Slnečná aktivita - čo to je? Školská encyklopédia

V systéme Slnko-Zem hrajú rozhodujúcu úlohu nestability, ktoré vznikajú v podmienkach silnej odchýlky od rovnováhy. Keďže zemská atmosféra je vrstvená podľa výšky , v gravitačnom poli ona je v nestabilnej rovnováhe. Zmena toku slnečnej plazmy môže spôsobiť pomerne silnú odchýlku od rovnováhy, čo povedie k ďalšej nestabilite mnohých procesov v zemskej atmosfére. Slnečná aktivita pôsobí ako akýsi „spúšťač“, ktorý dáva impulz rozvoju rôznych nestabilít.

Špecifikom turbulencie v atmosfére je široká škála mier turbulentných nehomogenít (od mm až po tisíc km) a významný vplyv vertikálneho rozloženia hustoty na vznik turbulencie malého rozsahu. Dôležitú úlohu pri vytváraní štruktúry turbulencie zohrávajú rôzne typy nestabilít, ktoré sú vlastné pohybujúcim sa vzduchovým hmotám. V podmienkach vysoko rozvinutých turbulencií v atmosfére sa globálna cirkulácia vzduchu tiež stáva nestabilnou. Vznikajú víry, ktoré pokrývajú priestor tisícok kilometrov a nakoniec sa rozpadajú na menšie (od cm po mm). Pri malých veľkostiach vírov viskozita potláča turbulentné výkyvy. Všetky prúdy v atmosfére, tak či onak súvisiace s konvekciou, sa ukazujú byť nielen zložité, ale aj nestabilné, dokonca aj vo vzťahu k slabým vonkajším poruchám.

Všeobecná cirkulácia atmosféry.

Hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi formovanie zemskej klímy sú slnečné žiarenie, atmosférická cirkulácia a charakter podložného povrchu. Pod ich spoločným vplyvom sa vytvárajú klimatické zóny zemegule. Množstvo prijatého slnečného tepla závisí od množstva faktorov. Určujúcim faktorom je uhol dopadu slnečných lúčov. Preto pri nízkej zemepisných šírkach prichádza oveľa viac solárna energia než v stredných a ešte vyšších zemepisných šírkach. Všeobecná cirkulácia atmosféry je uzavretý tok vzdušných hmôt, ktorý sa vyskytuje v hemisférickom alebo globálnom meradle a vedie k zemepisnej šírke a meridionálnemu prenosu hmoty a energie v atmosfére. hlavný dôvod výskyt prúdenia vzduchu v atmosfére - nerovnomerné rozloženie tepla na povrchu Zeme, čo vedie k nerovnomernému zahrievaniu pôdy a vzduchu v rôznych zónach zemegule, preto je slnečná energia hlavnou príčinou všetkých pohybov vo vzduchu škrupina Zeme. Okrem prílevu slnečnej energie, do najdôležitejšie faktory Medzi faktory, ktoré spôsobujú výskyt vetra, patrí rotácia Zeme okolo svojej osi, heterogenita podkladového povrchu a trenie vzduchu o pôdu. V zemskej atmosfére sú pozorované pohyby vzduchu najrôznejších mierok – od desiatok a stoviek metrov (lokálne vetry) až po stovky a tisíce kilometrov (cyklóny, anticyklóny, monzúny, pasáty, planetárne frontálne zóny). Jedna stará kniha opisuje cirkuláciu v atmosfére takto: „Rovník je ako kotol s horúcou parou. Biele pólové čiapky tam sú chladničky. A ohniskom je Slnko. Sálavé teplo slnka ohrieva kotol - vzduch rovníka. Ohriaty vzduch stúpa a prúdi do chladničiek, kde sa ochladzuje a klesá, prúdi dole k rovníku. Takto sa nad Zemou otáča obrovské vzduchové koleso, ktoré poháňa Slnko.“ Toto je prvý prstenec planetárneho obehu. Rotácia Zeme však tieto pohybujúce sa masy vychyľuje na severnej pologuli doprava a na južnej doľava. V dôsledku toho vzduch prúdi nie na sever, ale na severovýchod a niekde na 30 stupňoch od rovníka už neprúdi po poludníku, ale pozdĺž zemepisnej šírky od západu na východ. Hromadenie vzduchu v oblasti 30 stupňov zemepisnej šírky na oboch hemisférach vedie k vytvoreniu pásu vysokého tlaku nad zemským povrchom. Z tohto pásu sa vzduch šíri oboma smermi, pričom sa vplyvom Coriolisových síl vychyľuje. Časť vzduchových hmôt sa ochladzuje a obracia späť - k rovníku a pohybuje sa severovýchodným smerom. Takéto vzdušné prúdy sa nazývajú pasáty; uzatvárajú druhý kruh atmosférickej cirkulácie, pasátový kruh. Ďalšie masy idú ďalej na sever, ale Coriolisova sila ich odkláňa doprava. Tu sa vytvára systém juhozápadných a západných vetrov, prevládajúcich v miernych zemepisných šírkach. U severný pól vzduch, ochladzujúci sa, padá dole a šíri sa na juh, na juh - na sever. Vietor zároveň naberá smer z východu na západ. Pri stretnutí so vzduchom miernych zemepisných šírok tieto vzduchové hmoty stúpajú. Tým sa uzavrie tretí kruh pohybu vzdušnej hmoty. Toto je veľmi zjednodušený, zastaraný obraz planetárnej cirkulácie, ktorý obsahuje iba tri uzavreté prstence. V prírode sú však tieto krúžky spojené do jedného mechanizmu. Skutočné vetry často menia svoje trasy. Rovníkový vzduch niekedy prerazí pasátový prstenec a dosiahne pól. Na pobreží Stredozemného mora môže byť vďaka prílevu arktického vzduchu na jar taká zima, že záhrady zamŕzajú. Podkladový povrch Zeme je navyše veľmi rôznorodý – kontinenty, oceány atď. Každý kontinent sa v lete veľmi rýchlo zohreje a v zime ochladí. To znamená, že v „kuchyni planéty“ sú iné „kotly“ a „chladničky“, ktoré v každom ročnom období fungujú inak. V zime je kontinent chladničkou a oceán je kotol v lete, je to naopak. Ku komplexnej cirkulácii vzduchu sa teda pripája aj monzúnové koleso, ktoré sa v lete otáča jedným smerom a v zime druhým.

