Реферат: Солнечные пятна, динамика и механизм их образования, способы их учета в экологии и астрофизике

Действительно, пятно состоит из центральной, более темной части - тени и более светлой области - полутени.[1]

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 . [1]

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 формируются за несколько дней и обычно исчезают за неделю. Некоторые большие пятна, хотя, могут сохраняться в течение месяца. Большие группы солнечных пятен более активны, чем маленькие группы или отдельные пятна.[1]

Наиболее вероятной гипотезой периодического повторения солнечной активности считают возмущения от планет гигантов, которое смещает центр тяжести Солнечной системы. Но это далеко не единственная гипотеза. Наряду с 12-летним циклом солнечной активности выделяют еще вековой цикл его нарастания и убывания. По разным данным он может варьироваться. Есть данные в пользу 60-летнего и 86-летнего цикла.[2]

3.3 Воздействие на биосферу

В активной области Солнца наблюдаются "солнечные вспышки" - мощные ядерные взрывы - непременный атрибут повышенной солнечной активности. Они длятся всего несколько минут (а то и секунд), но производят весьма сильный эффект. В межпланетное пространство выбрасывается огромное число заряженных частиц или ионов, которые попадая в атмосферу Земли вызывают усиление северного сияния, магнитные бури и другие, более продолжительные эффекты. В момент вспышки происходит возрастание солнечного излучения почти во всех диапазонах, от рентгеновского до километровых радиоволн. А. Л. Чижевский был одним из первых, кто усмотрел в ионизированных солнечных частицах реальный механизм воздействия на биосферу Земли. За свои исследования воздействия ионов на все живое он получил титул отца космобиологии, как основатель науки изучающей реальные механизмы воздействия космических излучений на живые организмы, человека и общество.

Хотя еще до него Р. Вольф установил, что, например, существует взаимосвязь между свечением атмосферы в высоких широтах и вспышками на Солнце. До и после Вольфа были найдены и другие взаимосвязи. 1844, Гаутьер - существует взаимосвязь между температурой воздуха у земной поверхности и числом пятен на Солнце. 1858, Малпе - связь пятен с землетрясениями. 1872, Мелдрун - частота бурь, ураганов и смерчей, а также количество осадков пропорциональны числу солнечных пятен. 1887, Зенгер - частота гроз и число пятен. Другие статистические исследования установили связь числа пятен и количества добываемого вина, толщины годовых колец у деревьев, величиной улова рыбы, размножаемостью и миграцией насекомых, количеством катастроф и преждевременных смертей. (см рис. 4, 5 и 6)[2]

Рис 4. Изменение солнечной активности начиная с 1740 г (в числах Вольфа). [4]

Рис 5. Среднее значение солнечной активности за последние 2000 лет. Удивительно, как точно график соответствует напряженности исторической жизни. Закат античного мира к 600-700 гг. н. э. и становление новых народов европы, затем "темные века" средневековья и эпоха Возрождения. [4]

Рис 6. Статистика чисел Вольфа, магнитных бурь, урожайности и эпидемий по годам.

3.4 Способы учета в экологии и астрофизике.

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. [1]

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. [1]

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. Как раз в тот момент, когда компьютеры по всей планете будут приспосабливаться к условиям работы в 2000 году, наше светило вступит в наиболее бурную фазу своей 11-летней циклической .Теперь ученые смогут безошибочно предсказывать солнечные вспышки, что даст возможность заблаговременно подготовиться к возможным сбоям в работе радио- и электросетей. Сейчас большинство солнечных обсерваторий подтвердило "штормовое предупреждение" на следующий год, т.к. пик солнечной активности наблюдается каждые 11 лет, а предыдущая буря наблюдалась в 1989 году. [1]

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.[1]

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. [1]

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. [1]

Чтобы всесторонне исследовать явления, происходящие на Солнце, проводятся систематические наблюдения Солнца (служба Солнца) на многочисленных обсерваториях всего мира. Одна из основных задач службы Солнца — предсказа­ние (прогноз) солнечных вспышек. Прогнозы вспышек по­зволяют своевременно предотвращать нарушения радиосвязи, а также принимать меры, необходимые для обеспечения без­опасности пребывания человека в космическом пространстве.[1]

A.	Б.
Рис 7. Изменение эллиптичности орбиты Земли (A) и наклона оси Земли (Б ) определяют количество получаемого Землей солнечного излучения, а следовательно определяет периоды глобального потепления и похолодания. [4]

4. Заключение.

Кроме солнечных пятен существуют и другие интересные явления, источник которых не ясен. Это пульсации солнечной поверхности с периодом от нескольких минут и более. Эти пульсации сказываются на ритмичном изменении интенсивности солнечного излучения, - в свечении его поверхности. Когда Солнце сжимается - светимость увеличивается. Ученые предполагают, что ритмические пульсации Солнца лежат в основе формирования планет за счет уплотнения межзвездного газа во время образования Солнечной системы. Значит, эти пульсации могут отражаться в параметрах планетных орбит (как циклически, так и скачками), которые, как известно, тоже периодически изменяются (см. рис. 7).

Последнее может означать только одно - Солнечная система развивается по законам замкнутой системы с большим числом внутренних обратных связей, регулирующих все процессы в ней. Так солнечная активность проявляется в состоянии планет, а движение последних регулирует саму солнечную активность.[2]

Надо думать, что это не все секреты, которые бережет от нас Солнце. Исследования продолжаются.

5. Литература.

[1] Солнце. (статья неизвестного автора) http://www.gr0221.narod.ru/sun.htm

[2] Солнечные пятна. Дмитрий Солнцев. http://solncev-ru.chat.ru/Sun_p.htm

[3] Астрономический сайт “Звездочет” http://www/astronomy.ru:8101/index.html

[4] Тайны будущего. Ю. В. Мизун и Ю. Г. Мизун, М.: «Мир», 1984 г.,205c.

[5] Загадки солнечных пятен. Вадим Самокатов. 9 ноября 2001г. http://www.utro.ru/articles/2001110903343245361.shtml

[6] Что происходит под солнечными пятнами. Science@NASA. 7 ноября 2001 г.

http://pioner.smr.ru/distance/sunspots.html