Солнечное излучение и его воздействие на Землю.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Впервые подробно данным вопросом занялся Александр Леонидович ЧИЖЕВСКИЙ (1897-1964) биофизик, археолог, основоположник гелиобиологии, с 1915 до 1930г публикует серию работ, в которых показывает значение периодической деятельности Солнца, космической активности, на процессы, происходящие в биосфере Земли (подробней)

 А) Электромагнитное доходит до Земли за 8,3 минуты.

1. Коротковолновое излучение- за 3,5 млрд. лет интенсивность излучения возросла на 25%.

а). Рентгеновское ( 10-5нм <λ<10нм) от верхних слоев хромосферы и короны невидимое, мощное в годы активности (возрастает в 10-100 раз), резко возрастает в момент вспышек. Открыл лучи в 1895г В.К. Рентген (Германия – первый Нобелевский лауреат 1901г). Атмосферой не пропускается.

б). Ультрафиолетовое (3 нм <λ<380 нм) от хромосферы. Также связано с активностью (возрастает в 2 раза в моменты вспышек). Открыл в 1801г И. Риттер.

Действие: Ионизирует верхний слой земной атмосферы h=200-500 км (образуется ионосфера – открыта в 1924г Э.В. Эплтон (1892-1965г, Англия, Нобелевская премия 1947г).Сказывается на распространении радиоволн: отражение, нарушение связи и т.д. состояние ионосферы меняется в зависимости от солнечной активности.

Не пропускается излучение Озоновый слой (О3 – h= 20-25 км) ≈ 3·109 тонн О3 (т.е. толщиной 3 мм – если чистый на поверхности Земли). Защищает от прохождения коротковолнового излучения все живое на Земле. О3 разрушается вулканической деятельностью, аэрозольными выбросами, хлорсодержащими веществами.

“Озоновые дыры” - области резко понижаются содержание О3. Разработаны и подписаны международные отношение по охране озонового слоя и ограничено производства озоноразрушающих веществ.

Василий Дмитриевич Шабетник, член Российской академии космонавтики – предлагает ликвидировать “озоновые дыры”, разбросав смесь Н и О (на это, как подсчитали ученые США, необходимо 15 млрд. $ - т.е. пока невозможно).

в). Видимый свет (380нм<λ<760нм ) исходит от фотосферы, атмосфера Земли задерживает 20% и рассеивает (лучшее преломление голубых лучей, поэтому небо голубое).

г). Инфракрасное (0,74 мкм<λ<2 мм) – тепловые луч, несут тепло. Открыл в 1800г В. Гершель (1738-1822, Англия).

2.Радиоизлучение – не тепловые, открыто первым радиоастрономом Гроут Ребер (1911-2002, США) в 1944году на λ= 18,7 м (хотя отменено еще 25.02.1942г Британскими военными λ= 5,45 м и 3,75 м.

а). Постоянная составляющая = постоянное радиоизлучение вызванное горением плазмы спокойного Солнца - почти не меняется по интенсивности.

б) Переменная составляющая = всплески, “шумовые бури” - увеличение в тысячи - миллион раз.

Радиоизлучение идет на всех волнах 8мм <λ<1000 м. Хромосфера излучает сантиметровые λ, корона излучает дециметровые и метровые λ.

Б) Корпускулярное излучение = через 1-2 суток доходит до Земли.

Самым наглядным проявлением влияния космических условий на жизнь растений является чередование толщины годичных колец деревьев. График зависимости образования годовых колец, на которую непосредственно влияют количество осадков и температура, очень хорошо накладывается на циклы солнечной активности.

 Еще до открытия 11-летнего солнечного цикла английский астроном Гершель сопоставил собранные им почти за двести лет данные о солнечных пятнах с рыночными ценами на пшеницу. Связь оказалась очень простой и четкой — цены были тем меньше, чем выше была солнечная активность. Климат в это время становится более влажным, поэтому урожаи пшеницы — обильнее, а рыночные цены на нее — ниже.