Moderné princípy klasifikácie foriem atmosférickej cirkulácie severnej pologule Wangenheim - Giers.

Vzduchové hmoty sa neustále pohybujú po celej zemeguli. Rýchlosť ich pohybu je ovplyvnená nerovnomernosťou slnečného žiarenia a jeho absorpciou rôznymi časťami podložného povrchu a atmosféry, rotáciou Zeme, tepelnou a dynamickou interakciou atmosféry s podložným povrchom vrátane interakcie s oceánom. . Hlavným dôvodom atmosférických pohybov je heterogenita zahrievania rôznych častí zemského povrchu a atmosféry. Vzostup teplého vzduchu a pád studeného vzduchu na rotujúcu Zem je sprevádzaný tvorbou cirkulačných systémov rôznych mier. Súbor rozsiahlych atmosférických pohybov sa nazýva všeobecná cirkulácia atmosféry. Atmosféra prijíma teplo absorbovaním slnečného žiarenia kondenzáciou vodnej pary a výmenou tepla s podkladovým povrchom. Vstup latentného tepla do atmosféry závisí od stúpania vlhkého vzduchu. Tropická zóna Tichého oceánu je teda silným zdrojom tepla a vlhkosti pre atmosféru. K významnému prenosu tepla z hladiny oceánu dochádza v zime, keď sa do oblastí teplých morských prúdov dostávajú masy studeného vzduchu. Jedným z najväčších článkov vo všeobecnej cirkulácii atmosféry je cirkumpolárny vír. Jeho vznik je spôsobený prítomnosťou vreciek chladu v polárnej oblasti a vreciek tepla v tropickom pásme. Cirkupolárny pohyb a jeho prejav, západný transport, predstavuje stabilný a charakteristický znak celkovej atmosférickej cirkulácie. V tridsiatych rokoch sa začali štúdie o všeobecnej cirkulácii atmosféry. Všetky synoptické procesy (SP) boli rozdelené na elementárne (ESP), potom boli zredukované na tri formy obehu: západnú (W), východnú (E) a meridionálnu (C). Procesy západnej formy (W) sú charakteristické vývojom zložiek zonálnej cirkulácie a rýchlym posunom tlakových útvarov zo západu na východ. S rozvojom meridionálnych foriem cirkulácie, keď sa vytvárajú stacionárne vlny s veľkou amplitúdou, sa pozorujú procesy foriem E a C Rozloženie prúdov vzduchu na zemeguli úzko súvisí s rozložením tlaku, teploty a charakterom cyklóny činnosť, preto musí existovať určitá zonálnosť v rozložení vetra na Zemi. Skutočné smery vetra v zime a v lete sa však líšia od vetrov predpokladaných zónovou schémou. Vetry v rovníkovej zóne majú najjasnejšiu zonalitu. Na severnej pologuli v zime a v lete prevládajú vetry zo severovýchodného smeru a na južnej pologuli prevládajú vetry z juhovýchodného smeru pasáty. Pasáty sa javia najzreteľnejšie cez Tichý oceán. Nad kontinentmi a v ich blízkosti narúša pasáty ďalší systém prúdenia – monzúny, ktoré vznikajú v dôsledku cyklonálnej činnosti spojenej s veľkým teplotným rozdielom medzi morom a pevninou. V zime je monzún nasmerovaný z kontinentu na oceán av lete - z oceánu na kontinent. V pobrežných oblastiach je pozorovaný živý monzúnový transport vzdušných hmôt Východná Ázia a najmä v Primorye sa vzduchové hmoty pohybujú tak na povrchu Zeme, ako aj vo veľkých výškach od Zeme a to nielen v horizontálnom, ale aj vertikálnom smere. Napriek tomu, že vertikálne rýchlosti vzduchu sú malé, zohrávajú dôležitú úlohu pri vertikálnej výmene vzduchu, tvorbe oblačnosti a zrážok a iných poveternostných javoch. V distribúcii vertikálnych pohybov existujú aj ďalšie znaky. Analýza synoptických máp ukázala, že teplotné kontrasty medzi pólom a rovníkom sú v celej zemepisnej šírke rozložené nerovnomerne. Je tu pomerne úzka zóna, kde sa sústreďuje významná časť energie atmosférickej cirkulácie. Tu sú zaznamenané maximálne hodnoty barických gradientov a následne aj rýchlosti vetra. Pre takéto oblasti bol zavedený koncept vysokohorskej frontálnej zóny (AFZ) a s ňou spojené silné západné vetry sa začali nazývať tryskové prúdy alebo prúdnice. Typicky rýchlosť vetra pozdĺž osi prúdu presahuje 30 m/s, vertikálny gradient rýchlosti vetra presahuje 5 m/s na 1 km a horizontálny gradient rýchlosti dosahuje 10 m/s alebo viac, pričom zostáva približne 100 km. WFZ zaberá veľké geografické oblasti: jeho šírka je 800–1000 km a jeho výška je 12–15 km s dĺžkou 5–10 000 km. VFZ zvyčajne zahŕňa jeden alebo niekoľko atmosférických frontov a je miestom vzniku mobilných frontálnych cyklón a anticyklón pohybujúcich sa v smere hlavného (vedúceho) toku. V obdobiach silného rozvoja meridionálnych procesov sa WFZ akoby „vinie“, ohýba sa okolo vysokohorských hrebeňov zo severu a žľabov z juhu. Všeobecná cirkulácia atmosféry je systém rozsiahlych prúdov vzduchu po celej zemeguli. Tento systém je možné študovať pomocou denných synoptických máp a odráža sa aj na priemerných dlhodobých mapách zemského povrchu a troposféry. Oblasť prevahy vysokého alebo nízkeho tlaku na priemerných mapách označuje oblasť, kde sa nachádza centrum atmosférického diania (CAA). CDA môže byť trvalá (Azorská anticyklóna) a sezónna (sibírska anticyklóna, Aleutská depresia). Štúdium charakteristík všeobecnej cirkulácie atmosféry umožnilo vytvoriť metódy na predpovedanie počasia na obdobia rôzneho trvania.

