Вы тут

В сиянии Солнца


Солнечная активность и геомагнитная обстановка. Эти термины часто встречаются вместе с прогнозами погоды и опасных природных явлений. Что же они обозначают, и как влияет на планету и ее жителей ближайшая к нам звезда? Давайте разберемся.

Фото Анатолия Клещука

Гигантский магнит

Солнце – важнейший источник энергии, жизненно необходимой человечеству. Это центральное тело Солнечной системы представляет собой раскаленный плазменный шар. Масса Солнца – 1,99·1030 кг, а его температура равна 5770 градусов по шкале Кельвина. Состоящее целиком из плазмы, оно, несмотря на это, имеет мощное магнитное поле с полюсами на юге и севере.

Совокупность явлений, возникающих в солнечной атмосфере, называется солнечной активностью. Ее проявления тесно связаны с магнитными свойствами солнечной плазмы. Она включает в себя ряд нестационарных явлений: солнечные пятна, вспышки, протуберанцы, всплески рентгеновского и ультрафиолетового излучения.

Люди начали изучать солнечную активность очень давно: первые упоминания о наблюдениях пятен на Солнце невооруженным глазом встречаются в китайских хрониках уже в V в. до н.э. А телескопические наблюдения пятен были начаты Галилеем в 1610 году с помощью изобретенного и построенного им телескопа. В настоящее время несколько космических аппаратов, в первую очередь астрофизических обсерваторий, постоянно ведут наблюдение за Солнцем. Космический аппарат SOHO (“Солнечная и гелиосферная обсерватория”) является совместным проектом ESA и NASA. Со 2 декабря 1995 года он ведет постоянное наблюдение за солнечной активностью. SOHO находится на орбите в точке Лагранжа L1 между Землей и Солнцем (точка в космосе, где тяготение Земли и Солнца уравновешенно – Прим.). В сентябре-октябре 2009 года два космических аппарата STEREO были выведены в точки Лагранжа L4 и L5 (расположены на орбите Земли, на 60° впереди и позади нее).

Точки Лагранжа: Земли и Солнце

Солнечные пятна – временные образования на поверхности Солнца, состоящие из относительно темной средней части (ядра) и более светлой серой каймы (полутени). Они представляют собой гигантские вихри, возникающие в глубинах звезды и проявляющиеся на ее поверхности в форме пятен, температура которых ниже, чем окружающей фотосферы. Типичное солнечное пятно имеет размеры несколько десятков тысяч километров. Важнейшая особенность пятен – наличие в них сильных магнитных полей, достигающих в области тени наибольшей напряженности.

Когда звезда “не спит”

Активность Солнца имеет свою периодичность. Когда активных участков на нем много, период называют максимумом солнечной активности. Но бывает, что активных центров на звезде практически нет – это минимум активности Солнца. 11-летний цикл (“цикл Швабе”, или “цикл Швабе-Вольфа”) является наиболее заметно выраженным циклом солнечной активности. Одиннадцатилетним цикл называют условно: его длина за XVIII-XX века менялась от 7 до 17 лет, а в XX веке в среднем была ближе к 10,5 годам. Хотя для определения уровня солнечной активности можно использовать различные индексы, чаще всего для этого применяют усредненное за год число Вольфа – меру активности Солнца, определяемую как сумму количества отдельных пятен (s) и десятикратного числа групп (g), в которые эти пятна объединяются. Определенные с помощью этого индекса 11-летние циклы условно нумеруются, начиная с 1755 года.

24-й цикл солнечной активности начался в январе 2008 года и продолжается и сейчас.

11-летний цикл характеризуется довольно быстрым (в среднем примерно за 4 года) увеличением числа солнечных пятен, а также другими проявлениями солнечной активности, и последующим, более медленным (около 7 лет), его уменьшением. В ходе цикла наблюдаются и другие изменения, например постепенное сдвижение зоны образования солнечных пятен к экватору: в начале цикла пятна обычно появляются в высоких широтах (в среднем на расстоянии 25-30° от солнечного экватора), а в конце концентрируются вблизи экватора (на широтах 5-10°).

Буря, пришедшая с небес

Вспышки на Солнце – еще одно проявление активности небесного светила. Источником вспышек является перестройка магнитных полей на звезде. Вспышки – это взрывы, которые происходят из-за внезапного сильного сжатия солнечной плазмы. Они сопровождаются выбросом с поверхности Солнца ионизированного газа и электромагнитным излучением в широком диапазоне длин волн – от жесткого рентгеновского излучения до радиоволн в километровом диапазоне.

Вспышка на Солнце по силе равна взрыву миллиарда мегатонных водородных бомб и порождает выбросы миллиардов тонн плазмы в пространство Солнечной системы, а также мощные радиационные шторма.

Солнечные вспышки делятся на три класса: Х – сильные и порождающие мощные и длительные радиационные шторма и радиобури (магнитные бури); М – среднего класса, порождающие короткие радиационные шторма и воздействующие в основном на полярные районы Земли; С – слабые вспышки, оказывающие незначительное влияние на планету.

 

Вспышка получает тот или иной класс в зависимости от ее яркости в рентгеновском излучении в диапазоне от 1 до 8 ангстрем. В каждом классе вспышки классифицируются по силе цифрами от 1 до 9 в порядке возрастания силы. Но в классе Х шкала не замкнута сверху.

