Сонячно-земні зв'язки
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Сонячно-земні зв'язки

сонячно-земні зв'язки, реакція Землі (її зовнішніх оболонок, включаючи біосферу ) на зміну сонячній активності . Рівень сонячної активності (число активних областей і сонячних плям, кількість і потужність сонячних спалахів і т.д.) змінюється з періодом близько 11 років. Існують також слабкі коливання величини максимумів 11-річного циклу з періодом близько 90 років. На Землі 11-річний цикл просліджується на цілому ряду явищ органічної і неорганічної природи (обурення магнітного поля, полярні сяяння, обурення іоносфери, зміна швидкості росту дерев з періодом 11 років, встановленим по чергуванню товщини річних кілець, і т.д.). На земні процеси надають також дію окремі активні області на Сонці і що відбуваються в них короткочасні, але інколи дуже потужні спалахи. Час існування окремої активної області на Сонці може досягати 1 року. Що викликаються цією областю обурення в магнітосфері і верхній атмосфері Землі повторюються через 27 сут (із спостережуваним із Землі періодом обертання Сонця). Найбільш потужні прояви сонячної активності — сонячні (хромосфери) спалахи — відбуваються нерегулярний (частіше поблизу періодів максимальної активності), тривалість їх складає 5—40 мін , рідко декілька годинника. Енергія спалаху хромосфери може досягати ~10 32 ерг (~10 25 дж ), з енергії, що виділяється при спаласі, лише 1—10% доводиться на електромагнітне випромінювання в оптичному діапазоні. В порівнянні з повним випромінюванням Сонця в оптичному діапазоні енергія спалаху невелика (~10 –5 —10 –6 ), але короткохвильове випромінювання спалаху і швидкі електрони, що генеруються при спаласі, а інколи сонячні космічні промені можуть дати помітний вклад в рентгенівське і корпускулярне випромінювання Сонця. У періоди підвищення активності Сонця його рентгенівське випромінювання збільшується в діапазоні 30—10 нм в 2 рази, в діапазоні 10—1 нм в 3—5 разів, в діапазоні 1—0,2 нм більш ніж в 100 разів. У міру зменшення довжини хвилі випромінювання вклад активних областей в повне випромінювання Сонця збільшується, і в останньому з вказаних діапазонів практично все випромінювання обумовлене активними областями. Жорстке рентгенівське випромінювання з довжиною хвилі l<0,2 нм з'являється в спектрі Сонця лише на короткий час після спалахів.

загрузка...

  В ультрафіолетовому діапазоні (l від 180 до 350 нм ) випромінювання Сонця за 11-річний цикл міняється всього на 1—10%, а в діапазоні 290—2400 нм залишається практично постійним і складає 3,6×10 33 ерг / сік , або 3,6×10 26 Вт .

  Постійність енергії, отримуваною Землею від Сонця (див. Сонячна постійна ), забезпечує стаціонарність теплового балансу Землі. Сонячна активність істотно не позначається на енергетиці Землі як планети, але окремі компоненти випромінювання спалахів хромосфер і активних областей можуть робити значний вплив багато фізичних, біофізичних і біохімічних процесів на Землі.

  Активні області є потужним джерелом корпускулярного випромінювання. Частки з енергіями близько 1 кев (в основному протони), що поширюються уздовж силових ліній міжпланетного магнітного поля з активних областей, підсилюють сонячний вітер потік часток, що безперервно випускаються Сонцем. Ці посилення (пориви) сонячного вітру часто повторюються через 27 днів і називаються рекурентними. Аналогічні потоки, але ще більшій енергії і щільності, виникають при спалахах. Вони викликають т.з. спорадичні обурення сонячного вітру і досягають Землі за інтервали часу від 8—10 ч до 2 сут . Протони високої енергії (від 100 Мев до 1 Гев ) від дуже сильних «протонних» спалахів і електрони з енергією 10—500 кев , що входять до складу сонячних космічних променів, приходять до Землі через десятки хвилин після спалахів; декілька пізніше приходять ті з них, які попали в «пастки» міжпланетного магнітного поля і рухалися разом з сонячним вітром. Короткохвильове випромінювання і сонячні космічні промені (у високих широтах) іонізуют земну атмосферу, що приводить до коливань її прозорості в ультрафіолетовому і інфрачервоному діапазонах, а також до змін умов поширення коротких радіохвиль (у ряді випадків спостерігаються порушення короткохвильового радіозв'язку, див.(дивися) Іоносфера ).

  Посилення сонячного вітру, викликане спалахом, приводить до стискування магнітосфери Землі з сонячного боку, посиленню струмів на її зовнішньому кордоні, частковому проникненню часток сонячного вітру в глиб магнітосфери (у зону авроральной радіації), поповненню частками високих енергій радіаційних поясів Землі і т.д. (див. Земля, розділ III). Ці процеси супроводяться коливаннями напруженості геомагнітного поля> ( магнітною бурею ), полярними сяяннями і ін. геофизичними явищами, що відображають загальне обурення магнітного поля Землі (див. Варіації магнітні ).

  Т. о., дія активних процесів на Сонці (сонячних бурь) на геофизичні явища здійснюється як короткохвильовою радіацією, так і через посредство магнітного поля Землі. Мабуть, ці чинники є головними і для физико-хімічних, і біологічних процесів (див. Магнітобіологія ). Прослідити весь ланцюг зв'язків, що приводять до 11-річної періодичності багатьох процесів на Землі, поки не удається, але накопичений обширний фактичний матеріал не залишає сумнівів в існуванні таких зв'язків. Так, була встановлена кореляція між 11-річним циклом сонячної активності і землетрусами, коливаннями рівня озер, урожаями з.-х.(сільськогосподарський) культур, розмноженням і міграцією комах, епідеміями грипу, тифу, холери, числом серцево-судинних захворювань і т.д. Ці дані вказують на що постійно діють З.-з. с. Розкриття механізмів З.-з. с. представляє великий науковий і практичний інтерес. Зокрема, на цій основі може бути значно підвищена точність довгострокових прогнозів погоди і необхідних для космонавтики прогнозів інтенсивності корпускулярних потоків в навколоземному просторі. Вплив З.-з. с. на фізичні процеси вивчає геліогеофізіка, вплив на біологічні процеси — геліобіология, на погоду — геліометеорология.

  Літ.: Еллісон М. А., Сонце і його вплив на Землю, М., 1959; Сонячно-земна фізика. Сб., пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1968; Вплив сонячної активності на атмосферу і біосферу Землі, М., 1971; Ч іжевський А. Л., Земне відлуння сонячних бурь, М., 1973.

  М. А. Лівшиц.