Электромагнитные поля в биосфере. Том 1 - Красногорская Н.
Скачать (прямая ссылка):
ГЛАВА I. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ АТМОСФЕРЫ И ИХ ПРИРОДА
I. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ
I.I. Солнце как источник электромагнитного и корпускулярного излучений
Солнце является источником электромагнитного (волнового) излучения в широком диапазоне длин волн - от низкочастотных радиоволн до гамма-излучения. Основная доля излучаемой Солнцем энергии приходится, как известно, на видимый диапазон ошктра. Именно эта часть излучения вносит ооновной вклад в ту суммарную энергию, которая поступает от Солнца на Землю и которую принято характеризовать солнечной постоянной. Интегральная светимость Солнца как звезды отличается замечательной стабильностью - ее изменения не превышают 0,1$. За время существования биосферы (около 2.I09 лет) светимооть Солнца не подвергалась заметным изменениям.
Корпускулярное излучение Солнца не играет существенной роли в его энергетическом балансе, но имеет важное значение для проблемы солнечно-земных связей, поскольку оно является весьма изменчивым.
Эти изменения (как и изменения в некоторых участках электромагнитного спектра) овязаны с солнечной активностью. Прежде чем их описывать, целесообразно напомнить некоторые данные о солнечной активности. Вся совокупность явлений, которую принято называть солнечной активностью, протекает на видимой поверхности Солнца и в его атмосфере. От видимой поверхности Солнца (фотосферы) до уровня в несколько тысяч километров солнечную атмосферу называют хромосферой. Далее располагается корона, которая находится в неустойчивом состоянии и постоянно расширяется, простираясь в виде так называемого солнечного ветра далеко за пределы земной орбиты. На расстоянии от фотосферы свыше десятка солнечных радиусов корону часто называют межпланетной средой. Химический состав солнечной хромосферы и короны (солнечного ветра) - водород с небольшой примесью гелия и других элементов. Нагретый до огромной температуры (в короне - миллионы градусов) водородный газ образует плазму - электрически нейтральную смесь заряженных частиц (электронов и ионов) [I] .
Подавляющее большинство явлений солнечной активности наблюдается в центрах активности (активных областях (АО) ), где обнаруживается усиление Ш. Физичеокая сущность явлений солнечной активности -превращение энергии, накапливающейся в солнечных МП, в энергию движения газовых масс, энергию быстрых частиц и коротковолнового элек-
тромагнитного излечения. В конечном итоге процеосы солнечной активности поддерживаются за счет энергии процессов, протекающий в недрах Солнца. Однако по оравненшо с общей анергией, излучае^й Солнцем, анергия, связанная солнечной активностью, ничтожна,и изменение уровня солнечной активности практически не оказывается на "энергоснабжении" Земли.
, Наиболее легко наблюдаемое явление в АО - пятна. Они йажутся темными на фоне фотосферы, так как температура газа в пределах пятна ниже фотосферной температуры, ч'> о является олвдствиеы наличия в пятнах больших МП (вплоть до нескольких долей теолы). Пятна часто наблюдаются группами. Обычно нетрудно выделить в пределах группы области северной и юхной полярностей МП, причем одна полярность приходится на ведущее (западное) пятно, а другая - на хвостовое (восточное) . В простейшем варианте МП пятен в АО эквивалентно магнитному диполю, ориентированному вдоль параллели. По пятнам нетрудно исследовать вращение Солнца. Для земного наблюдателя период вращения экваториальной зоны Солнца (+ 10° гелиошироты) соотавляет 27 сут.
Для более высоких широт период увеличивается, так как Солнце вращается не как твердое тело.
Борона над группой пятен активной области имеет более выоокую плотность и является источником дополнительного излучения в коротковолновом и радиодиапазонах. Когда АО наблюдается на краю оолнеч-ного диска, можно видеть протуберанцы - жгуты плазмы, "висящие" на силовых линиях магнитного поля выооко в короне. На диске Солнца в свете линии протуберанцы выглядят темными волокнами.
АО возникают как участки фотосферы, где Ш усиливается. Одновременно возникают факелы. Затем появляются пятна, плэщадь которых постепенно увеличивается. По истечении некоторого времени пятна уменьшаются, дробятся, АО деградирует и наконец постепенно иочезает [2, 3] . Большинство АО проходит весь путь развития за интервал времени, меньший одного оборота Солнца (27 сут ). Однако нередки случаи, когда АО наблюдается многие месяцы.
Наиболее важный процесс в изменения АО - хрсмосферные вопышки.
Это взрнвоподобное выделение энергии в виде тепла, излучения и ускоренных частиц (космичеокие лучи), сопровождающееся выбросом облака плазмы. Яркость вопышки за несколько минут достигает максимума, а затем начинает постепенно спадать. В зависимости от мощности явления1 вспышке приписывают определенный балл. Самые слабые эффекты обозначаются в каталогах как „sf” (оубвспышка малой яркости). Далее по возрастающей вдут баллы I и 2 (при них индексы /, п (нормальная) и 6 (яркая)). Мощным вспышкам приписывается балл 3. Балл 4 соответствует событиям исключительной мощности. В достаточно
