Наша ближайшая звезда - Солнце

Столь огромное повышение (а не понижение) температуры солнечных  газов по мере

удаления от солнца учёные объясняют возникновением ударных  волн, рождающихся

чудовищной силой  шумом, который происходит на поверхности  светила.

Современные исследования космических станций показывают, что газы солнечной

короны заполняют  всё межпланетное пространство солнечной  системы. Газовые

частицы, непрерывно излучаемые солнечной короной (корпускулы), образуют в

межпланетном пространстве своеобразный «солнечный ветер». О некоторых

свойствах этого ветра можно узнать, наблюдая поведение комет или магнитное

возмущения в  верхних слоях атмосферы, расположенных  в близи магнитных полюсов

Земли.

Скорость газовых  частиц, образующих «солнечный ветер» 300 – 500, а по

некоторым данным даже 800 км в секунду. Благодаря этому  «ветру» Солнце

непрерывно теряет не только энергию, но и массу. Он ежегодно уносит от Солнца

около 1,4*1013 тонн вещества. Но, хотя эта цифра и астрономическая, потери

солнечной материи, по сравнению с общей массой Солнца, так малы, что могут

привести к уменьшению её на 1% лишь через 100 миллиардов лет.

Земля, как, впрочем, и все планеты солнечной системы  окружена не безвоздушным

холодным пространством, а раскалённым корональным газом, температура которого

достигает десятков тысяч градусов. Верхний разряжённый  слой атмосферы Земли

(экзосфера) как  бы сливается с этим потоком  летящих от солнца горячих  газов.

Поэтому и температура  частиц воздуха здесь достигает  сотен градусов ниже

нуля.

Помимо газовых  частиц (корпускул), которые, как я  сказал, летят от Солнца со

скоростью 300 – 500 и более км/сек. и достигают поверхности Земли примерно

через 8 – 10 минут, Солнце излучает энергию в виде электромагнитных волн

различной длины  и частоты, начиная от нескольких Ангстрем (1 микрон = 10000

Ангстрем) и заканчивая очень длинными радиоволнами. Основная часть приходящей

на Землю солнечной  радиации лежит в пределах 0,17 – 24 микрона, причём 99%

этой радиации приходится на участок спектра от 0,17 до 4 микрон. Радиация

Солнца с длинами  волн меньше 0,17 микрон поглощается  верхними слоями

атмосферы, и измерить её можно только поднявшись на большие  высоты. Эта

коротковолновая ультрафиолетовая радиация Солнца является очень опасной для

жизни живых организмов. Если бы атмосфера не предохраняла нас от неё, то

жизнь на Земле  была бы невозможной.

Солнечная радиация с длинами волн больше 24 микрон составляет ничтожно малую

величину и в  практических расчётах не учитывается. Весь остальной спектр

радиации Солнца (от 0,17 до 4 микрон) обычно делят на три  части. Первая часть

– ультрафиолетовая радиация (от 0,17 до 0,35 микрона). За сильное  воздействие

на живые организмы  её иногда называют химической радиацией. Именно она

вызывает изменения  в составе кожного пигмента и  образует солнечный загар, а

при длительном воздействии  – эритему или ожог. При длительном облучении она

губительно действует  на многие микроорганизмы. Однако, несмотря на значимость

этой радиации в жизни растений и животных, её доля в энергетическом балансе

Земли не превышает 7 процентов.

Вторую часть  солнечного спектра (от 0,35 до 0,75 микрона) составляет световая

радиация, то есть то, что мы называем солнечным светом. На долю этой радиации

в энергетическом балансе приходится уже 46 процентов.

И, наконец, третью часть солнечного спектра (от 0,76 до 4 микрон и далее)

образует так  называемая инфракрасная, уже невидимая  для глаза, радиация (47

процентов).

Если смотреть на Солнце через тёмное стекло, туман  или дымку (особенно, когда

оно находится  близко к горизонту), то можно увидеть  огромное тёмное пятно. В

действительности  оказывается, что это пятно, являющееся основанием фотосферы,

отнюдь не сплошное и по внешнему виду напоминает вымощенную булыжником

мостовую.

Наблюдения показывают, что поверхность Солнца никогда  не бывает спокойна.

Углубления на этой «мостовой» иногда сливаются между  собой, образуя большие

тёмные пятна, свидетельствующие  о сильных вертикальных движениях  солнечных

газов; во время  солнечной активности таких пятен  одновременно может

насчитываться несколько, в спокойные же периоды поверхность  Солнца месяцами

может оставаться чистой. Изучая частоту и интенсивность  полярных сияний,

которые увеличиваются  и усиливаются в период солнечной  активности, учёные

установили, что  солнечная активность имеет свою периодичность 2, 6, 11, 26, и

около 100 лет. Особенно хорошо прослеживается 11-летний цикл.