Problém s predpoveďou...

Otázka vplyvu slnečnej aktivity na počasie má praktický význam. Ak je tento vplyv významný, treba ho brať do úvahy pri meteorologických predpovediach, ktorých význam je dôležitý pre plánovanie a organizáciu najrôznejších podujatí. Nowcasting do pol dňa je založený na intenzívnom prístupe s využitím kontinuálnych pozorovaní. V tomto prípade sa analyzujú a extrapolujú pozorovacie údaje meteorologických polí, najmä mezokeramických polí oblačnosti a zrážok, získané zo satelitných a radarových údajov. Numerická (hydrodynamická) metóda predpovede počasia je založená na matematickom riešení systému úplné rovnice hydrodynamika a získavanie predpovedných polí tlaku a teploty za určité časové obdobia. Výpočtové centrá v Moskve, Washingtone, Tokiu a Reidingu (European Forecast Center) používajú rôzne numerické schémy na vývoj rozsiahlych atmosférických procesov. Presnosť numerických predpovedí závisí od rýchlosti výpočtu počítačových systémov, množstva a kvality informácií prichádzajúcich z meteorologických staníc. Čím viac údajov, tým je výpočet presnejší. Synoptická metóda tvorby predpovedí počasia je založená na analýze máp počasia. Podstatou tejto metódy je simultánny prehľad stavu atmosféry na širokom území, čo umožňuje určiť charakter vývoja atmosférických procesov a najpravdepodobnejšiu ďalšiu zmenu poveternostných podmienok v posudzovanej oblasti. Toto preskúmanie sa vykonáva pomocou máp počasia, na ktorých sú zakreslené údaje z meteorologických pozorovaní v rôznych nadmorských výškach, ako aj v blízkosti zemského povrchu, vykonávané súčasne podľa jedného programu na rôznych miestach zemegule. Na základe podrobná analýza Z týchto máp meteorológ určí ďalšie podmienky pre vývoj atmosférických procesov v určitom časovom období a vypočíta charakteristiky meteorologických parametrov - teplotu, vietor, oblačnosť, zrážky a pod. Metódy štatistickej predpovede umožňujú predpovedať počasie na určité budúce časové obdobie na základe minulého a súčasného stavu atmosféry, t.j. predpovedať zmeny rôznych prvkov počasia v budúcnosti. Často sa volí integrovaný prístup - použitie niekoľkých konkrétnych metód na predpovedanie rovnakej charakteristiky stavu atmosféry naraz, aby sa vybrala konečná verzia predpovede. Keďže zemská atmosféra je veľmi citlivá na vonkajšie vplyvy, je nemožné predpovedať počasie na dlhú dobu priamym výpočtom pohybu vzdušných hmôt. Výpočty ukázali, že spočiatku blízko (v rámci hydrodynamického modelu atmosféry) rôzne riešenia potom sa rýchlo rozchádzajú a vedú ku kvalitatívne odlišným výsledkom. V procese hydrodynamických výpočtov sa počiatočné chyby zdvojnásobia do troch až piatich dní. A po dvoch až troch týždňoch môžu ďalšie výpočty poskytnúť neisté výsledky.

Za zakladateľa heliometeorológie sa považuje meteorológ A. V. Djakov (1900 – 1989), ktorý v rokoch 1960 – 1980 viedol meteorologickú stanicu v obci Temirtau (Gornaja Shoria, úpätie Altaja), keďže predpovedal. počasie v regiónoch Kazachstanu, Západnej Sibíri, Altaja a Uralu na základe jeho pozorovaní slnečných škvŕn a bol za to dokonca vyznamenaný. Dyakov dal dlhodobé predpovede počasia niekoľko mesiacov vopred, berúc do úvahy aktivitu Slnka. Vo svojich prognózach sa opieral o myšlienky K. Flammariona, A. V. Klossovského (1846 – 1917) a A. I. Voeikova (1842 – 1916) o existencii dvoch atmosférických prúdov: studeného (polárneho) a teplého (ekvatoriálneho). Okrem toho venoval veľkú pozornosť dielu Eleanor Lear, ktorá vyvinula typy sezónneho obehu. V dôsledku toho Dyakov dospel k záveru, že zemskú atmosféru treba považovať za otvorený samooscilačný systém, ktorý je ovplyvnený nerovnomerným slnečným žiarením.

Igor Tsygankov cituje Djakovský kalendár, ktorý zaznamenáva zrážky a výnosy obilia počnúc rokom 1892. Tento kalendár sa používa už mnoho rokov. Poskytuje pozorovania zrážok za viac ako 100 rokov. Kalendár platí pre Východná Sibír a Kazachstan. Všetky piate roky podľa tohto kalendára sú suché. Sovietska vláda tiež použila Djakovove prognózy. I. Tsygankov si vedie aj svoj vlastný kalendár od roku 1955, ktorý sa úplne zhoduje s Djakovským: Napríklad v roku 1965 dosahovala úroda elitných obilnín na dobre upravených poliach iba 7 centov na hektár. 1975 – výnosy sú ešte nižšie, len 4 centy.

