Характеристики циклической активности Солнца

Согласно С. Афанасьеву (МГОУ), любой циклический процесс можно определить двумя параметрами: циклом и ритмом:

цикл — продолжительность прохождения циклического процесса.

Для солнечной активности измеряется в годах;

ритм — чередование элементов цикла с определенной последовательностью (частотой), измеряется в герцах и описывается соотношением

Например, биение сердца с 1 ударом в секунду имеет цикл 1 с, а ритм равен 1 Гц.

«Цикличность солнечной активности проявляется в периодической активизации совокупного множества однородных по своей природе процессов и явлений (землетрясений, вулканических извержений, оползней, обвалов, колебания уровней морей и океанов, расходов рек, выпадения атмосферных осадков, солнечной активности и т.д.» (В. Кюнтцель).

Б. Берри подчеркивал: «Найденные закономерности свидетельствуют о единых принципах самоорганизации и формирования колебаний микро- и макромира. В обоих случаях существуют планетарные системы, дискретные спектры и константы, связывающие амплитуды и периоды колебаний».

Влияние солнечной активности на земные процессы

Проблема взаимосвязи Солнца и Земли, воздействия солнечной активности на процессы, происходящие на нашей планете имеет отношение к нескольким наукам — астрономии, географии, биологии, медицине и социологии.

Солнечное излучение — электромагнитное (волновое) и корпускулярное (излучение частиц газа, находящегося в плазменном состоянии) — вот тот могучий фактор, который играет огромную роль в жизни Земли как планеты. Солнечный свет и солнечное тепло создали условия для формирования биосферы нашей планеты и продолжают поддерживать ее существование. Все земное, живое и неживое, реагирует на изменение солнечного излучения, на его своеобразные и сложные ритмы. Так было, так есть и так будет до тех пор, пока человечество не внесет свои коррективы в солнечно-земные связи.

В период солнечной активности к Земле приходит значительно больше ультрафиолетовых лучей, чем их доходит до ее поверхности. Их влияние сказывается, главным образом, на высоких слоях атмосферы и мало отражается на интенсивности прямой радиации, приходящей к земной поверхности.

В высоких слоях атмосферы под влиянием ультрафиолетовой радиации Солнца молекулы кислорода расщепляются. Так как свободные атомы кислорода неустойчивы, они быстро присоединяются к какой-либо другой молекуле кислорода, образуя новый газ, называемый озоном. Максимальная концентрация озона наблюдается от 10 км над поверхностью Земли и часто называется озоновым слоем. Этот слой имеет очень высокое значение при формировании климата не только в атмосфере, но и на поверхности Земли, так как поглощает значительную часть тепловых лучей, испускаемых в мировое пространство. Поглотив их, он нагревает слой воздуха, в котором содержится, и возвращает тепло обратно на Землю, препятствуя ее охлаждению. Таким образом возникает тепловой эффект, который называется «парниковым».

Потоки космических лучей солнечного происхождения определяют скорость ионизации молекул воздуха в стратосфере и тропосфере, влияя тем самым на состояние облачности и прозрачности атмосферы. Часть энергии заряженных частиц передается в атмосферу. Это определяет распределение атмосферного давления, изменяя в результате количество осадков. Изменения атмосферной циркуляции приводит к изменению климата. Замечено, что в годы максимума солнечных пятен на Земле бывает больше гроз.

Помимо электромагнитного излучения, существует еще и корпускулярная активность. Она так же неоднородна по составу частиц и их свойств. Солнце — источник непрерывного потока газовых частиц, образующих так называемый солнечный ветер. Корпускулярные потоки отличаются не только скоростью, но и плотностью, частотой и регулярностью возникновения.

Магнитные поля этих потоков взаимодействуют с магнитными полями космоса и Земли, что сильно отражается на их движении. Установлено, что часть корпускул движется по силовым линиям магнитного поля Земли по направлению к геомагнитным полюсам, вызывая геомагнитные бури, нарушения радиосвязи. Эти геофизические явления, происходящие в высоких слоях атмосферы, поддаются непосредственным измерениям с помощью приборов.

Магнитные бури действуют на электросети. Так, в провинции Квебек в Канаде (1989 г.), на несколько часов без электричества остались жители и предприятия. Перегорел трансформатор, а подстанции вышли из строя.

