 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ
| Сонячна активність та її причини
ВСТУП 1. Сонячна активність і її причини 2. Параметри Сонячної активності та її вплив на погоду і клімат 3.Висновок СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
ВСТУП
Проблема «Сонце - Земля» є на сьогоднішній день актуальною з багатьох причин. По-перше, це проблема альтернативних джерел енергії на Землі. Сонячна енергія - невичерпне джерело енергії, притому безпечний. По-друге, цей вплив сонячної активності на земну атмосферу і магнітне поле Землі: магнітні бурі, полярні сяйва, впливу сонячної активності на якість радіозв'язку, посухи, льодовикові періоди та інших Зміна рівня сонячної активності призводить до зміни величин основних метеорологічних елементів: температури, тиску, числа гроз, опадів і пов'язаних з ними гідрологічних і дендрологічних характеристик: рівня озер і річок, грунтових вод, солоності і заледеніння океану, числа кілець в деревах, мулових відкладень і т.п. Правда в окремі періоди часу ці прояви відбуваються тільки частково або зовсім не спостерігаються. По-третє, це проблема «Сонце - біосфера землі». Зі зміною сонячної активності вченими було відмічено зміна чисельності комах і багатьох тварин. У результаті вивчення властивостей крові: числа лейкоцитів, швидкості згортання крові та ін, були доведені зв'язку серцево-судинних захворювань людини з сонячною активністю. У даній роботі ми обмежимося розглядом впливу сонячної активності на геофізичні параметри, особливу увагу приділивши впливу активності на погоду і клімат. Сонячна активність та її причини
У Сонця є власна «життя», звана сонячною активністю: розпечена маса Сонця перебуває в безперервному русі, яке породжує плями і факели, змінює силу і напрям сонячного вітру. На цю сонячну життя відразу реагує магнітне поле Землі і її атмосфера, породжуючи різні явища, впливаючи на тваринний і рослинний світ, провокуючи спалахи народжуваності різних видів тварин і комах, а також наші з вами захворювання.
Крім звичайного випромінювання, що виходить від Сонця, виявлено та інтенсивне радіовипромінювання. Радянська експедиція в Бразилії, яка спостерігала затемнення 20 травня 1947, виявила падіння інтенсивності радіовипромінювання Сонця в 2 рази під час повної фази сонячного затемнення, в той час, як інтенсивність загального випромінювання Сонця зменшилася в мільйон разів. Це говорить про те, що радіовипромінювання Сонця відбувається головним чином від його корони.
Причини циклічної діяльності Сонця залишаються поки невідомими. Одні вчені схиляються до думки, що її основою є внутрішні механізми, інші стверджують, що це гравітаційні впливу обертаються навколо Сонця планет. Друга точка зору виглядає логічніше. Потрібно враховувати і той факт, що звернення планет відбувається не стільки навколо Сонця, скільки навколо загального центру ваги всієї Сонячної системи, по відношенню до якого саме Сонце описує складну криву. Якщо врахувати до того ж, що Сонце - не тверде тіло, то така динаміка обертання неодмінно впливає і на динаміку руху всієї сонячної плазми, задаючи ритми сонячної активності. 2.Параметри Сонячної активності та її вплив на погоду і клімат Найбільш близьке до нас джерело частинок високих енергій це, зрозуміло, наша зірка - Сонце. Тому для того, щоб зрозуміти і оцінити рівень енергії (або потужність) розглянутих впливів, припустимо обмежитися аналізом енергії надходить від Сонця, а точніше аналізом варіацій енергії надходять від нього потоків. На Сонці відбувається безліч процесів, більша частина з яких залишається невивченою. Тим не менш, скласти достатнє уявлення про варіації надходженої від нього енергії можна, розглянувши один із головних чинників - близьке до періодичної зміна сонячної активності. 22-річний сонячний цикл визначається періодичною зміною полярності гігантського магніту, який представляє собою Сонце. Поверхня Сонця дуже неоднорідна і знаходиться в постійному русі. Це підтверджують численні знімки, які в постійному режимі роблять станції спостереження і обсерваторії, в тому числі міжнародні, у різних діапазонах спектра. Припливи і відливи розпечених і майже повністю іонізованих речовин, які вирують над Сонцем, іноді призводять до ефекту, званого корональним викидом маси .У цьому випадку від поверхні нашої зірки відриваються величезні потоки плазми, які йдуть у міжзоряний простір і цілком можуть досягти Землі. Плями на Сонці, які в безперервному режимі реєструються вже більше ста років, як раз і є основою для найбільш простого способу реєстрації сонячної активності. Втім, плями на Сонці можуть бути різного розміру, причому поява групи плям далеко не тотожна появі однієї плями на тій же площі. Щоб врахувати цю обставину, в сонячно-земній фізиці давно використовуються так звані числа Вольфа, які дозволяють досить точно судити про активність світила за кількістю плям, можна побачити з Землі. Число Вольфа або відносна Цюріхське число сонячних плям, визначається за формулою R=k(f+10g) де f - загальна кількість плям на видимій півсфері Сонця, g - кількість груп плям. Коефіцієнт k забезпечує облік умов спостережень (наприклад, тип телескопа). З його допомогою спостереження в будь-якій точці планети перераховуються до стандартних Цюріхських чисел. Наочно показати це можна, відштовхуючись лише від одного факту - Сонце, як і всяке сильно розігріте тіло, випромінює електромагнітні хвилі в дуже широкому спектральному діапазоні. Крім видимого світла, воно випускає і радіохвилі, і жорсткі рентгенівські промені. Враховуючи, що спектр розігрітих тіл є практично суцільним, а варіації інтенсивності в його окремих ділянках можуть і не бути корельованими один з одним, легко уявити собі труднощі, з якими стикається сонячно-земна фізика при спробах відшукати якийсь інтегральний (або універсальний) показник. Єдиного універсального показника для активності Сонця не існує, але в сонячно-земної фізики встановлено, що можна вказати величини, які дозволяють в якійсь мірі наблизитися до вирішення цього завдання. Однією з цих величин є інтенсивність радіовипромінювання Сонця на хвилі 10,7 см , Яка також володіє приблизно тією ж періодичністю, що і числа Вольфа. Численні дослідження показали, що варіації і цього, і багатьох інших показників з прийнятною точністю корелюють з числами Вольфа. Тому в багатьох дослідженнях з сонячно-земних зв'язків проводиться співставлення спостерігаються в різних оболонках Землі явищ з поведінкою сонячної активності. Втім, для більш точних кількісних оцінок використовується і інтенсивність радіовипромінювання на хвилі 10,7 см . Відомі численні роботи, що показують, що зміна сонячної активності протягом 11-річного циклу, впливає на багато показників, що відносяться як до верхньої, так і до нижньої атмосфері. Одним з яскравих прикладів є цикл робіт, виконаний у Науково-дослідному інституті фізики Санкт-Петербурзького університету. У цих роботах було вивчено вплив сонячної активності на багаторічний хід температури поблизу земної поверхні, тобто в тропосфері. Робіт аналогічного профілю існує дуже багато, наприклад, були й певні кроки з популяризації даних досліджень, і тим більш цікавим є огляд, в якому розглядалися суттєві труднощі, які виникають при спробах інтерпретувати вплив сонячної активності на події в тропосфері. Єдиного універсального показника для активності Сонця не існує, але в сонячно-земній фізики встановлено, що можна вказати величини, які дозволяють в якійсь мірі наблизитися до вирішення цього завдання. Однією з цих величин є інтенсивність радіовипромінювання Сонця на хвилі 10,7 см , яка також володіє приблизно тією ж періодичністю, що і числа Вольфа. Численні дослідження показали, що варіації і цього, і багатьох інших показників з прийнятною точністю корелюють з числами Вольфа. Тому в багатьох дослідженнях з сонячно-земних зв'язків проводиться співставлення- спостерігаються в різних оболонках Землі явищ з поведінкою сонячної активності. Втім, для