Biologické prejavy slnečnej aktivity. Slnečná aktivita a biologické rytmy.

Účinky ionizujúceho a prenikavého žiarenia na živé organizmy sú úspešne využívané v medicíne na liečbu a prevenciu mnohých chorôb. Kozmické vplyvy sa detegujú na mnohých úrovniach biologických štruktúr, od najjednoduchších buniek až po neurofyziologické procesy v ľudskom mozgu. A.L. Chizhevsky dospel k záveru, že spojenia medzi slnečnou a biosférou sú všeobecným biologickým vzorom. Zaviedol pojem „heliobiológia“, vytvoril vedecký smer vesmírnej biológie, stanovil vzťah medzi cyklickosťou SA a javmi v biosfére a ukázal možnosť predpovedania ľudského správania a pozemských udalostí v závislosti od rytmov vonkajšieho prostredia. Teraz tieto názory rozvíja profesor S. E. Shnol v Ústave teoretickej a experimentálnej biofyziky Ruskej akadémie vied. Tu študujeme vonkajšie rytmické variácie faktorov prostredia, ktoré môžu spôsobiť synchronizáciu biorytmov v organizmoch. Ak telo nestihne kompenzovať vonkajšie vplyvy, potom dochádza k desynchronizácii, ktorá môže viesť k funkčným poruchám v organizme.

Makroskopické fluktuácie a ich súvislosť so slnečnou aktivitou SA.

Pod vedením Šnola boli objavené makrofluktuácie (MF) - nerovnomernosť výskytu chemických reakcií vo fyzikálno-chemických prostrediach. Tento objav dnes viedol k novej etape vo vývoji biológie - heliobiológii. Po zistení súvislosti s pôsobením kozmických činiteľov (SA) na MF sa rozšírili možnosti hľadania rytmu vo fyzikálno-chemických javoch.

Podstatu MF možno vysvetliť takto: nech sa v určitom objeme vodného roztoku zmeria prietok určitého množstva. chemická reakcia. Ak sa rýchlosť tejto reakcie meria konzistentne rýchlosťou raz za niekoľko minút, potom sa hodnoty rýchlosti môžu navzájom výrazne líšiť, mnohokrát prevyšujú inštrumentálnu chybu. Počet zreagovaných častíc, meniaci sa v čase, dáva sériu diskrétne množstvá. Prechod z jednej hodnoty na druhú prebieha spontánne a rýchlo (v čase kratšom ako 0,01 s) a čo je najmarkantnejšie, synchrónne v makroobjeme aj v dvoch samostatných, susediacich cievach. Postupom času boli príznaky MF objavené v širokej škále procesov, čo viedlo k záveru, že distribúcia MF v prostredí fyzikálno-chemických procesov je univerzálna.

Technogénne prejavy slnečnej aktivity v SA.

Prvá správa o slnečnej erupcii bola publikovaná v roku 1859. R. Carrington a R. Hodgson súčasne a nezávisle od seba vizuálne pozorovali žiarivý bod podobný hviezde v bielom svetle na pozadí jasnej fotosféry. V priebehu niekoľkých hodín spontánne skraty v telegrafných drôtoch, pozorované v USA aj v Európe, čo spôsobilo množstvo požiarov. Na oboch pologuliach Zeme boli polárne žiary viditeľné v nezvyčajne nízkych zemepisných šírkach, až po Rím, Havanu a Havaj. Vplyv slnečných erupcií na stav spodných vrstiev atmosféry zaznamenal aj G. Wild v roku 1882

Najdôležitejšie technogénne vplyvy SA:

1. Spôsobujú ionosférické poruchy.

2. Rádiová komunikácia je prerušená.

3. Sú zdrojom radiačného nebezpečenstva pre astronautov a vybavenie kozmických lodí.

4. Magnetosférické a ionosférické variácie zosilňujú elektromagnetické žiarenie pri frekvenciách 0,001 – 10 Hz a ovplyvňujú navigáciu (kompasy a rádiá), káblovú komunikáciu (telex, telefón), elektrické vedenie, ropovody a plynovody.

Detekcia slnečno-pozemských spojení a vplyvu slnečného žiarenia na Zem.

Dokonca aj v kronikách dávnych pozorovateľov, ktorí zaznamenávali prebiehajúce udalosti, sú zmienky o možnom vzťahu medzi slnečnými a pozemskými javmi. Pozemské javy sa prejavili v podobe obrovských geofyzikálnych katastrof (suchá, záplavy, zemetrasenia, sopečné erupcie, polárne žiary viditeľné v celej Európe a dokonca aj v tropických krajinách), smrteľných epidemických chorôb a masového hladomoru (neúroda pšenice či stúpajúce ceny na burzách). . Na základe pozorovaní slnečných škvŕn, polárnych žiar a oscilácií magnetické pole Zem, dánsky astronóm Gorrebov (polovica 18. storočia) ako jeden z prvých tušil závislosť javov pozorovaných na Zemi od počtu slnečných škvŕn, t.j. z jeho činnosti. Predpoklad o korpuskulárnom žiarení Slnka na konci 19. storočia. vyjadril nórsky K.O. Mnohí sa na základe pozorovanej alebo predpokladanej periodicity rôznych javov v zemskej atmosfére snažili presne obnoviť dĺžku periód a amplitúdu oscilácií a následne ich príčinu. Z týchto javov je najlepšie prebádaná predpokladaná približne 35-ročná periodicita striedania teplých a suchých a studených a vlhkých období, na ktorú ako prvý upozornil profesor E. Brückner.

