Реферат: Солнечная активность. Солнечно-земные связи

/>Солнечная активность.

Надо признать, что на поставленный в заголовке вопрос всё ещёнет чёткого ответа. По всей видимости, солнечная активность – результатсложного взаимодействия плазмы солнечной атмосферы, присутствующих в неймагнитных полей, конвективных движений и дифференциального вращения солнца.Проявления солнечной активности тесно связаны с магнитными свойствами солнечнойплазмы. Возникновение активной области начинается с постепенного увеличениямагнитного потока в некоторой области фотосферы. В соответствующих местаххромосферы вскоре после этого наблюдается увеличение яркости в линиях водородаи кальция. Такие области называются флоккулами. Примерно в тех же участках наСолнце в фотосфере (т.е. несколько глубже) при этом также наблюдается увеличениеяркости в белом (видимом) свете – факелы. Увеличение энергии, выделяющейся изобласти факела и флоккула, является следствием увеличившейся до несколькихдесятков эрстед напряжённости магнитного поля.

/>Через 1-2дня после появления флоккула в активной области возникают солнечные пятна ввиде маленьких чёрных точек – пор. Многие из них вскоре исчезают, и лишьотдельные поры за 2 – 3 дня превращаются в крупные тёмные образования. Типичноесолнечное пятно имеет размеры в несколько десятков тысяч километров и состоитиз тёмной центральной части – тени и волокнистой полутени. Важнейшаяособенность пятен – наличие в них сильных магнитных полей, достигающих вобласти тени наибольшей напряжённости, в несколько тысяч эрстед. В целом пятнопредставляет собой выходящую в фотосферу трубку силовых линий магнитного поля,целиком заполняющих одну или несколько ячеек хромосферной сетки. Верхняя частьтрубки расширяется, и силовые линии в ней расходятся, как колосья в снопе.Поэтому вокруг тени магнитные силовые линии принимают направление близкое кгоризонтальному. Полное, суммарное давление в пятне включает в себя давлениемагнитного поля и уравновешивается давлением окружающей фотосферы, поэтомугазовое давление в пятне оказывается меньшим чем в фотосфере. Магнитное полекак бы расширяет пятно изнутри. Кроме того магнитное поле подавляетконвективное движения газа, переносящие энергию из глубины вверх. Вследствиеэтого в области пятна температура оказывается меньше примерно на 1000 К. Пятнокак бы охлаждённая и скованная магнитным полем яма в солнечной фотосфере.

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

Самое мощное проявлениесолнечной активности – это вспышки. Они происходят в сравнительно небольшихобластях хромосферы и короны, расположенных над группами солнечных пятен. Посвоей сути вспышка – это взрыв, вызванный внезапным сжатием солнечной плазмы.Сжатие происходит под давлением магнитного поля и приводит к образованиюдлинного плазменного жгута или ленты. Длинна такого образования составляетдесятки и даже сотни тысяч километров. Общее количество энергии, выделяющееся врезультате взрыва, может составлять в зависимости от его силы от 1023до 1025 Дж. Продолжается вспышка обычно около часа.

/>Мощностьэнерговыделения 1 гр. вещества в области вспышки в среднем в 1012раз больше, чем мощность энерговыделения 1 гр. вещества всего Солнца. Этоговорит о том, что источник энергии вспышек отличается от источника энергиивсего Солнца. Хотя детально физические процессы, приводящие к возникновениювспышек, ещё не изучены, ясно, что они имеют электромагнитную природу. Основнойжгут вспышки обычно располагается вдоль нейтральной линии магнитного поля –направления, разделяющего области различной полярности. При некоторых условияхвозникает неустойчивость, магнитные поля вблизи нейтральной линии сильносближаются,  сливаются и нейтрализуются (аннигилируют). При этом энергиямагнитного поля переходит в другие формы: в излучение, тепло и кинетическуюэнергию движущихся газов. В электромагнитное излучение переходит примернополовина всей энергии. Это излучение может наблюдаться в видимых,ультрафиолетовых, рентгеновских лучах и даже гамма-лучах. Особенно многоэнергии излучается в красной спектральной линии водорода, в которой вспышкичаще всего и наблюдают при помощи узкополосных светофильтров. Энергия,излучаемая вспышкой в коротковолновой области спектра, состоит изультрафиолетовых рентгеновских лучей. Эти лучи испускаются очень сильноионизованными атомами. Например, во время некоторых вспышек наблюдалосьрентгеновское излучение, характерное для атома железа, лишённого 25 электронов,которые, по сути дела, представляет собой атомное ядро, обладающее подобноводороду, только одним электроном!

