Солнце и его влияние на Землю

      Вспышки связаны с активными  областями Солнца и представляют  собой взрывы, в которых вещество  разогревается до температур  в сотни миллионов градусов. Большую часть излучения составляют рентгеновские лучи, но вспышки легко наблюдаются в видимом свете и в радиодиапазоне. Заряженные частицы, выброшенные из Солнца, через несколько дней достигают Земли и вызывают полярные сияния, влияют на работу средств связи.

    Вспышки приводят к значительному увеличению ультрафиолетового излучения Солнца, сопровождаются всплесками рентгеновского излучения и радиоизлучения. Некоторые, так называемые протонные, вспышки сопровождаются сильными потоками частиц - космическими лучами солнечного происхождения, которые достигают Земли через несколько десятков минут.

    Протонные вспышки создают опасность для находящихся в полете космонавтов, так как частицы, сталкиваясь с атомами оболочки корабля, порождают рентгеновское и гамма-излучение, причем иногда в опасных дозах. В результате вспышек происходят колебания напряженности геомагнитного поля Земли (магнитные бури), наблюдаются полярные сияния и другие явления, отражающие общее возмущение магнитного поля Земли.

    Что касается последних вспышек конца  марта - начала апреля, то область, где  все это произошло (обозначенная как Noaa 9393) сместилась вместе с вращением Солнца, так что, к счастью, большая часть энергии этой вспышки была направлена в сторону от Земли.. Отмечались лишь кратковременные нарушения радиосвязи и сильное полярное сияние (свечение атмосферы наблюдалось даже на широте Мехико).

    Внимание, которое ученые уделили этим вспышкам, связано и с проблемой так  называемого цикла солнечной  активности. В 1843 году немецкий астроном Г. Швабе обнаружил периодичность  солнечной активности. Как оказалось, усредненное за год число наблюдаемых пятен, а также площадь, занимаемая ими, меняется с периодом около 11 лет. Разумеется, эта величина приблизительная, продолжительность отдельных циклов может колебаться от 7,5 до 16 лет. Существуют и колебания величины максимумов 11-летнего цикла с периодом около 90 лет.

    Хотя  полной теории солнечных циклов еще  не существует, их проявления на Земле  видны на целом ряде периодически (с разницей примерно в 11 лет) изменяющихся явлений, включая число магнитных бурь и полярных сияний. Что еще важнее, эта цикличность отражается и в изменениях биологических событий.

    Одним из тех, кто впервые обратил внимание на подобные взаимосвязи, был российский ученый Александр Леонидович Чижевский. Интересно, что на выбор профессии  существенно повлияли личные мотивы. Дело в том, что будущий ученый рос слабым ребенком, его самочувствие зависело от внешних климатических факторов, да так, что он почти за сутки мог предсказать перемену погоды. Сейчас это называют метеочувствительностью, и ее в той или иной степени испытывает значительное число людей. У Чижевского метеочувствитсльность проявлялась всю жизнь, так что многие свои гипотезы он проверял на себе. Многочисленные наблюдения позволили ему сделать вывод о том, что сильные "пертурбации на Солнце" вызывают повышенную нервную возбудимость и резко выраженную эмоциональность у людей.

    Исследования  Чижевского и его последователей позволили выделить связь между 11-летним циклом солнечной активности и землетрясениями, урожаями сельскохозяйственных культур, числом сердечно-сосудистых заболеваний, эпидемий и эпизоотий, а также периодами бурного размножения животных. В большинстве случаев те или иные неблагоприятные для человека события усиливаются на фоне максимумов солнечной активности, поэтому ученые пристально отслеживают развитие каждого цикла.

    Текущему  циклу солнечной активности присвоен номер 23, и, по расчетам, его максимум пришелся на 2000 год. Цикл характеризовался учеными как средний по силе, а для таких циклов типичны мощные солнечные вспышки и в фазу спада. Учитывая, что эта фаза началась как раз в 2001 году, вспышки конца марта - начала апреля могут быть лишь первыми в целом ряду таких же, и тогда Солнце не успокоится до конца 2004 года 
 
 

    2.3. Солнечные пятна 

    Солнце  состоит из раскаленных газов, которые  все время движутся и перемешиваются, и поэтому ничего постоянного и неизменного на солнечной поверхности нет. Самыми устойчивыми образованиями являются солнечные пятна. Но и их вид изо дна в день меняется, и они тоже то появляются, то исчезают. В момент появления солнечное пятно обычно имеет небольшие размеры, оно может исчезнуть, но может и сильно увеличиться.