V roku 1912 M.A. Bogolepov v knihe Klimatické výkyvy a historický život(hladomor a vojna) napísal: „elektromagnetický stav Zeme má priamy vplyv na rastliny a žiť život organizmy“. Analyzoval ruské kroniky, ktoré odrážali najvýznamnejšie udalosti, a dospel k záveru, že náhle zmeny klímy sú prejavom periodických porúch všetkého života na zemeguli s celým jeho fyzickým a organickým svetom, že sa to všetko prenáša v jednej forme. alebo iného ľudského života a je vyjadrená ekonomickými a politickými katastrofami. V našej dobe neexistuje taká šialená forma hladomoru, ako je opísaná v análoch dávnej minulosti, neexistujú nájazdy ázijských kočovníkov, ale objavili sa bankroty, výrobné krízy, ekonomické katastrofy, ktoré zasa tiež výrazne ovplyvňujú politický život národy celej Zeme. Je zbytočné hľadať periodicitu v akomkoľvek fenoméne života. Iba súhrn všetkých znakov porúch na zemeguli môže odhaliť vzorec javov: éra najväčších porúch sa opakuje trikrát za storočie, a to: väčšina 3. dekády a prvá polovica 4., od začiatku 7. desaťročie do polovice 8., všetkých 90 rokov a začiatku nového storočia.

Douglas skúmal rastové prstence na pňoch stromu Sequoia gigantea. Keďže jeden exemplár týchto tisícročných obrov mal približne 3200 rokov, ukázalo sa, že je možné vysledovať množstvo rastu letokruhov za obrovské časové obdobie. Z týchto údajov Douglas usúdil, že existujú klimatické výkyvy, ktorých periódy sú násobkami 11-ročného cyklu slnečnej aktivity. Identifikovali tiež obdobie 101 rokov, ktoré možno zodpovedá sekulárnemu cyklu SA.

Rast stromov a počet slnečných škvŕn na základe štúdií živých stromov v Anglicku, Nórsku, Švédsku, Nemecku a Rakúsku. Rastová krivka stromu má veľké maximá v blízkosti maxím slnečných škvŕn, ako aj slabšie sekundárne maximá približne uprostred medzi nimi. Obe maximá v rámci toho istého 11-ročného cyklu zodpovedajú priebehu kriviek úhrnov zrážok, ktoré sa líšia v rovnakej periodicite (Douglas).

Aplikácia štatistiky na analýzu prepojení Slnka a Zeme.

Spektrálna analýza časových radov je najdôležitejšou metódou na štúdium vlastností rôznych fyzikálnych, biologických, meteorologických a iných procesov v prírode, pre ktoré existuje kvantitatívne charakteristiky V určité momentyčas. Jeho účelom je rozdeliť časové rady na rôzne frekvenčné zložky. Na tento účel sa pozorovaný rad údajov rozšíri na Fourierov rad. Výsledná závislosť amplitúd Fourierových harmonických od frekvencie sa nazýva spektrum série (proces) a závislosť druhej mocniny amplitúd sa nazýva výkonové spektrum. Analýza tejto závislosti nám umožňuje identifikovať najdôležitejšie periodické vzorce skúmaného javu, porovnať s inými procesmi a vyhodnotiť zodpovedajúce korelácie.

Analýza variácií pozemských procesov a prejavov slnečnej aktivity, ako aj ich vzájomné porovnanie ukazuje, že slnečná aktivita a z nej vyplývajúce poruchy v medziplanetárnom prostredí sa prejavujú vo všetkých obaloch Zeme, vrátane magnetosféry, vo všetkých vrstvách atmosféra, litosféra, biosféra a dokonca technosféra.

Edward Kononovič

Na tejto stránke môžete veľmi dobre sledovať naše vesmírne počasie, ktoré primárne určuje Slnko. Údaje sa aktualizujú veľmi často – takmer všetky každých 5-10 minút , takže vždy sa návštevou tejto stránky môžete dozvedieť presný stav vecí v oblasti činnosti nášho Slnka a vesmírneho počasia.

• Vďaka tejto stránke a jej online údajom môžete celkom presne pochopiť stav vesmírneho počasia a jeho vplyv na Zem v aktuálnom čase. Grafy a mapy sú zverejnené (online zo špecializovaných online serverov, ktoré zhromažďujú a spracúvajú údaje zo satelitov) popisujúce vesmírne počasie (čo je vhodné na sledovanie anomálií).

Teraz môžete vidieť Slnko online v režime animácie, aby ste mohli vizuálne lepšie sledovať všetky zmeny na Slnku, ako sú svetlice, objekty lietajúce v blízkosti atď.:

Stav vesmírneho počasia v našej sústave závisí predovšetkým od aktuálneho stavu Slnka. Tvrdé žiarenie a erupcie, prúdy ionizovanej plazmy, slnečný vietor pochádzajúci zo Slnka sú hlavné parametre. Tvrdé žiarenie a erupcie závisia od takzvaných slnečných škvŕn. Mapy škvŕn a rozloženia žiarenia v röntgenových lúčoch sú viditeľné nižšie (toto je fotografia slnka urobená dnes: 18. marca, pondelok).

Koronálne prechodné ejekcie a začínajúce prúdy slnečný vietor označené na obrázku nižšie (toto je fotografia slnečnej koróny odfotená dnes: 18. marca, pondelok).

Harmonogram slnečných erupcií. Pomocou tohto grafu môžete zistiť silu erupcií, ktoré sa vyskytujú na Slnku každý deň. Bežne sa záblesky delia do troch tried: C, M, X, čo je vidieť na mierke nižšie uvedeného grafu, maximálna hodnota vlny červenej čiary určuje silu záblesku. Najsilnejšia erupcia je trieda X.

