время этот поршень достигает орбиты Земли. Под его давлением магнитосфера Земли на дневной стороне сжимается в 2 раза и боле, что ведёт к увеличению напряжённости магнитного поля Земли. Так начинается мировая магнитная буря.
Период, когда магнитное поле увеличивается, называется начальной фазой магнитной бури и продолжается 4–6 часов. Далее магнитное поле возвращается к норме, а затем его величина начинает уменьшаться, так как поршень солнечного корпускулярного потока уже прошёл за пределы Земной магнитосферы, а процессы внутри самой магнитосферы привели к уменьшению напряжённости магнитного поля. Этот период пониженного магнитного поля называется главной фазой мировой магнитной бури и длится 10–15 часов. После главной фазы магнитной бури следует восстановительная, когда магнитное поле Земли восстанавливает свою величину. В каждом регионе возмущение магнитного поля происходит по-разному.
За последние годы стало понятно, что на человека действует целый ряд космических факторов, вызывающих изменения в магнитосфере планеты в результате воздействия на неё солнечных корпускулярных потоков. А именно:
1.
Инфразвук, представляющий
2.
Микропульсации или
3.
Также в это время меняется
интенсивность
Выбрасываемые из Солнца потоки очень разнообразны. Различны и условия в межпланетном пространстве, которое они преодолевают, поэтому нет строго одинаковых магнитных бурь. Каждая имеет своё лицо, отличается не только силой, интенсивностью, но и особенностями развития отдельных процессов. Таким образом, следует иметь в виду, что понятие «магнитная буря» в данной проблеме действия космоса на здоровье является своего рода собирательным образом.
Влияние солнечной активности на возникновение заболеваний установил ещё в 20-х годах А.Л.Чижевский. Его считают основоположником науки гелиобиологии. С тех пор проводятся исследования, накапливаются научные данные, подтверждающие влияние солнечных и магнитных бурь на здоровье. Замечено, что ухудшение состояния больных максимально проявляется, во-первых, сразу после солнечной вспышки и, во-вторых, – с началом магнитной бури.
Из
всех заболеваний, которые подвержены
воздействию магнитосферных бурь, сердечно–сосудистые
были выделены, прежде всего, поскольку
их связь с солнечной и магнитной
активностью была наиболее очевидной.
Проводились сопоставления
Во время магнитных бурь проявлялись субъективные симптомы ухудшения состояния больных, учащались случаи повышения артериального давления, ухудшалось коронарное кровообращение, что сопровождалось отрицательной динамикой ЭКГ. Исследования показали, что в день, когда на Солнце происходит вспышка, число случаев инфаркта миокарда увеличивается. Оно достигает максимума на следующий день после вспышки. В этот же день начинается магнитосферная буря, вызванная вспышкой.
Исследования
сердечного ритма показали, что слабые
возмущения магнитного поля Земли не
вызывали увеличения числа нарушений
сердечного ритма. Но в дни с умеренными
и сильными геомагнитными бурями
нарушения ритма сердца происходят
чаще, чем при отсутствии магнитных
бурь. Это относится как к
Наблюдения за больными гипертонической болезнью показали, что часть больных реагировала за сутки до наступления магнитной бури. Другие чувствовали ухудшение самочувствия в начале, середине или по окончании геомагнитной бури. В начале и на протяжении бури увеличивалось систолическое давление (приблизительно на 10 – 20%), иногда в конце, а также в продолжение первых суток после её окончания увеличивалось как систолическое, так и диастолическое артериальное давление. Только на вторые сутки после бури артериальное давление у больных стабилизировалось.
Проведённые исследования показали, что наиболее пагубно на больных действует буря в её начальный период. Анализ многочисленных медицинских данных вывел также сезонный ход ухудшения здоровья во время магнитных бурь; он характеризуется наибольшим ухудшением в весеннее равноденствие, когда увеличивается число и тяжесть сосудистых катастроф.
Выявлена связь солнечной активности и с функционированием других систем организма, с онкозаболеваниями. В частности, изучалась заболеваемость раком в Туркмении за время одного цикла солнечной активности. Было установлено, что в годы снижения солнечной активности заболеваемость злокачественными опухолями возрастала. Наибольшая заболеваемость раком имела место в период спокойного Солнца, наименьшая – при самой высокой солнечной активности. Предполагают, что это связано с тормозящим действием солнечной активности на малодифференцированные клеточные элементы, в том числе на раковые клетки.
Во
время магнитной бури чаще начинаются
преждевременные роды, а к концу
бури увеличивается число быстрых
родов. Учёные также пришли к выводу,
что уровень солнечной
Исследованиями
в разных странах на большом фактическом
материале было показано, что число
несчастных случаев и травматизма
на транспорте увеличивается во время
солнечных и магнитных бурь, что
объясняется изменениями

- Солнечно-земные связи
- Солнечно-земные связи и их влияние на человека
- Солнечно-земные связи и их влияние на человека
- Солнечно-земные связи и их влияние на человека
- Солнечно-земные связи и их влияние на человека
- Солнечно-Земные связи и их влияние на человека
- Солнечной системы с точки зрения космологии
- Солнечная энергия
- Солнечная энергия
- Солнечная энергия
- Солнечная энергия
- Солнечная энергия в Израиле
- Солнечно-земные связи
- Солнечно-земные связи