VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Главный источник энергии на Земле — солнечное излучение — представляется нам постоянным и неизменным. Действительно, даже с помощью наиболее совершенных современных инструментов не удалось обнаружить каких-либо значительных изменений солнечной постоянной. Так называется количество лучистой энергии Солнца, поступающее к верхней границе земной атмосферы. Выражается оно в калориях за минуту на площадь 1 см² и равняется приближенно 2кал/мин*см²[1]

Однако уже тысячи лет назад люди невооруженным глазом наблюдали изменения на Солнце — появление темных пятен. Об этом, например, свидетельствует русская летопись 1371 г., когда сквозь дым лесных пожаров были видны «на Солнце места черные акы гвозди». Еще во времена Галилея, в средние века, после первых наблюдений Солнца в телескоп, была высказана мысль о том, что солнечные пятна — это охладители и поэтому при увеличении количества пятен на Солнце температура на Земле должна падать. [1]

Однако тогда же было обнаружено, что если солнечные пятна и влияют на погоду и климат, то неодинаково на различных географических широтах. В одних районах при увеличении числа солнечных пятен становится теплее, в других — холоднее. [1]

Количество атмосферных осадков изменяется также по-разному. Даже в одной и той же местности солнечная активность в разные годы оказывает различное влияние на климат. Эти расхождения и даже противоречия породили сомнения: влияют ли вообще на климат и погоду процессы, происходящие на Солнце? [1]

Уже в наше время благодаря исследованиям физики Солнца, изучению межпланетной среды и высоких слоев земной атмосферы, а также многочисленным специальным исследованиям климата и погоды этот вопрос несколько прояснился. Наука, которая изучает влияние солнечной активности на атмосферу Земли, погоду и климат, называется гелиогеофизикой, а под солнечной активностью подразумеваются совокупность доступных нашим наблюдениям изменений на Солнце, не считая самых мелких, не отражающихся на обычном состоянии светила. [1]

Особое внимание ученые уделяют двум видам солнечной активности: волновому (электромагнитному) излучению Солнца и распространению в окружающем пространстве корпускул — частиц солнечного газа, находящегося в плазменном состоянии. [1]

Суммарная величина электромагнитного излучения характеризуется солнечной постоянной — одной из важнейших величин в метеорологии. Подсчитано, что изменение солнечной постоянной только на 1% повлекло бы за собой заметное изменение в распределении температуры и воздушных течений на земном шаре. Современные приборы улавливают колебания солнечной постоянной до 2%. Но нет полной уверенности в достоверности этих величин, потому что все измерения производятся в условиях земной атмосферы, самое большее на высотах 50—60 км над уровнем моря (не считая все еще очень редких наблюдений с космических кораблей). Величины же излучения Солнца за пределами атмосферы получают путем расчетов. [1]

Эти расчеты необходимо проверить наблюдениями вне атмосферы. Хорошим плацдармом для них могла бы служить Луна, лишенная атмосферы, но и там не исключены помехи: пыль, поднятая с поверхности нашего спутника, может затемнить Солнце, толчки от падения метеоритов могут вызвать отдельные скачки в показаниях приборов и т. д. [1]

Наиболее надежный путь — устройство обсерваторий на долговременных орбитальных станциях, важные шаги к созданию которых предприняты в нашей стране. Помимо суммарной величины солнечного излучения изучаются качественные и количественные характеристики отдельных областей его спектра: рентгеновская, ультрафиолетовая, видимая, инфракрасная, радиоизлучение. Особенный интерес для ге-лиогеофизики представляет ультрафиолетовая область спектра. [1]

Ультрафиолетовые лучи поглощаются почти полностью в высоких слоях атмосферы. Одно из важнейших их свойств — фотохимический эффект. Он и вызывает образование озона на высотах 30—40 км. Ультрафиолетовые лучи — непостоянная часть солнечного излучения (что, однако, практически не сказывается на солнечной постоянной). Резко увеличивается ультрафиолетовое излучение при хромосфер-ных вспышках на Солнце — одном из самых ярких проявлений солнечной активности. Усиленный приток ультрафиолетовых лучей вызывает и интенсивное образование озона. Озон, хорошо поглощающий солнечные лучи, нагревается. Это отражается и на воздушных течениях в более низких слоях атмосферы, следовательно, и на погоде. Очевидно, это одна из форм влияния изменений волнового излучения Солнца на атмосферу Земли [1].

Ионосфера - это верхняя часть атмосферы, главным образом ионизированная облучением Солнца [2]. Ионосфера вносит существенно большие искажения в результаты геодезических измерений, структура ионосферы более сложная и трудно учитывается. Она характеризуется электронной плотностью (количеством электронов в одном кубическом метре), которая может меняться в больших пределах даже в течение суток, так как зависит от солнечного излучения, солнечной активности (количества пятен на Солнце), космического излучения и некоторых других факторов. За состоянием ионосферы ведут постоянные наблюдения, и ее обобщенные характеристики передают в навигационном сообщении спутника [3].

Литература:

1. Качурин Л. Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы. – Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - http://www.twirpx.com/

2. Ионосфера - https://ru.wikipedia.org/wiki/Ионосфера/

3. Ерухимов Л. М. Ионосфера Земли как космическая плазменная лаборатория — СОЖ, 1998 - http://www.kosmofizika.ru/

Код для цитирования: Скопировать