Солнечно-Земные связи и их влияние на человека

Главная - Астрономия, авиация, космонавтика - Солнечно-Земные связи и их влияние на человека

2. Солнечно - Земные Связи (Физический аспект)

Система прямых или опосредствованных физических связей между гелио- и геофизическими процессами. Земля получает от Солнца не только свет и тепло, которые обеспечивают необходимый уровень освещенности и среднюю температуру ее поверхности, но и подвергается комбинированному влиянию ультрафиолетового и рентгеновского излучения, солнечного ветра, солнечных космических лучей. Вариации мощности этих факторов при изменении уровня солнечной активности вызывают цепочку взаимозависимых явлений в межпланетному просторные, в магнитосфере, ионосфере, нейтральной атмосфере, биосфере, гидросфере и, возможно, литосфере Земли. Изучение этих явлений и составляет суть проблемы Солнечно-Земных связей. Строго говоря, Земля делает некоторое обратное (по крайней мере , гравитационное) влияние на Солнце, однако оно ничтожно имело, так что обычно рассматривают только влияние солнечной активности на Землю. Это влияние сводится или к переносу от Солнца до Земли энергии, которые выделяется в нестационарных процессах на Солнце (энергетический аспект Солнечно-Земные связи), или к перераспределению уже накопленной энергии в магнитосфере, ионосфере и нейтральной атмосфере Земли (информационный аспект). Перераспределение энергии может происходить или плавно (ритмические колебания геофизических параметров), или скачкообразно (триггерный механизм).

Представление о Солнечно-Земных связях составлялись постепенно, на основе отдельных догадок и открытий. Так, в конце XІ в. К.О.Биркелан (Биркеланд; Норвегия) впервые высказал допущение, что Солнце кроме волнового излучения выпускает также и частицы. В 1915 г. А.Л.Чижевский обратил внимание на циклическую связь между развитием некоторых эпидемий и плямовиникною деятельностью Солнца. Синхронность многих гелио- и геофизических явлений (а также форма кометных хвостов) приводила к мнению, которое в межпланетном пространстве мается агент, который передает солнечные возмущение к Земле. Этим агентом оказался солнечный ветер, существование которого экспериментально было доказано на 1960-начала х гг. путем прямых измерений с помощью автоматических межпланетных станций. Открытие солнечного ветра вместе с накопленными данными о других проявлениях солнечной активности послужило основой для исследования физики Солнечно-Земных зв'язків.

Последовательность событий в системе Солнце-Земля можно проследить, наблюдая цепочку явлений, которые сопровождают могущественную вспышку на Солнце - высшее проявление солнечной активности. Следствия вспышки начинают обозначаться в околоземному просторные почти одновременно с событиями на Солнце (время распространения электромагнитных волн от Солнца до Земли - едва больше 8 минут). В частности, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение вызывает дополнительную ионизацию верхней атмосферы, которая приведет к или ухудшение даже полному прекращению радиосвязи (эффект Деллинджера) на освещенной стороне Земли.

Обычно могущественная вспышка сопровождается испусканием большого количества ускоренных частиц - солнечных космических лучей (СКП). Найенергійніші из них начинают приходить к Земле спустя едва более 10 мин после максимума вспышки. Повышенный поток СКП в Земли может наблюдаться несколько десятков часов. Вторжение СКП в ионосферу полярных широт вызывает дополнительную ионизацию и, соответственно, ухудшение радиосвязи на коротких волнах. Маются данные о том, что СКП в значительной мере оказывают содействие опустошению озонного пласта Земли. Усиленные потоки СКП представляют собой также одно из главных источников радиационной опасности для экипажей и оборудование космических кораблів.

Вспышка генерирует могущественную ударную волну и выбрасывает в межпланетное пространство туча плазмы. Ударная волна и туча плазмы за 1.5-2 пор достигают Земли и вызывают магнитную бурю, снижение интенсивности галактических космических лучей, усиление полярных сияний, возмущение ионосферы и так далее.Маются статистические данные о том, что через 2-4 сутки после магнитной буры происходит заметная перестройка баричного поля тропосферы. Это приводит к увеличению нестабильности атмосферы, нарушению характера циркуляции воздуха (развития циклонов и др. метеоявлений). Миру магнитные буры представляют собой крайняя степень возмущенности магнитосферы в целом. Более слабые (но более частые) возмущение, называемые суббурями, развиваются в магнитосфере полярных областей. Еще более слабые возмущения возникают близ границы магнитосферы с солнечным ветром. Причиной збурювань последних двух типов есть флюктуации мощности солнечного ветра. При этом в магнитосфере генерируется широкий спектр электромагнитных волн с частотами 0,001 - 10,0 Гц, что свободно доходят к поверхности Земли.

Во время магнитных бур интенсивность этого низкочастотного излучения возрастает в 10-100 раз. Большую роль в геомагнитных збурюваннях играет межпланетное магнитное поле, особенно его южный компонент, перпендикулярный плоскости эклиптики. С изменением знака радиального компонента межпланетного магнитного поля связанная асимметрия потоков СКП, что вторгаются в полярные области, изменение направления конвекции магнітосферної плазмы и ряд других явищ.

Статистически установленная связь между уровнями солнечной и геомагнитной возмущенности и ходом ряда процессов в биосфере Земли (динамикой популяции животных, эпидемий, эпизоотий, количеством сердечно-сосудистых кризов и др.). Наиболее вероятной причиной такой связи являются низкочастотные колебания электромагнитного поля Земли. Это подтверждается лабораторными экспериментами по изучению действия электромагнитных полей естественной напряженности и частоты на ссавців.