Svetová teplotná mapa

Globálne počasie s vysokou teplotou je možné sledovať na často aktualizovanej mape nižšie. Nedávno bol jasne viditeľný posun v klimatických pásmach.

Teraz v nedeľu (18. marca, pondelok) v ultrafialovom spektre(v jednom z najpohodlnejších na sledovanie stavu Slnka a jeho povrchu).

Stereo obraz Slnka. Ako viete, nedávno boli do vesmíru špeciálne vyslané dva satelity, ktoré vstúpili na špeciálnu obežnú dráhu, aby „uvideli“ Slnko z dvoch strán naraz (predtým sme videli Slnko iba z jednej strany) a preniesli tieto obrázky na Zem. Nižšie vidíte tento obrázok, ktorý je denne aktualizovaný.

Tu je simulácia slnečnej aktivity v reálnom čase. Obrázky sa aktualizujú každých 30 minút. Je možné pravidelne vypínať senzory a kamery na satelitoch vzhľadom na technické poruchy. Projekt nezodpovedá za obrázky.

Obrázok Slnka v reálnom čase (online).

Ultrafialový ďalekohľad, svetlé škvrny zodpovedajú 60-80 tisíc stupňom Kelvina. satelit SOHO LASCO C3

Obrázok slnečnej koróny v reálnom čase (online).

Zobrazuje slnečný vietor siahajúci asi 8,5 milióna kilometrov od Slnka.

Obraz slnečného vetra v reálnom čase (online).

Prázdne pole zodpovedá 32 priemerom Slnka. Priemer snímky je vo vzdialenosti od Slnka asi 45 miliónov kilometrov, čiže polovica priemeru Merkúra. Za Slnkom možno pozorovať veľa jasných hviezd. satelit SOHO LASCO C2

Slnečné erupcie

Index geomagnetického rušenia a magnetické búrky

Porovnanie základných solárnych máp

Predpoveď slnečnej aktivity na 27 dní

HAARP fluxgate (magnetometer)

Poznámka: Čas na obrázkoch je severný Atlantik, to znamená, že musíte odpočítať 7 hodín od moskovského času (UTC=MST-4)
Zdroje informácií: http://www.swpc.noaa.gov/
http://www.irf.se/
http://www.tesis.lebedev.ru/

Charakteristika Slnka

Vzdialenosť k Slnku: 149,6 milióna km = 1,496 · 1011 m = 8,31 svetelných minút

Polomer Slnka: 695 990 km alebo 109 polomerov Zeme
omša Slnka: 1,989 1030 kg = 333 000 hmotností Zeme

Povrchová teplota Slnka: 5770 K
Chemické zloženie Slnka na povrchu: 70 % vodíka (H), 28 % hélia (He), 2 % hm. iných prvkov (C, N, O, ...)

Teplota v strede Slnka: 15 600 000 K
Chemické zloženie v strede Slnka: 35 % vodíka (H), 63 % hélia (He), 2 % hm. iných prvkov (C, N, O, ...)

Online sledovanie slnečnej aktivity a geomagnetických podmienok Zeme pomocou rôznych parametrov... Rovnako ako mapy ozónovej vrstvy Zeme a zemetrasenia vo svete za posledné dva dni, mapy počasia a teploty.

Röntgenové žiarenie zo Slnka

Röntgenové žiarenie zo Slnka ukazuje graf aktivity slnečnej erupcie. Röntgenové snímky zobrazujú udalosti na Slnku a používajú sa tu na sledovanie slnečnej aktivity a slnečných erupcií. Veľké slnečné röntgenové erupcie môžu zmeniť zemskú ionosféru, ktorá blokuje vysokofrekvenčné (HF) rádiové prenosy na slnkom osvetlenú stranu Zeme.

Slnečné erupcie sú tiež spojené s výronmi koronálnej hmoty (CME), ktoré môžu nakoniec viesť ku geomagnetickým búrkam. SWPC posiela výstrahy o vesmírnom počasí na úrovni M5 (5x10-5 W/MW). Niektoré veľké erupcie sú sprevádzané silnými rádiovými výbuchmi, ktoré môžu rušiť iné rádiové frekvencie a spôsobiť problémy satelitnej komunikácii a rádiovej navigácii (GPS).

Schumannove rezonancie

Schumannova rezonancia je fenomén vzniku stojatých elektromagnetických vĺn nízkych a ultranízkych frekvencií medzi zemským povrchom a ionosférou.

Zem a jej ionosféra sú obrovským sférickým rezonátorom, ktorého dutina je vyplnená slabo elektricky vodivým prostredím. Ak sa elektromagnetické vlnenie, ktoré vzniká v tomto prostredí po obehnutí zemegule, opäť zhoduje s vlastnou fázou (vstupuje do rezonancie), tak môže existovať dlho.

Schumannove rezonancie

Nemecký lekár Herbert König po prečítaní Schumannovho článku o rezonančných frekvenciách ionosféry v roku 1952 upozornil na zhodu hlavnej rezonančnej frekvencie ionosféry 7,83 Hz s rozsahom alfa vĺn (7,5-13 Hz) človeka. mozog. Zdalo sa mu to zaujímavé a kontaktoval Schumanna. Od tej chvíle sa začal ich spoločný výskum. Ukázalo sa, že ostatné rezonančné frekvencie ionosféry sa zhodujú s hlavnými rytmami ľudského mozgu. Vznikla myšlienka, že táto náhoda nie je náhoda. Že ionosféra je akýmsi hlavným generátorom biorytmov všetkého života na planéte, akýmsi dirigentom orchestra zvaného život.

A podľa toho aj intenzita a akékoľvek zmeny Schumannových rezonancií ovplyvňujú vyššiu nervovú aktivitu človeka a jeho intelektuálne schopnosti, čo sa dokázalo v polovici minulého storočia.