    Главную роль в большинстве наблюдаемых  на Солнце явлений играют магнитные поля. Солнечное магнитное поле имеет очень сложную структуру и непрерывно меняется. Совместные действия циркуляции солнечной плазмы в конвективной зоне и дифференциального вращения Солнца постоянно возбуждает процесс усиления слабых магнитных полей и возникновения новых. Видимо это обстоятельство и является причиной возникновения на Солнце пятен. Пятна то появляются, то исчезают. Их количество и размеры меняются. Но, примерно, каждые 11 лет число пятен становится наибольшим. Тогда говорят, что Солнце активно. С таким же периодом (~ 11 лет) происходит и переполюсовка магнитного поля Солнца. Естественно предположить, что эти явления связанны между собой.

    Развитие  активной области начинается с усиления магнитного поля в фотосфере, что приводит к появлению более ярких участков - факелов (температура фотосферы Солнца в среднем 6000К, в области факелов примерно на 300К выше). Дальнейшее усиление магнитного поля приводит к появлению пятен.

    В начале 11-летнего цикла пятна  в небольшом количестве начинают появляться на сравнительно высоких широтах (35 - 40 градусов), а за тем постепенно зона пятнообразования спускается к экватору, до широты плюс 10 - минус 10 градусов, но на самом экваторе пятен, как правило, не бывает.

    Галилео Галилей одним из первых заметил, что пятна наблюдаются не всюду  на Солнце, а, главным образом, на средних  широтах, в пределах так называемых "королевских зон".

    Сначала обычно появляются одиночные пятна, но затем из них возникает целая группа, в которой выделят два больших пятна - одно - на западном, другое - на восточном краю группы. В начале нашего века выяснилось, что полярности восточных и западных пятен всегда противоположны. Они образуют как бы два полюса одного магнита, а потому такую группу называют биполярной. Типичное солнечное пятно имеет размеры несколько десятков тысяч километров.

    Галилей, зарисовывая пятна, отмечал вокруг некоторых из них серую каемку.

    Действительно, пятно состоит из центральной, более  темной части - тени и более светлой  области - полутени.

      Солнечные пятна  иногда бывают  видны на его диске даже  невооруженным глазом . Кажущаяся  чернота этих образований вызвана тем, что их температура примерно на 1500 градусов ниже температуры окружающей их фотосферы (и соответственно непрерывное излучение от них гораздо меньше). Одиночное развитое пятно состоит из темного овала - так называемой тени пятна, окруженного более светлой волокнистой полутенью. Неразвитые мелкие пятна без полутени называют порами. Зачастую пятна и поры образуют сложные группы.

    Типичная  группа пятен изначально возникает  в виде одной или нескольких пор  в области невозмущенной фотосферы. Большинство таких групп обычно исчезают через 1-2 суток. Но некоторые последовательно растут и развиваются, образовывая достаточно сложные структуры. Солнечные пятна могут быть больше в диаметре чем Земля.Они часто объединяются в группы.Они формируюся  за несколько дней и обычно исчезают за неделю.Некоторые большие пятна ,хотя,могут сохраняться в течении месяца. Большие группы солнечных пятен более активны чем маленькие группы или отдельные пятна.

      Солнце меняет состояние магнитосферы  и атмосферы Земли. Магнитные  поля и потоки частиц, которые идут от солнечных пятен, достигают Земли и влияют прежде всего на мозг, сердечно-сосудистую и кровеносную системы человека, на ее физическое, нервное и психологическое состояние. Высокий уровень солнечной активности, его быстрые изменения возбуждают человека, а поэтому и коллектив, класс, общество, особенно, когда есть общие интересы и понятная и воспринимаемая идея.

    Поворачиваясь к Солнцу то одним, то другим своим  полушарием, Земля получает энергию. Этот поток можно представить в виде бегущей волны: там, где падает свет - ее гребень, где темно - провал. Иными словами, энергия то прибывает, то убывает. Об этом в своем знаменитом естественном законе говорил еще Михаил Ломоносов.