Нарушается функционирование спутников во время магнитных бурь. Спутники теряют ориентацию, а от этого немало зависит работа радиотелефонов, телевидения, навигации на кораблях. Бывало, спутники просто сходили с орбиты и падали на Землю. Так погибли американская станция «Скайлэб» и советский «Салют 6». 15 июля

2000 г. во время очередной большой магнитной бури был потерян японский спутник «Сеско». Сегодня ученые планируют и дают прогнозы на все запуски «Росавиакосмоса».

Некоторые ученые считают, что в результате корпускулярных вторжений усиливаются воздушные течения: течения с юга с еще большей энергией устремляются в высокие широты, а холодные течения, несущие арктический воздух, глубже проникают на юг, при этом атмосфера становится более неспокойной, или «возмущенной». Когда же нет корпускулярных вторжений, воздушные течения сравнительно спокойны, движутся с запада на восток, т.е. в широтном направлении.

Установлено большое влияние солнечной активности на погоду и даже климат, а также на геофизические процессы, происходящие в твердой оболочке.

Однако еще во времена Галилея было установлено, что Солнце влияет на различных географических широтах на погоду и климат не одинаково. В одних районах при увеличении солнечной активности становится теплее, а в других — холоднее.

Было замечено, что максимумы солнечной активности не всегда одинаковы. «Вековой» цикл достаточно ясно выражен в частоте солнечных протуберанцев, колебаниях их средних высот и других явлениях на Солнце. Но особенно примечательны его земные проявления.

«Вековой» цикл ныне выражается в очередном потеплении Арктики и Антарктики. Через некоторое время потепление сменится похолоданием, и эти циклические колебания продолжатся неопределенно долго.

Не без влияния Солнца образуются в атмосфере и на Земле известные еще с древнейших времен в России так называемые крещенские морозы (середина января) или частые грозы в «Ильин день» (2 августа). Ученые, обработав данные наблюдений за последние годы, обнаружили, что они имеют четкую периодичность, причем наибольшая активность гроз из года в год наблюдается если не в те дни, которые установлены народными приметами (Ильин день, Самсона...), то близко от них.

Раз в 11 лет, как по команде, происходит смена полярностей солнечных пятен, следовательно, первоначальное состояние повторяется через 22 года; действует и утроенный цикл. В каких солнечных процессах он выражен, пока не ясно, а вот на Земле, к примеру, особенно суровые зимы повторяются каждые 33—35 лет. Такой же цикл отмечен в чередовании сухих и влажных лет, колебаниях уровня озер, интенсивности полярных сияний — явлений, заведомо связанных с Солнцем. Солнце оказывает заметное влияние не только на такие природные процессы, как погода, земной магнетизм, но и на биосферу — животный и растительный мир Земли.

Влияние солнечной активности на биологические процессы отмечалось многими исследователями. В конце XIX в. русский ученый Н. Шведов обнаружил связь между толщиной годичных колец у деревьев и циклами активности нашего светила. Другие ученые установили связь между солнечной активностью и ростом морских кораллов, размножением рыб и грызунов, набегами саранчи.

Солнце влияет на растения не только косвенно, но и прямо. Под действием потоков заряженных частиц, выбрасываемых из Солнца во время солнечных бурь, меняется магнитное поле Земли. Его изменение влияет непосредственно на клетки растений.

Солнце влияет не только на земную поверхность, но и на подземные процессы. Подземные катаклизмы во многом еще загадочны. И не удивительно, ведь в «подготовке» землетрясений участвуют различные силы и факторы. В последнее время уделяют много внимания изучению влияния, которое оказывает на Землю наше дневное светило. Накоплено уже немало факторов, говорящих о том, что некоторые процессы, происходящие на Солнце, оказывают явное воздействие на природные явления на Земле. В годы, когда на Солнце возрастает количество солнечных пятен, на Земле усиливается тектоническая деятельность. Американский геофизик Д. Симпсон, изучавший этот вопрос, пишет, что «если число солнечных пятен достигает 150, то вероятность возникновения землетрясений приблизительно на 31% выше, чем когда число солнечных пятен составляет 50, а если разница в числе солнечных пятен по сравнению с предыдущим днем равна +20, то вероятность возникновения землетрясений приблизительно на 26% выше, чем когда такого резкого перепада нет». К такому выводу ученый пришел, проанализировав 22 тыс. землетрясений, происходивших между 1950 и 1963 гг. Он установил, что землетрясения чаще происходят тогда, когда уровень солнечной активности быстро и резко меняется. Больше всего сильных вспышек на Солнце происходит в период, когда солнечная активность идет на убыль. И в это же время у Земли чаще возникают «судороги».