Protónový index

Protóny sú hlavným zdrojom energie vo vesmíre, ktorý generujú hviezdy. Zúčastňujú sa termonukleárnych reakcií, najmä reakcií pp-cyklu, ktoré sú zdrojom takmer všetkej energie vyžarovanej Slnkom, až po spojenie štyroch protónov na jadro hélia-4 s premenou dvoch protónov. do neutrónov.

Protónový tok

Elektrónový a protónový tok sú prevzaté z GOES-13 GOES Hp, GOES-13 a GOES-11. Častice s vysokou energiou môžu dosiahnuť Zem kdekoľvek od 20 minút do niekoľkých hodín po slnečnej udalosti.

Zložky magnetického poľa

GOES Hp je minútová mapa obsahujúca spriemerované paralelné zložky zemského magnetického poľa v nano Tesla (nT). Rozmery: GOES-13 a GOES-15.

Kozmické žiarenie

8-12 minút po veľkých a extrémnych slnečných erupciách dorazia na Zem vysokoenergetické protóny - > 10 MeV alebo sa im tiež hovorí slnečné kozmické žiarenie (SCR). Tok vysokoenergetických protónov vstupujúcich do zemskej atmosféry je znázornený v tomto grafe. Búrka zo slnečného žiarenia môže spôsobiť narušenie alebo poškodenie zariadenia kozmická loď, deaktivujú elektronické zariadenia na Zemi, čo vedie k ožiareniu astronautov, cestujúcich a posádok lietadiel.

Geomagnetické rušenie Zeme

Zlepšenie prietoku slnečné žiarenie a príchod vĺn slnečných koronálnych ejekcií spôsobuje silné kolísanie geomagnetického poľa - na Zemi k nim dochádza magnetické búrky. Graf zobrazuje údaje z kozmickej lode GOES, úroveň narušenia geomagnetického poľa je vypočítaná v reálnom čase.

polárna žiara

Polárna žiara sa vyskytuje, keď slnečný vietor zasiahne horné vrstvy zemskej atmosféry. Protóny spôsobujú difúzny jav Aurora, ktorý sa šíri pozdĺž siločiar magnetického poľa Zeme. Polárne žiary sú zvyčajne sprevádzané jedinečným zvukom, pripomínajúcim jemné praskanie, ktorý vedci doteraz neskúmali.

Elektróny sú excitované urýchľovacími procesmi v magnetosfére. Urýchlené elektróny putujú cez magnetické pole Zeme do polárnych oblastí, kde sa zrážajú s atómami a molekulami kyslíka a dusíka v hornej atmosfére Zeme. Pri týchto zrážkach prenášajú elektróny svoju energiu do atmosféry, čím zachytávajú atómy a molekuly do vyšších energetických stavov. Keď sa uvoľnia späť do nižších energetických stavov, oni
uvoľňovať energiu vo forme svetla. Je to podobné, ako funguje neónová žiarovka. Polárne žiary sa zvyčajne vyskytujú vo výške 80 až 500 km nad zemským povrchom.

Mapa ozónovej vrstvy

Teplotná mapa

Svetové počasie

Mapa zemetrasenia

Mapa zobrazuje zemetrasenia na planéte za posledných 24 hodín

Jednou z najpozoruhodnejších vlastností Slnka sú takmer periodické, pravidelné zmeny rôznych prejavov slnečnej aktivity, teda celého súboru pozorovaných meniacich sa (rýchlych či pomalých) javov na Slnku. Sú to slnečné škvrny - oblasti so silným magnetickým poľom a v dôsledku toho s nízkou teplotou a slnečné erupcie - najsilnejšie a najrýchlejšie sa rozvíjajúce výbušné procesy ovplyvňujúce celú slnečnú atmosféru nad aktívnou oblasťou a slnečné vlákna - plazmové formácie v magnetické pole slnečná atmosféra, ktoré majú vzhľad predĺžených (až stovky tisíc kilometrov) štruktúr podobných vláknam. Keď vlákna dosiahnu viditeľnú hranu (končatinu) Slnka, možno vidieť v mierke najväčšie aktívne a tiché útvary - protuberancie, vyznačujúce sa bohatou rozmanitosťou tvarov a zložitou štruktúrou.

Je potrebné si všimnúť aj koronálne diery - oblasti v slnečnej atmosfére s magnetickým poľom otvoreným do medziplanetárneho priestoru. Sú to zvláštne okná, z ktorých je vyvrhnutý vysokorýchlostný prúd slnečných nabitých častíc.

Slnečné škvrny sú najznámejšie javy na Slnku. Prvýkrát ich pozoroval ďalekohľadom G. Galileo v roku 1610. Nevieme, kedy a ako sa naučil oslabovať jasné slnečné svetlo, ale nádherné rytiny zobrazujúce slnečné škvrny a publikované v roku 1613. v jeho slávnych listoch o slnečných škvrnách boli prvou sériou systematických pozorovaní.

Odvtedy sa registrácia spotov vykonávala, potom sa zastavila a potom opäť pokračovala. Koncom 19. storočia dvaja pozorovatelia - G. Sperer v r

Nemecko a E. Maunder v Anglicku poukázali na skutočnosť, že v priebehu 70- letné obdobie až do roku 1716 na slnečnom disku bolo zrejme veľmi málo škvŕn. Už v našej dobe D. Eddy po opätovnej analýze všetkých údajov dospel k záveru, že skutočne počas tohto obdobia došlo k poklesu slnečnej aktivity, nazývanému Maunderovo minimum.

