Электромагнитные поля в биосфере. Том 1 - Красногорская Н.
Скачать (прямая ссылка):
Р и с. 17.Допустимые пределы скорости изменения (лВ/At) магнитного поля для вариаций различных периодов (Т)
с движущейся к полюсу выпуклостью полярных сияний во время взрывной фазы суббури. Максимум амплитуд пульсаций Ps 6 приурочен к центральной части авроральной элекгросгруи. Пульсации LtPc связаны с проникновением колебаний, возбуждаемых на границе магнитосферы, в область дневного каспа.
Представленные в табл.2 сведения о продолжительности и величине всех перечисленных выше типов геомагнитных вариаций приводят к заключению, что магнитные вариации изменяются в исключительно широком диапазоне периодов (ог 2*10-1 до 2-I010 с) и амплитуд (ог 1*Ю“2 до 3*103 нТл). Используя количественные значения периодов колебаний Т и величин амплитуд В вариаций, приведенных в табл. 2, нами сделаны оценки скорости изменения поля д 6/а t для каждого типа вариаций.
На рис.17 дана зависимость ( а 8/а t ) от ^ Г в виде от-
резков прямых (для строго периодических вариаций V, L , Scj , Sj. ) или
параллелограммов (для остальных вариаций), представляющих допустимые границы как по окорооти изменения поля, так и по периоду. Из рис.17 видно, что для медленных, периодических и части возмущенных вариаций (2)^ , 5^ ) изменения 4В/&t малы, тогда как для вариаций Ро 1-Рс 4 и иррегулярных колебаний эти изменения достигают нескольких единиц нанотеслы в секунду.
Из всех типов вариаций, приведенных в табл.2, наибольшие временные изменения ШП достигаются КПК, иррегулярными вариациями ц бухтообразными возмущениями. Периоды этих вариаций заключены во временном интервале от 0,2 с до 3 ч (частотный диапазон от 5 до 2,8‘Ю-4 Гц). Так как эти вариации в основном связаны с протеканием магнитной бури, то совершенно ясно, что при статистических исследованиях эффективности ВШ в биологических цроцесоах в первом приближении можно использовать каталоги магнитных бурь.
Однако следует отметить, что изменения ШП в диапазоне от 0,2 с до 3 ч происходят и при относительно опокойных геомагнитных условиях. Поэтому, если эти вариации действительно биоэффективны, то при использовании в статиотике только магнитных бурь можно получить недостаточно высокий коэффициент корреляции исследуемых явлений. Возможно, более корректно изучать связь биологических процессов не с магнитными бурями, а с отдельными частотными диапазонами ШП. Выбор диапазонов частот (периодов) необходимо проводить на основании биоритмшси. Пока же согласно рис.17 можно ожидать, что при исследовании биологичеоких процессов наиболее эффективными окажутся геомагнитные вариации Pci - РсЗ.
Литература
1. Яновский Б.М. Земной магнетизм. Л.: Изд-во ЛГУ, 1978, 592 с.
2. Бенькова Н.П., Загуляева В.А., Кацишвили Q.A. и др. L - вариации геомагнитного поля и ионосферы по данным советских станций. -Геомагнетизм и аэрономия, 1964, т.4, Jt3, с.611-613.
3. Бенькова Н.П. Магнитное поле Земли и его вариации. - В кн.: Физико-математические и биологические проблемы действий электромагнитных полей и ионизации воздуха. М.«.Наука, 1975,т.I,с.13-24,
4. Справочник по переменному магнитному полю СССР/Под ред. В.И.Афа-насьевой. Л.:' Гядуометеоиздат, 1954. 268 с.
5. Пудовкин М.И., Распопов О.М., Клейменова Н.Г. Возмущения электромагнитного поля Земли. 4.2. Короткопериодические колебания геомагнитного поля. Л.: Изд-во ЛГУ, 1976, 271 с.
1.5. Электрические поля'атмосферы Земли и их природа
Электрическая структура атмосферы - газовой оболочки Земли - тесно связана с процессами, протекавдими в пространстве от уровня земной поверхности до высот в десятки земных радиусов. Изменение электрических
свойств атмосферы при переходе от нижних к более высоким ее слоям обусловлено двумя ооновными факторами: уменьшением с высотой плотности воздуха и размещением основного источника энергии - Солнца - вне земной атмосферы.
Одним из наиболее существенных эффектов действия на атмосферу солнечного излучения является ионизация составяящих ее газов. Она вызывается ультрафиолетовым и рентгеновским коомичеоким излучениями. Преимущественное поглощение ионизирующего излучения Солнца в верхних слоях атмосферы и понижение плотности воздуха с высотой создают значительную неоднородность в высотном ходе удельной электрической проводимости воздуха, которая приблизительно экспоненциально увеличивается с высотой от значения 10-*®См*м-* у поверхности Земли, достигая величины порядка КГ^См’м”* на высоте 100 км. Это различие величин цроводимооти позволяет рассматривать воздух у Земли как хороший изолятор, а в ионосфере и выше - как проводник. Ввиду еще более высокой электрической проводимости среды околоземного космического пространства Земля вместе с атмосферой относительно межпланетной среды представляется нейтральной;. В зем -ной атмосфере, однако, действует глобальный процесс разделения зарядов, в результате которого атмосфера постоянно содержит избыточный положи -тельный объемный заряд, а на земной поверхности индуцирован нейтрали -зушций его поверхностный отрицательный заряд. Это разделение зарядов является причиной существования электрического поля в тропосфере. Be -личина и направление ЭП широко варьируют в пространстве и времени и зависят от погодных условий, орографии местности, времени года, суток и других факторов. В безоблачную погоду ЭП приблизительно вертикально и его напряженность уменьшается с высотой в среднем от 130 В/м у поверхности Земли до нескольких вольт на метр на высоте 10 км.