більш точних кількісних оцінок використовується і інтенсивність радіовипромінювання на хвилі 10,7 см . Відомі численні роботи, що показують, що зміна сонячної активності протягом 11-річного циклу, впливає на багато показників, що відносяться як до верхньої, так і до нижньої атмосфери. Одним з яскравих прикладів є цикл робіт, виконаних у Науково-дослідному інституті фізики Санкт-Петербурзького університету. У цих роботах було вивчено вплив сонячної активності на багаторічний хід температури поблизу земної поверхні, тобто в тропосфері. Робіт аналогічного профілю існує дуже багато, наприклад, були й певні кроки з популяризації даних досліджень, і тим більш цікавим є огляд, в якому розглядалися суттєві труднощі, які виникають при спробах інтерпретувати вплив сонячної активності на події в тропосфері. Перша трудність полягає в тому, що потік енергії, що надходить від Сонця в навколоземний космічний простір з високою точністю постійний. За оцінками, які підтверджуються розрахунками, проведеними на підставі даних отриманих із супутника "Німбус-7, в навколоземний космічний простір приходить енергія, яка характеризується величиною порядку (10)12 МВт. При цьому її мінлива частина складає усього близько (10) 6 – (10)4 МВт, тобто менше однієї десятитисячної відсотка від фонового значення. Іншими словами, варіативна частина енергії, що надходить на Землю від Сонця порівнянна з тією, що виробляється людиною в одному, порівняно невеликому, регіоні. Потік променистої енергії, що надходить від Сонця, можна також охарактеризувати за допомогою сонячної постійної S (Величина потоку енергії, віднесена до одиниці площі). Супутникові вимірювання, проведені в максимумі і мінімумі сонячної активності, показали, що величина S з високою точністю справді залишається постійною. Різниця складає близько 2 Вт / м 2 при середній величині S близько 1380 Вт / м 2. Зіставлення енергії, що припадає на мінливу частина потоку від Сонця з енергією характерною для атмосфери явищ, скажімо, одного-єдиного циклону також показує, що це - порівнянні величини. Інакше кажучи, безпосередньо впливу на події в тропосфері зміни сонячної активності надавати не повинні, якщо відштовхуватися від енергетичних міркувань. Однак це ще не все. Ще одна складність, яка виникає при розгляді впливу варіацій сонячної активності на тропосферу, тобто самий нижній шар атмосфери, полягає в тому, що частки і випромінювання, що несуть варіативну частину енергії не доходять до поверхні землі. Короткохвильове випромінювання, а також такі частинки як електрони радіаційних поясів і сонячні протони поглинаються в більш високих шарах атмосфери (у стратосфері та мезосфері). Як можна бачити, мова справді йде про дуже невелику (в енергетичному вираженні) впливі, результат якого, тим не менш, шукали кілька десятиліть.
Висновок Сонце висвітлює і зігріває нашу планету, без цього було б неможливе життя на ній не тільки людини, але навіть мікроорганізмів. Сонце - головний (хоча і не єдиний) двигун процесів, що відбуваються на Землі. Але не тільки тепло і світло одержує Земля від Сонця. Різні види сонячного випромінювання і потоки часток впливають на її життя.
Сонце посилає на Землю електромагнітні хвилі всіх областей спектра - від багатокілометрових радіохвиль до гамма-променів. Околиць Землі досягають також заряджені частки різних енергій - як високих (сонячні космічні промені), так і низьких і середніх (потоки сонячного вітру, викиди від спалахів). На кінець, Сонце випускає могутній потік елементарних часток - нейтрино. Однак вплив останніх на земні процеси зовсім мале: для цих часток земна куля прозора, і вони вільно крізь нього пролітають.
Тільки дуже мала частина заряджених часток з міжпланетного простору попадає в атмосферу Землі (інші чи відхиляє чи затримує геомагнітне поле). Але їхньої енергії досить для того щоб викликати полярні сяйва і зміни магнітного поля нашої планети, усе це неминуче впливає на все живе і, можливо, неживе на планеті Земля.
|