Do roku 1843 Po 20 rokoch pozorovaní zozbieral amatérsky astronóm G. Schwabe z Nemecka pomerne veľa údajov, aby ukázal, že počet škvŕn na slnečnom disku sa cyklicky mení a dosahuje minimum približne každých jedenásť rokov. R. Wolf z Zürichu zozbieral všetky údaje, ktoré mohol o slnečných škvrnách, systematizoval ich, organizoval pravidelné pozorovania a navrhol vyhodnotiť stupeň slnečnej aktivity pomocou špeciálneho indexu, ktorý určoval mieru „škvrnitosti“ Slnka, berúc do úvahy obe počet škvŕn pozorovaných v daný deň a počet skupín slnečných škvŕn na slnečnom disku. Tento index relatívneho počtu slnečných škvŕn, neskôr nazývaný „vlčie čísla“, začína svoju sériu v roku 1749. Krivka priemerných ročných počtov vlkov jasne ukazuje periodické zmeny v počte slnečných škvŕn.

Vlčí číselný index obstál v skúške časom dobre, no v súčasnej fáze je potrebné merať slnečnú aktivitu kvantitatívnych metód. Moderné slnečné observatóriá vykonávajú pravidelné hliadkové pozorovania Slnka, pričom ako mieru aktivity používajú odhad plôch slnečných škvŕn v milióntinách plochy viditeľnej slnečnej pologule (msh). Tento index do určitej miery odráža veľkosť magnetického toku sústredeného v bodoch cez povrch Slnka.

Súčasťou aktívnych oblastí sú skupiny slnečných škvŕn so všetkými súvisiacimi javmi. Vyvinutá aktívna oblasť zahŕňa oblasť vzplanutia so skupinou slnečných škvŕn na oboch stranách deliacej čiary polarity magnetického poľa, na ktorej sa často nachádza vlákno. To všetko je sprevádzané rozvojom koronálnej kondenzácie, ktorej hustota hmoty je minimálne niekoľkonásobne vyššia ako hustota okolitého prostredia.

Všetky tieto javy spája intenzívne magnetické pole dosahujúce niekoľko tisíc gaussov na úrovni fotosféry.

Hranice aktívnej oblasti sú najzreteľnejšie určené chromosférickou čiarou ionizovaného vápnika. Preto bol zavedený denný index vápnika, ktorý zohľadňuje plochu a silu všetkých aktívnych oblastí.

Najsilnejším prejavom slnečnej aktivity, ktorá ovplyvňuje Zem, sú slnečné erupcie. Rozvíjajú sa v aktívnych oblastiach s komplexná štruktúra magnetické pole a ovplyvňujú celú hrúbku slnečnej atmosféry. Energia veľkej slnečnej erupcie dosahuje obrovskú hodnotu, porovnateľnú s množstvom slnečnej energie prijatej našou planétou za celý rok. To je približne 100-krát viac ako všetka tepelná energia, ktorú by bolo možné získať spaľovaním všetkých overených zásob ropy, plynu a uhlia. Zároveň je to energia, ktorú vyžaruje celé Slnko za jednu dvadsaťšesť sekundy, pričom výkon nepresahuje stotiny percenta celkového vyžarovacieho výkonu našej hviezdy. V oblastiach aktívnych pri erupciách sa hlavná sekvencia erupcií s vysokým a stredným výkonom vyskytuje v obmedzenom časovom intervale (40 – 60 hodín), zatiaľ čo malé erupcie a zjasnenia sú pozorované takmer neustále. To vedie k nárastu všeobecného pozadia elektromagnetická radiácia Slnko. Preto sa na hodnotenie slnečnej aktivity spojenej s erupciami začali používať špeciálne indexy, priamo súvisiace s reálnymi tokmi elektromagnetického žiarenia. Na základe toku rádiového vyžarovania pri vlne 10,7 cm (frekvencia 2800 MHz) bol v roku 1963 zavedený index F10,7. Meria sa v jednotkách slnečného toku (s.f.u.), pričom 1 s.f.u. = 10-22 W/(m2 Hz). Index F10.7 dobre zodpovedá zmenám v celkovej ploche slnečných škvŕn a počtu erupcií vo všetkých aktívnych oblastiach. Pre štatistické štúdie sa používajú hlavne mesačné priemery.

S rozvojom satelitných štúdií Slnka bolo možné priamo merať tok röntgenového žiarenia v určitých rozsahoch.

Od roku 1976 sa pravidelne meria denný tok mäkkého röntgenového žiarenia pozadia v rozsahu 1-8 A (12,5-1 keV).

Zodpovedajúci index je označený veľkým latinským písmenom (A, B, C, M, X), ktoré charakterizuje rádovú veľkosť prietoku v rozsahu 1-8 A (10-8 W/m2, 10-7 atď. on), za ktorým nasleduje číslo v rozsahu od 1 do 9,9, ktoré udáva samotnú hodnotu prietoku. Takže napríklad M2,5 znamená úroveň prietoku 2,5·10-5. Výsledkom je nasledujúca hodnotiaca stupnica:

A(1-9) = (1-9) 10-8 W/m2

B(1-9) = (1-9) 10-7

C(1-9) = (1-9) 10-6

M(1-9) = (1-9) 10-5

X(1-n) = (1-n)-10-4

Toto pozadie sa mení od hodnôt A1 pri minime slnečnej aktivity po C5 pri maxime. Rovnaký systém sa používa na označenie röntgenového skóre slnečnej erupcie. Maximálne skóre X20 = ​​20·10-4 W/m2 bolo zaznamenané pri erupcii 16. augusta 1989.

V poslednej dobe sa začal používať vo forme indexu charakterizujúceho stupeň aktivity slnečných erupcií, počet slnečných erupcií za mesiac. Tento index je možné používať od roku 1964, kedy bol zavedený v súčasnosti používaný systém na určovanie intenzity slnečnej erupcie v optickom rozsahu.