Другая половина энергиивспышки идёт на ускорение, иногда до релятивистских скоростей, элементарныхчастиц, главным образом электронов и протонов. Поток таки частиц добавляется вовремя вспышек к общему потоку космических лучей, наблюдаемых вблизи Земли.Сталкиваясь с другими атомами, энергичные ядра вызывают их необычайно сильнуюионизацию, а в некоторых случаях проникает даже через электронные оболочкиатмов и приводят к ядерным превращениям, сопровождающимся испусканиемгамма-квантов. Как и всякий сильный взрыв, вспышка порождает ударную волну,распространяющуюся как  вверх в корону, так и горизонтально вдоль поверхностныхслоев солнечной атмосферы. Излучение солнечных вспышек оказывает особо сильноевоздействие на верхние слои земной атмосферы и ионосферу и приводит квозникновению целого комплекса геофизических явлений.

Наиболее грандиознымиобразованьями  в солнечной атмосфере являются протуберанцы – сравнительноплотные облака газов, возникающие в солнечной короне или выбрасываемые в нее изхромосферы. Типичный протуберанец имеет вид гигантской светящейся арки,опирающейся на хромосферу и образованной струями и потоками более плотного ихолодного, чем окружающая корона, вещества. Иногда это вещество удерживаетсяпрогнувшимися под его тяжестью силовыми линиями магнитного поля, а иногдамедленно стекает вдоль магнитных силовых линий. Имеется множество различныхтипов протуберанцев. Некоторые из них, так называемые эруптивные протуберанцы,связаны с взрывоподобными выбросами вещества из хромосферы в корону.

Области на Солнце, вкоторых наблюдаются проявления солнечной активности, называются центрамисолнечной активности.

Общая активность Солнца,характеризуемая количеством и силой проявления центров солнечной активности,периодически изменяется. Существует множество различных удобных способовколичественно оценивать уровень солнечной активности. Обычно пользуютсянаиболее простым и раньше всех введенным индексом солнечной активности –числами Вольфа W. Числа Вольфапропорциональны сумме полного числа пятен, наблюдаемых в данный момент наСолнце (f), и удесятеренного числа групп,которые они образуют (g).Таким образом, W=k(f+10g),где k – коэффициент, учитывающий качествоинструмента и производимых с его помощью наблюдений. Эпоху, когда количествоцентров активности наибольшее, считают максимумом солнечной активности, а когдаих совсем нет или почти совсем нет – минимумом. Максимумы и минимумы чередуютсяв среднем с периодом 11 лет. Это составляет так называемый одиннадцатилетнийцикл солнечной активности.

/>Солнечно-земныесвязи.

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

Само собой разумеется,что длительный срок своего развития человеческий организм приспособился кизменениям солнечной активности. Мы недаром называем Солнце источником жизни. Исовершенно неправильно думать, что солнечная активность представляет длячеловечества какую-то угрозу. Однако вполне резонно, что изменение солнечнойактивизации естественных процессов, с точки зрения людей, как полезных, так ивредных.

Солнцевлияет на следующие факторы:

·   эпидемиологическуюобстановку на Земле;

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

·   наколичество автомобильных и железнодорожных аварий.

Максимумвсего этого приходится на годы активного Солнца.