    Теория  о волнообразном характере поступления  энергии на Землю побудила основоположника гелиобиологии Александра Чижевского обратить внимание на связь между увеличением солнечной активности и земными катаклизмами. Первое наблюдение, сделанное ученым, датируется июнем 1915 года. На Севере блистали полярные сияния, наблюдавшиеся как в России, так и в Северной Америке, а "магнитные бури непрерывно нарушали движение телеграмм". Как раз в этот период ученый обращает внимание на то, что повышенная солнечная активность совпадает с кровопролитием на Земле. И действительно, сразу после появления больших пятен на Солнце на многих фронтах Первой мировой усилились военные действия.

    Теперь  астрономы говорят, что наше светило  становится все более ярким и  жарким. Это связано с тем, за последние 90 лет активность его магнитного поля увеличилась более чем вдвое, причем наибольший рост произошел за последние 30 лет. В Чикаго, на ежегодной конференции Американского астрономического общества, прозвучало предупреждение ученых о грозящих человечеству неприятностях.

    Это может привести к тому, что на Земле выйдут из строя линии электропередач, изменятся орбиты спутников, которые обеспечивают работу систем связи, "направляют" самолеты и океанские лайнеры. Солнечное "буйство" обычно характеризуется мощными вспышками и появлением множества тех самых пятен.

    Александр Чижевский еще в 20-х гг. обнаружил, что солнечная активность влияет на экстремальные земные события  – эпидемии, войны, революции…  Земля не только обращается вокруг Солнца – все живое на нашей планете пульсирует в ритмах солнцедеятельности, – установил он.

    В 1915–1916 гг., следя за происходящим на русско-германском фронте,  Александр  Чижевский сделал поразившее его  современников открытие. Усиление солнечной  активности, фиксируемое в телескоп, совпадало по времени с активизацией боевых действий. Заинтересовавшись, он провел статистическое исследование среди родных и знакомых на предмет возможной связи нервно-психических и физиологических реакций с появлением вспышек и пятен на Солнце. Математически обработав полученные таблички, он пришел к потрясающему выводу: Солнце влияет на всю нашу жизнь гораздо тоньше и глубже, чем это представлялось до этого.  В кровавой и мутной замяти конца века мы видим наглядное подтверждение его идей. А в спецслужбах разных стран ныне целые отделы занимаются анализом солнечной активности... В главном, была доказана синхронность максимумов солнечной активности с периодами возникновения революций и войн, периоды усиленной деятельности солнечных пятен часто совпадали со всякими общественными смятениями.

    Недавно несколько космических спутников  зафиксировали выброс солнечных протуберанцев, характеризующийся необычно высоким уровнем рентгеновского излучения. Такие явления представляют серьезную угрозу для Земли и ее жителей. Вспышка такой мощности потенциально способна дестабилизировать работу энергетических сетей. К счастью, поток энергии не затронул Землю и никаких ожидаемых неприятностей не случилось. Но само по себе событие является провозвестником так называемого "солнечного максимума", сопровождающегося выбросом гораздо большего количества энергии, способного вывести из строя коммуникации связи и силовые линии, трансформаторы, под угрозой будут находиться космонавты и космические спутники, находящиеся вне магнитного поля Земли и не защищенные атмосферой планеты. На сегодняшний день спутников NASA на орбите больше, чем когда-либо прежде. Существует угроза и для самолетов, выражающаяся в возможности прекращения радиосвязи, глушении радиосигналов.

    Солнечные максимумы плохо поддаются прогнозированию, известно только, что они повторяются примерно через каждые 11 лет.

    Протуберанцы  в течение солнечного максимума  могут возникать ежедневно, но неизвестно, какой именно силой они будут  обладать и затронут ли они нашу планету. В течение нескольких прошлых  месяцев всплески солнечной активности и вызванные ими направленные на Землю потоки энергии были слишком слабы, чтобы причинить какой-либо ущерб. Помимо рентгеновского излучения, это явление несет и другие опасности: Солнце выбрасывает миллиард тонн ионизированного водорода, волна которого перемещается со скоростью миллион миль в час и способна достигнуть Земли за несколько дней. Еще большую проблему представляют собой энергетические волны протонов и альфа-частиц. Они перемещаются с гораздо большей скоростью и не оставляют времени для принятия контрмер, в отличие от волн ионизированного водорода, с пути которых можно успеть убрать спутники и самолеты. В некоторых, самых экстремальных случаях все три волны могут достигнуть Земли внезапно и почти одновременно. Защиты нет, ученые пока не в силах точно предсказать такой выброс и тем более его последствия. 
 
 
 
 
 

    2.4. Солнечная энергия 

    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.