1). Солнечный ветер = поток частиц (ядра Не, ионы некоторых элементов, протоны, электроны - образующих разряженную плазму). Открыт в 1959г АМС “Луна-2” и изучены свойства АМС “Луна-3”. Из-за солнечного ветра Солнце теряет ежесекундно около одного миллиона тонн вещества. Один из первых астрофизиков в России Ф.А.Бредихин (1831-1904), хорошо известный своими исследованиями природы комет, в 1898 в статье О солнечной короне пришел к выводу о том, что «внешние слои солнечной атмосферы оказывают сопротивление веществу кометных хвостов», обычно направленных от Солнца. Обнаружение влияния короны на движение вещества кометных хвостов фактически было открытием воздействия на них солнечного ветра.

Хромосферные вспышки образуют “корональные дыры” - области крайне разряженной и прозрачной короны, которая в этих местах сильно расширяется (пузырь), образуя усиление корпускулярного излучения и усиление коротковолнового излучения . Выброс частиц осуществляется через корональные дыры – области в атмосфере Солнца с открытым в межпланетное пространства магнитным полем. Их общая площадь достигает 15% от всей площади поверхности Солнца. 

Вызывает:

а). Магнитные бури – кратковременное изменение магнитного поля Земли;

б). Полярное сияние = свечение (люминесценции) верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра. Проникновение по полюсам в атмосферу Земли частиц, вызывающих свечение атмосферы на высотах 80 - 1000км. (преобладают зеленые и красные линии кислорода). Полярные сияния наблюдаются преимущественно в высоких широтах обоих полушарий в овальных зонах-поясах, окружающих магнитные полюса Земли — авроральных овалах. Длительность полярных сияний составляет от десятков минут до нескольких суток.

в). Изменение тропосферы = сказывается на погоде.

г). Влияние на биосферу = в частности человека: состояние здоровья, тяжелые дни. Так 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 11-летнем цикле в среднем равна 4 годам. Негативному влиянию магнитных бурь подвержены по разным данным от 50 до 75% населения Земли.

д). Корпускулярная радиация пополняет частицами радиационные пояса Земли и хвост магнитосферы Земли, вытянутый в сторону, противоположную от Солнца.

 Служба Солнца

Образована при крупных обсерваториях. Задача: наблюдение за Солнцем для всестороннего и непрерывного исследования солнечной активности и ее связи с геофизическими явлениями - “прогноз” солнечных вспышек для своевременного предотвращения нарушения радиосвязи; обеспечение безопасности прибивания человека в космическом пространстве и т.д. Матвей Матвеевич ГУСЕВ (1826-1866, Россия) пионер астрофизики после посещения обсерватории в Кью (Англия) и ознакомлением с методикой работы на первом в мире гелиографе (инструмент для фотографирования Солнца, установлен в 1858г) у Варрена Делалю, заказал оптику Т. Дальмейеру такой прибор и с 1865г организовывает первую в России службу Солнца, приступив в Вильнюсской обсерватории к систематическому измерению положения пятен на диске Солнца. Создал одну из первых в мире фотографическую службу Солнца. В СССР служба была снова организована в 1932 году.

Служба в СССР включала около 20 обсерваторий, обеспечивающих наблюдения Солнца в течение 12 ч ежедневно. Результаты наблюдений публиковались в ежемесячном бюллетене "Солнечные данные", издаваемом Пулковской обсерваторией. В масштабе всего мира были организованы кооперативные исследования - Международный геофизический год (1957-1958), Международный год спокойного Солнца (1964-65), а также ряд более узких программ, таких, как программа протонных вспышек.

 Закрепление материала.

1. Каким образом можно использовать солнечную энергию?

2. Какие виды солнечного излучения вы знаете?

3. В чем проявляется воздействие Солнца на Землю?

Кроссворд

Вопросы:

1. Древнегреческий астроном?

2. Узкие, тёмные линии поглощения, пересекающие спектр Солнца?

3. Нижний слой атмосферы Земли?

4. Энергия, излучаемая солнцем в единицу времени?

5. Серебристо-жемчужная поверхность атмосферы Солнца?

6. Электрически заряженные частицы, выбрасывающиеся в межпланетное пространство?

7. Светящаяся поверхность Солнца?

8. Светлые пятна на Солнце?

9. Зёрна в фотосфере?

10. Состояние, в котором находится вещество на Солнце?

Домашнее задание: §21, письменно выполнить кроссворд, законспектировать новый материал.

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология