радиацией. Именно она вызывает изменения в составе кожного пигмента и

образует солнечный загар, а при длительном воздействии – эритему или ожог.

При длительном облучении она губительно действует на многие микроорганизмы.

Однако, несмотря на значимость этой радиации в жизни растений и животных,

её доля в энергетическом балансе Земли не превышает 7 процентов.

Вторую часть солнечного спектра (от 0,35 до 0,75 микрона) составляет

световая радиация, то есть то, что мы называем солнечным светом. На долю

этой радиации в энергетическом балансе приходится уже 46 процентов.

И, наконец, третью часть солнечного спектра (от 0,76 до 4 микрон и

далее) образует так называемая инфракрасная, уже невидимая для глаза,

радиация (47 процентов).

Если смотреть на Солнце через тёмное стекло, туман или дымку

(особенно, когда оно находится близко к горизонту), то можно увидеть

огромное тёмное пятно. В действительности оказывается, что это пятно,

являющееся основанием фотосферы, отнюдь не сплошное и по внешнему виду

напоминает вымощенную булыжником мостовую.

Наблюдения показывают, что поверхность Солнца никогда не бывает

спокойна. Углубления на этой «мостовой» иногда сливаются между собой,

образуя большие тёмные пятна, свидетельствующие о сильных вертикальных

движениях солнечных газов; во время солнечной активности таких пятен

одновременно может насчитываться несколько, в спокойные же периоды

поверхность Солнца месяцами может оставаться чистой. Изучая частоту и

интенсивность полярных сияний, которые увеличиваются и усиливаются в период

солнечной активности, учёные установили, что солнечная активность имеет

свою периодичность 2, 6, 11, 26, и около 100 лет. Особенно хорошо

прослеживается 11-летний цикл.

В те годы, когда максимумы или гребни этих волн накладываются друг

на друга, усиление солнечной активности происходит наиболее резко. Такая

ситуация произошла в 1957 году, который учёные выбрали в качестве

Международного геофизического года для организации своих наблюдений

одновременно на всём земном шаре. В этот год число пятен (оно измеряется в

условных единицах, называемых числами Вольфа) достигло рекордного за

последние 250 лет значения.

400

200

0

1800 1850

1900 1950 1965г

-200

-400

Активность Солнца влияет на процессы, происходящие как на Земле, так и

в атмосфере. С её усилением в атмосфере происходят магнитные возмущения,

магнитные бури, ухудшается или даже прекращается прохождение радиоволн.

Установлено большое влияние солнечной активности на погоду и даже на

климат, а также на геофизические процессы, происходящие в твёрдой оболочке

Земли.

Дело в том, что так называемая плоскость эклиптики, в которой

происходит вращение Земли вокруг Солнца, наклонена к солнечному экватору

всего на 70 . Это означает, что к Земле поступает лучистая энергия и

корпускулярное излучение только из узкой экваториальной области Солнца.

Вместе с тем астрономами установлено, что в период усиления солнечной

активности образовавшиеся на Солнце пятна постепенно сползают от солнечных

полюсов в зону солнечного экватора. Это приводит к тому, что в эти периоды

к Земле приходит значительно больше ультрафиолетовых лучей и радиации

сверхкоротких длин волн. 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 О2 расщепляются пополам, или, как говорят,

диссоциируются (О2 ( О + О). Образовавшиеся в результате диссоциации

свободные атомы кислорода очень неустойчивы, они быстро присоединяются к

какой-либо другой молекуле кислорода, образуя новый газ, называемый озоном

(О3).

Наибольшая концентрация озона наблюдается в слое атмосферы от 10 до 30

км над поверхностью. Поэтому его часто называют озоновым слоем. Этот слой

озона имеет очень высокое значение при формировании климата не только в

свободной атмосфере, но и земной поверхности. Дело в том, что озон

поглощает значительную часть тепловых лучей, испускаемых земной

поверхностью в мировое пространство. Поглотив их, он, во-первых, нагревает

слой воздуха, в котором содержится, а во-вторых, возвращает тепло обратно

на Землю, препятствуя её охлаждению. Он действует наподобие рамы в парнике,

таким образом, возникает тепловой эффект, который он оказывает на

поверхность нашей планеты этот эффект называется парниковым.

С увеличением интенсивности солнечного излучения количество озона в

атмосфере увеличивается, а его максимальная интенсивность перемещается с

высоты 28 – 30 км на высоту 10 – 11 км. Благодаря такому перераспределению

озона при ясном небе равновесная температура у поверхности Земли может

повыситься на несколько градусов, что в свою очередь, сказывается на

изменении давления воздуха у земной поверхности, а вместе с ним – на общей

циркуляции атмосферы. Примерно каждые два года, а точнее каждые 26 месяцев,

ветры от западных переходят к восточным, а затем снова к западным.

Но солнечная активность связана не только с количеством и площадью

солнечных пятен. Имеются и другие астрономические условия, усиливающие или

ослабляющие поступление солнечной радиации к границам земной атмосферы и

создающие свою цикличность. Одним из таких условий является 27-дневный

период вращения Солнца вокруг своей оси. В связи с этим вращением возникшие

или скопившиеся в какой-либо части солнечного экватора тёмные пятна

появляются или исчезают с видимого диска Солнца, изменяя тем самым

количество солнечной радиации, излучаемой в сторону Земли. Такой 27-дневный

цикл не может не повлиять на погоду и другие геофизические процессы,

происходящие на земной поверхности и в атмосфере.

Вот какие данные о волнах холода в Петербурге приводит, например, доктор

геофизических наук Т.В. Покровская (1967 г.). В первый день календаря

каждого месяца среднее число волн холода равно двадцати, на десятый день –

двенадцати, на девятнадцатый – сорока, на двадцать шестой – тридцати семи.

Как видно из сказанного, в первую половину любого месяца года вероятность

тёплой погоды в Петербурге примерно в 2 - 3 раза выше, чем в конце месяца.

С ещё более продолжительными циклами солнечной активности, равными в

среднем 7 годам, связанны, по-видимому, дождливые годы на западном

побережье Южной Америки, которые повторяются через каждые 7 лет, а также

суровые зимы на северо-западе России, наблюдающиеся через такой же

промежуток времени.

Не без влияния Солнца образуются в атмосфере и на Земле известные в

народе ещё с древнейших времён так называемые крещенские и сретенские

морозы или частые грозы в ильин день (2 августа). Ученые, обработав записи

грозорегистраторов за последние годы, обнаружили, что они имеют чёткую

периодичность, причём наибольшая активность гроз из года в год наблюдается,

если не в те дни, которые установлены народными приметами (ильин день, день

Самсона и т.д.), то близко от них.

Значительное влияние указывает усиление солнечной активности не только

на процессы, но и на состояние самого человека. Ещё в середине века химики

заметили любопытное 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 ещё раньше заметили, что при

определённых условиях фетр и войлок очень трудно выделывается. В цементной

промышленности в тоже время высококачественные сорта цемента плохо

цементируются и т.д.

Итальянскому химику Пикарди удалось установить тесную связь этих

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. Позднее врачи установили, что состояние

людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями ухудшается при повышении

солнечной активности. Причина здесь кроется в изменении состоянии крови,

которая, будучи своеобразным коллоидом, также оказалась подвержена

воздействию повышенного излучения Солнца. Медики уже нашли некоторые

способы защиты от их вредного действия. Иное влияние оказывает солнечное

излучение в периоды спокойного Солнца. В это время увеличивается

поступление солнечной энергии в световой части спектра, а вместе с ней

возрастает и интенсивность прямой радиации у земной поверхности. Поэтому

становится понятным такое, казавшиеся раньше необъяснимым, явление природы,

как увеличение на Земле в 3 – 4 раза числа жестоких засух. Они наблюдаются

как раз в периоды минимума солнечной активности или предшествуют этим

периодам.

5. Солнце и жизнь Земли

Солнечное излучение, падающее на Землю, в общем-то очень стабильно, иначе

жизнь на Земле подвергалась бы слишком большим температурным перепадам. В

настоящее время спутники очень тщательно измерили энергию, излучаемую

Солнцем, и показали, что солнечная постоянная не постоянна, а подвержена

вариациям в пределах десятых долей процента, причем долгопериодические

вариации связаны с солнечным циклом (рис. 8) (Солнечная постоянная -

количество солнечной энергии, приходящей на поверхность площадью 1 кв.м,

развернутую перпендикулярно солнечным лучам в космосе) От максимума к

минимуму солнечная постоянная уменьшается примерно на 0.1%, т.е. во время

максимума активности (много пятен на Солнце) оно излучает как бы больше.

Такие изменения также могут иметь влияние на земной климат. В Маундеровский

минимум (1645-1715) было очень мало пятен. Этот период известен на Земле

как малый ледниковый период: в это время было намного холоднее, чем сейчас.

В принципе это может быть простым совпадением, но скорее всего, эти события

имеют причинную связь.

Глубина проникновения солнечной радиации в атмосферу Земли зависит от

длины волны его излучения. К счастью для жизни, оксид азота в тонком слое

атмосферы на высоте выше 50 км над поверхностью Земли блокирует очень

переменное коротковолновое ультрафиолетовое излучение Солнца. На меньших

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8