Например, замечена связь роста солнечной активностис вспышками эпидемий некоторых болезней. Одно из более интересных исследованийв этой области принадлежит советскому учёному А.Л. Чижевскому. Он собралподробные сведения о периодичности эпидемических заболеваний и сопоставил их сданными о солнечной активности. На основании выведенной связи А.Л. Чижевский в1929 году предпринял попытку предсказать некоторые эпидемии на 35 лет вперёд.Результаты его прогноза поразительны. Семь из восьми предсказанных Чижевскимэпидемий гриппа действительно произошли.

Изучения воздействиясолнечной активности на атмосферу Земли поможет уяснить, каким путёмвоздействует Солнце на человеческий организм. Эти знания в свою оче6редьпомогут улучшить условия жизни человека, помогут профилактике заболеваний,правильной постановки медицинских исследований.

Для астрономов игеофизиков в наши дни нет сомнений, что важные солнечно-земные связисуществуют. Их влияние может быть различно в зависимости от состояния солнечнойактивности, и от положения Земли относительно Солнца.

Смерчи и ураганырождаются в атмосфере из-за неодинакового разогрева отдельных её участков. Оничаще всего появляются в определённые сезоны. Такого рода явления прямо – самымнепосредственным образом – связаны с Солнцем. Но ведь связь может быть икосвенной.

Вы, конечно, слышали олавинах в горах. Как будто бы ни чего не предвещает несчастья, всё спокойно. Новот покатился по склону маленький камешек, увлёк за собой несколько других –ещё мгновение, и вниз по склону, ломая вековые деревья, сметая всё на своёмпути, устремляется громадная лавина. Причина в первом камешке? Нет. Коварныегоры исподволь «подготовили» эту лавину. Падение камешка послужило толькосигналом.

Цепь событий в этомслучае напоминает ту, которая бывает при ружейном выстреле. Ружьё заряжено, всёготово к выстрелу, но само по себе ружьё стрелять не станет. Охотник спускаетпредохранитель, нажимает спусковой крючок – всё это события незначительные,человек не прикладывает больших физических усилий. Щелчок – и из дулавырывается смертоносная пуля.

Может быть, нечто аналогичное происходит при разрушительныхземлетрясениях, и при извержениях вулканов. Исподволь идет «подготовка» внедрах Земли к этим страшным событиям. И вдруг небольшое изменение солнечнойактивности – как будто Солнце нажало на невидимый крючок – влечёт за собойизлияние расплавленной лавы, сотрясения почвы, появление чудовищных океанскихволн цунами.

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

Весь мир, вся живая и неживая природа находится вразвитии. Мы должны всегда изучать процессы, должны следить за событиями в ихразвитии. Ни какое развитие не может происходить гладко, его никак нельзяуподобить поезду, безостановочно мчащегося по накатанной дороге. Совсемнаоборот. Всякое развитие происходит в борьбе, скачками, оно неизбежносопряжено с многочисленными трудностями.

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

Потребовались сотни лет, чтобы открыть многие законыастрономии. И теперь наука вплотную подошла к вопросу о влиянии Солнца наЗемлю.

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

В 1957 – 1958 гг. наблюдается очевидный максимумсолнечной активности. Именно в этот период для лучшего изучения солнечно-земныхсвязей и выявления процессов, вызываемых на земле повышением солнечнойактивности, по призыву Международного Совета научных союзов при ЮНЕСКО учёныеразных стран объединили свои усилия в проведении Международного ГеофизическогоГода. На протяжении 20-и месяцев лучшие научные кадры во всём мире былисосредоточены на одновременном совместном изучении разнообразных процессов насуше и в атмосфере, в Арктика и Антарктике, на Солнце и в недрах земли – техпроцессов, которые расширяют наши представления об общих закономерностях«жизни» солнечной системы.

Список используемой литературы.

·   А.А. Гурштейн –«Извечные тайны неба»;

·   Э.В. Кононович –«Солнце – дневная звезда»;

·   «Энциклопедия поастрономии».

еще рефераты
Еще работы по астрономии