В те годы, когда  максимумы или гребни этих волн накладываются  друг на друга,

усиление солнечной  активности происходит наиболее резко. Такая ситуация

произошла в 1957 году, который учёные выбрали в качестве Международного

геофизического  года для организации своих наблюдений одновременно на всём

земном шаре. В этот год число пятен (оно измеряется в условных единицах,

называемых числами  Вольфа) достигло рекордного за последние 250 лет значения.

    

400

200

    

 

0

1800                       1850                   1900               1950

1965г

-200

-400

Активность Солнца влияет на процессы, происходящие как  на Земле, так и в

атмосфере. С её усилением в атмосфере происходят магнитные возмущения,

магнитные бури, ухудшается или даже прекращается прохождение  радиоволн.

Установлено большое  влияние солнечной активности на погоду и даже на климат,

а также на геофизические  процессы, происходящие в твёрдой  оболочке Земли.

Дело в том, что  так называемая плоскость эклиптики, в которой происходит

вращение Земли  вокруг Солнца, наклонена к солнечному экватору всего на 70 .

Это означает, что  к Земле поступает лучистая энергия  и корпускулярное

излучение только из узкой экваториальной области  Солнца. Вместе с тем

астрономами установлено, что в период усиления солнечной  активности

образовавшиеся  на Солнце пятна постепенно сползают от солнечных полюсов в

зону солнечного экватора. Это приводит к тому, что  в эти периоды к Земле

приходит значительно  больше  ультрафиолетовых лучей  и радиации сверхкоротких

длин волн. Их влияние  сказывается главным образом, на высоких слоях атмосферы

и мало отражается на интенсивности прямой радиации, приходящей к земной

поверхности.

В высоких слоях  атмосферы под влиянием ультрафиолетовой радиации Солнца

молекулы кислорода  О2 расщепляются пополам, или, как говорят, диссоциируются

(О2 ® О + О). Образовавшиеся в результате диссоциации свободные атомы

кислорода очень  неустойчивы, они быстро присоединяются к какой-либо другой

молекуле кислорода, образуя новый газ, называемый озоном (О3).

Наибольшая концентрация озона наблюдается в слое атмосферы  от 10 до 30 км над

поверхностью. Поэтому  его часто называют озоновым слоем. Этот слой озона

имеет очень высокое  значение при формировании климата  не только в свободной

атмосфере, но и  земной поверхности. Дело в том, что  озон поглощает

значительную часть  тепловых лучей, испускаемых земной поверхностью в мировое

пространство. Поглотив их, он, во-первых, нагревает слой воздуха, в котором

содержится, а во-вторых, возвращает тепло обратно на Землю, препятствуя её

охлаждению. Он действует  наподобие рамы в парнике, таким  образом, возникает

тепловой эффект, который он оказывает на поверхность  нашей планеты этот

эффект называется парниковым.

С увеличением  интенсивности солнечного излучения  количество озона в атмосфере

увеличивается, а  его максимальная интенсивность  перемещается с высоты 28 – 30

км на высоту 10 – 11 км. Благодаря такому перераспределению озона при ясном

небе равновесная  температура у поверхности Земли  может повыситься на

несколько градусов, что в свою очередь, сказывается  на изменении давления

воздуха у земной поверхности, а вместе с ним –  на общей циркуляции атмосферы.

Примерно каждые два года, а точнее каждые 26 месяцев, ветры от западных

переходят к восточным, а затем снова к западным.

Но солнечная  активность связана не только с количеством  и площадью солнечных

пятен. Имеются  и другие астрономические условия, усиливающие или ослабляющие

поступление солнечной  радиации к границам земной атмосферы  и создающие свою

цикличность. Одним  из таких условий является 27-дневный  период вращения

Солнца вокруг своей оси. В связи с этим вращением  возникшие или скопившиеся в

какой-либо части  солнечного экватора тёмные пятна появляются или исчезают с

видимого диска  Солнца, изменяя тем самым количество солнечной радиации,

излучаемой в  сторону Земли. Такой 27-дневный цикл не может не повлиять на

погоду и другие геофизические процессы, происходящие на земной поверхности и

в атмосфере.

Вот какие данные о волнах холода в Петербурге приводит, например, доктор

геофизических наук Т.В. Покровская (1967 г.). В первый день календаря каждого

месяца среднее  число волн холода равно двадцати, на десятый день –

двенадцати, на девятнадцатый  – сорока, на двадцать шестой – тридцати семи.

Как видно из сказанного, в первую половину любого месяца года вероятность

тёплой погоды в Петербурге примерно в 2 - 3 раза выше, чем в конце месяца.

С ещё более  продолжительными циклами солнечной  активности, равными в среднем

7 годам, связанны, по-видимому, дождливые годы на  западном побережье Южной

Америки, которые  повторяются через каждые 7 лет, а  также суровые зимы на

северо-западе России, наблюдающиеся через такой же промежуток времени.

Не без влияния  Солнца образуются в атмосфере и  на Земле известные в народе

ещё с древнейших времён так называемые крещенские и  сретенские морозы или

частые грозы  в ильин день (2 августа). Ученые, обработав  записи

грозорегистраторов за последние годы, обнаружили, что они имеют чёткую