Геомагнитная обстановка характеризует состояние магнитного поля Земли. Регулярные суточные вариации магнитного поля создаются в основном изменениями токов в ионосфере Земли из-за изменения освещенности ионосферы Солнцем в течение суток. Нерегулярные вариации магнитного поля связаны с солнечной активностью. Качественно состояние магнитного поля описывается Кp-индексом, который характеризует отклонение магнитного поля Земли от нормы:

Kp <= 2 – спокойное;

Kp = 2, 3 – слабовозмущенное;

Kp = 4 – возмущенное;

Kp = 5, 6 – магнитная буря;

Kp >= 7 – сильная магнитная буря.

Актуальные данные о фактической геомагнитной обстановке и ее прогноз на 2 дня можно увидеть на сайте Гидромета pogoda.by.

Влияние солнечной активности на Землю и человека

Многие процессы, происходящие на нашей планете, связывают именно с проявлениями солнечной активности. Существует большое количество теорий относительно такого влияния. Рассмотрим самые известные из них.

Фото БелТА

Влияние солнечной активности на земную атмосферу и магнитное поле Земли проявляется в виде магнитных бурь, полярных сияний, воздействия на качество радиосвязи. Механизм формирования магнитных бурь такой: приходящие в окрестность Земли солнечные корпускулы создают сильные электрические токи, которые воздействуют на земной магнетизм и вызывают быструю смену характеристик электромагнитного поля планеты.

Медики обратили внимание, что число внезапных смертей и случаев обострения заболеваний сердечно-сосудистой системы тесно связано с солнечной активностью и обусловлено геомагнитной возмущенностью магнитного поля Земли. Для оценки магнитной бури применяется G-индекс, который характеризует интенсивность геомагнитного шторма по воздействию вариаций магнитного поля Земли на людей, животных, электротехнику, связь, навигацию и т.д. Градации G-индекса – от G1 до G5, т.е. от слабого возмущения магнитного поля Земли до экстремального.

G0-Kp<5 – без шторма (геомагнитная обстановка от спокойной до возмущенной; наблюдаются полярные сияния в высоких (> 65°) широтах);

G1-Kp=5 – слабый (незначительные сбои в работе энергосистем; обычные пути миграций животных могут быть изменены; могут наблюдаться полярные сияния на геомагнитной широте СанктПетербурга (56,1°);

G2-Kp=6 – средний (в энергосистемах, расположенных в высоких широтах, могут происходить сбои напряжения, длительный геомагнитный шторм может вызвать неполадки на трансформаторных подстанциях; северное сияние наблюдается на геомагнитной широте г. Пскова (широта 53,5°);

G3-Kp=7 – сильный (возникновение перенапряжений в промышленной электросети; ложные срабатывания автоматики; кратковременные сбои GPS-навигации и низкочастотной радионавигации, перебои коротковолновой связи; полярное сияние может наблюдаться на широте Риги (52,5°), Москвы (51,8°);

G4-Kp=8 – очень сильный (широкомасштабное возникновение перенапряжений в промышленной электросети, повсеместное ложное срабатывание аварийных защитных систем (АЗС); коротковолновая связь неустойчива, GPSнавигация ухудшается на несколько часов, нет средневолновой радионавигации, северное сияние наблюдается на геомагнитной широте Минска (49,5°);

G5-Kp=9 – экстремальный (могут возникнуть повсеместные проблемы с регулировкой напряжения промышленной электросети и проблемы в работе АЗС, энергосистемы могут полностью выйти из строя или отключиться, наведенные токи могут достигать сотен ампер, КВ-связь может отсутствовать повсеместно в течение 1-2 дней, GPS-навигация – несколько дней; полярное сияние наблюдается на широтах Варшавы (47,8°), Бреста (47,8°), Гомеля (48,0°).

Как же появляются полярные сияния? В верхних слоях атмосферы атомы разреженного газа взаимодействуют с солнечными корпускулами. Их энергия передается атомам газа, в результате электроны перескакивают с одного энергетического уровня на другой и газ начинает светиться “холодным” светом. Частота и интенсивность полярных сияний тем выше, чем выше активность Солнца.

Также во время проявления солнечной активности протоны, приходя на верхнюю границу земной атмосферы, разделяют молекулы кислорода на атомы. Образовавшиеся при этом атомы присоединяются к другим молекулам кислорода и образуют озон. Из-за этого повышается концентрация этого газа в верхней атмосфере Земли. Озон поглощает вредное ультрафиолетовое излучение Солнца и защищает людей от его негативного воздействия.

Есть теория, которая связывает изменение климата с солнечной активностью, но до сих пор у ученых нет единого мнения по этому поводу. Поскольку оба этих процесса имеют волновой характер, то нельзя точно сказать, имеется ли между ними причинно-следственная связь или все-таки нет. Как показывают результаты наблюдений, солнечная активность слабо влияет на величину коротковолновой солнечной радиации, поступающей на нашу планету. Таким образом, Солнце постоянно взаимодействуют с Землей, оказывая значительное влияние на нашу планету.

Ярослава СОКОЛОВСКАЯ, инженер-метеоролог Республиканского центра по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды

Дадаць каментар

Выбар рэдакцыі

Грамадства

75 год таму пачалося вызваленне Беларусі

75 год таму пачалося вызваленне Беларусі

23 верасня 1943 года, савецкімі войскамі быў вызвалены ад нямецка-фашысцкіх захопнікаў першы населены пункт Беларусі — раённы цэнтр Камарын.

Грамадства

Каму і чым дапаможа ТЦСАН

Каму і чым дапаможа ТЦСАН

Ад дапамогі дома пажылым і да стварэння крызісных пакояў для ахвяр хатняга гвалту.

Грамадства

Маштабныя вучэнні прайшлі ў краіне

Маштабныя вучэнні прайшлі ў краіне

Актыўная фаза камандна-штабнога вучэння Узброеных Сіл прайшла ў Беларусі ў верасні.