Поворачиваясь к Солнцу то одним, то другим своим полушарием, Земля получает энергию волнами. Она то прибывает, то убывает.

Теория о волнообразном характере поступления энергии на Землю побудила основоположника гелиобиологии Александра Леонидовича Чижевского обратить внимание на связь между увеличением солнечной активности и земными катаклизмами Первое наблюдение, сделанное ученым, датируется июнем 1915 г. «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 войны усилились военные действия. Он еще в 20-х гг. прошлого века 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 солнце- деятельности, — установил ученый. Так, усиление солнечной активности в 1915—1916 гг., фиксируемое в телескоп, совпало по времени с активизацией боевых действий. Статистическое исследование среди родных и знакомых на предмет возможной связи нервно-психических и физиологических реакций с появлением вспышек и пятен на Солнце привело А.Л. Чижевского к выводу: Солнце влияет на всю нашу жизнь гораздо тоньше и глубже, чем это представлялось до этого [40].

Наблюдения, продолжавшиеся А.Л. Чижевским на Дальнем Востоке, показали, что большие вспышки заболеваний энцефалитом совпадали с максимумом солнечной активности 1947 и 1957 гг. Имеются также данные, свидетельствующие о наличии связи между колебаниями солнечной активности и появлениями новых вариантов гриппозного вируса.

Период эпидемий гриппа имеет продолжительность в среднем 11,3 года и равен периоду солнечной активности. Эпидемии гриппа начинаются за 2,3 года до максимума солнечной активности или спустя 2,3 года после. Их длительность в каждом 1 Плетнем цикле в среднем равна 4 годам.

Человек как часть биосферы планеты испытывает на себе влияние Солнца в той же мере, что и остальной природный мир. Но, кроме изменения климата, урожая растений и роста популяций животных, связанных с явлениями, происходящими на Солнце, мы испытываем воздействия иного рода. От солнечной активности зависит жизнедеятельность всей микрофлоры. Следовательно, степень предрасположенности человека к тем или иным заболеваниям также попадает под эту зависимость, но уже с учетом колебаний физико-химических реакций организма. Именно в годы максимальной солнечной активности холерные эпидемии, например, резко усиливаются и охватывают огромные пространства. При низкой же солнечной активности такого явления, как правило, не наблюдается.

Еще в середине прошлого века химики заметили аномальное явление: некоторые коллоидные растворы ни с того ни с сего начинают терять коллоидную устойчивость. Взвешенные в них вещества вдруг выпадают в виде осадка, а красители обесцвечиваются. Специалисты фетрового и войлочного производств еще раньше заметили, что в определенных условиях фетр и войлок очень трудно выделываются. В цементной промышленности в то же время высококачественные сорта цемента не цементируются.

Итальянскому химику Пикардии удалость установить тесную связь оригинальных явлений с магнитными бурями, а через них — и с солнечной активностью. Оказалось, что нарушение коллоидального равновесия некоторых растворов всегда связано с усилением солнечной активности и увеличением корпускулярного излучения Солнца.

Советскому врачу-гематологу Н.Н. Шульцу удалось установить, что колебания солнечной активности приводят к изменениям состава крови. При возрастающей активности увеличивается число красных кровяных клеток и уменьшается число белых. Влияние солнечной активности на сердечно-сосудистую систему человека учитывается при лечении санаторных больных. Сейчас медики уже нашли некоторые способы защиты от вредного действия солнечного излучения.

Сопоставляя график солнечной активности с графиком зависимости «умственного коэффициента» от года рождения и используя формулу Вольфа, ученые сделали вывод, что наибольшее количество умников рождается в годы минимальной солнечной активности.

Люди не бактерии и не растения. Чем сложнее система, тем сильнее ее внутренние связи и тем более опосредованно они влияют на нее воздействиями такого рода.

Человечеству приходится считаться с солнечной активностью. Главным образом это распространяется на техническую деятельность людей — магнитные бури и жесткие излучения, испускаемые Солнцем сегодня. Наша безопасность зависит от электроники не меньше, чем от урожайности посевов тысячи лет назад.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >