Как радуемся мы в детстве летним солнечным дням, теплу солнечных лучей на нашей коже. И как мы не понимаем этих странных взрослых, что-то говорящих о «солнечных магнитных бурях», «повышенной солнечной активности», опасности солнечного удара, требованию одеть кепку и вообще уйти в тень с прямых солнечных лучей. Время идет, мы всё больше узнаем об окружающем нас мире, и солнце, потихоньку, перестает быть просто ярким пятнышком в голубом небе, встающем в то время, когда так сладко спится, и убегающим за горизонт именно в тот момент, когда игра в самом разгаре. Сегодня мы поговорим про влияние солнечной активности на здоровье человека.
2 225989
Фотогалерея: Влияние солнечной активности на здоровье человека
Солнце для нас предстает уже совсем в другом обличье: не пятнышко, но огромный (с диаметром в 1,5 миллиона километров) газовый шар, словно гигантский газовый реактор на расстоянии более 150 миллионов километров от нас, внутри которого происходят бесконечные термоядерные реакции. Под действием всех этих реакций всё внутри солнца кипит, бурлит, и порождает поток самых разных частиц, магнитных полей, излучений — всего того, что ученые назвали «солнечным ветром». Скорость этого ветра всегда разная — когда за 3-4 дня, а когда и за день, долетает он до нас, принеся с собой как видимый нам свет, так и инфракрасную и ультрафиолетовую радиацию, и влияя определенным образом на наше здоровье и общее самочувствие.
Солнечный свет (видимая нам часть длинноволновой радиации) помогает нам не только видеть предметы и ориентироваться в пространстве, но и ощущается нашей кожей в виде теплового эффекта. Если не защитить вовремя кожу, то мы получим солнечный ожог. А под действием инфракрасной радиации наши кровеносные сосуды расширяются, кожное дыхание усиливается, кровь по венам бежит быстрее и ускоряется процесс образования и всасывания всевозможных биологически активных веществ. Потому то инфракрасное облучение часто используется при лечении всевозможных заболеваний.
Но самая биологически активная часть солнечного спектра — ультрафиолетовое излучение. Специалисты подразделяют это излучение на три класса: лучи А, В и С. Самые опасные для нас именно третьи, так называемые УФС (ультрафиолетовые лучи С), но озоновый слой нашей планеты не дает им разгуляться в полной мере. А вот под действием УФА и УФВ (первый и второй класс ультрафиолетовых лучей) в нашей коже вырабатывается такой необходимый нам витамин Д, и получить его нужное для нашего организма количество без помощи УФИ просто невозможно — очень уж малое его количество мы можем получить из продуктов питания. Ведь в день нашему организму нужно 20-30 микрограмм этого витамина, а самые богатые в этом отношении желтки куриного яйца и рыбий жир содержат всего-то 3-8 мкг витамина Д, в стакане молока его 0,5 мкг, а в других продуктах и того меньше. А без витамина Д не только снизится уровень кальция в крови, и он начнет «вымываться» из костной ткани, но и будет нарушена работа надпочечников, щитовидной и паращитовидной железы, обмен холестерина и снижен общий уровень защиты нашей иммунной системы.
Так же под действием солнечных лучей в нашем организме начинают вырабатываться эндофины, так положительно на нас влияющие (ну разве можно грустить и унывать в солнечный день, особенно когда мы в отпуске, и нежимся на пляже?). А при недостатке этой волшебной солнечной природной радиации мы начинаем хуже себя чувствовать, снижается наше умственное и физическое здоровье и выносливость, снижается сопротивляемость к всевозможным заболеваниям, замедляется выздоровление и повышается риск поражений опорно-двигательного аппарата.
Но всё хорошо в меру, а потому в современном мире у нас гораздо больше шансов получить солнечного облучения в переизбытке, чем недополучить, а это ведет к прямо противоположному эффекту. И в результате, в погоне за ровным и красивым загаром в течении длительного времени и без надлежащих средств защиты можно попасть в группу риска, и получить как злокачественное новообразование на коже, так и обострение эндокринных, или же ухудшение сердечно-сосудистых заболеваний.
Но так, как «солнечный ветер» состоит не только из излучений, то не стоит нам забывать и об еще одной его составляющей — потоке магнитных частиц, так называемой «магнитной буре». И если действие УФИ во многом смягчается озоновым слоем и атмосферой планеты, то от магнитых потоков такой защиты у нас нет. Да еще и потоки, выбрасываемые Солнцем, очень разнообразные, так что у нас нет возможности однозначно классифицировать все магнитные бури. Они отличаются как по своей силе, так и по развитию отдельных процессов. Но вот что их действительно объединяет, так это их влияние на человеческий организм. Еще с 20-х годов прошлого века стали фиксировать и накапливать данные о влиянии магнитных и солнечных бурь на здоровье. И было замечено, что сразу после солнечной вспышки состояние больных резко ухудшается (когда солнечный свет достигает поверхности Земли и начинает вызывать процессы, влияющие на жизнедеятельность организма). Прежде всего были выделены сердечно-сосудистые заболевания как связанные в своем обострении с геомагнитными бурями: у больных повышалось артериальное давление, увеличивалась частота инфаркта миокарда, нарушался сердечный ритм.
Кроме того во время магнитной бури повышается угроза преждевременных родов у беременных, увеличивается число несчастных случаем и случаев травматизма, ухудшается сообразительность и замедляется общая реакция у людей.
Солнце — источник жизни на нашей планете. Но оно, в то же время, не является таким уж безобидным, как нам того бы хотелось. И хотя его свет, тепло и энергия являются основой жизни для растений, животных, и человека, нам всё равно следует помнить об его «оборотной стороне», и побеспокоится о своей защите от последствий магнитных бурь и солнечного ветра. Теперь вы знаете всё про влияние солнечной активности на здоровье человека.
В наши дни человечество мечтает о космических кораблях, чтобы на них покорять космос. Однако мало кто задумывается, что наша планета как раз и является таким кораблём. На нём мы и несёмся с огромной скоростью по просторам бескрайней Вселенной. Но несёмся не одни. В одной с нами компании находятся ещё 8 планет Солнечной системы и, конечно же, Солнце .
Мы все привыкли считать его другом, дающим жизнь всему живому на Земле. Однако это далеко не так. Дружба дружбой, но если бы голубую планету не защищала многослойная газовая оболочка, то жизнь на ней давно бы погибла. В то же время коварное светило всё время пытается сломать сопротивление Земли и временами довольно ощутимо сотрясает корпус нашего космического корабля.
Это, так называемое, влияние солнечной активности на окружающий нас мир. Выражается оно в виде магнитных бурь, которые провоцирует жёлтый карлик. Данную гипотезу впервые выдвинул видный российский биофизик Чижевский Александр Леонидович (1897-1964).
Он обратился к древнеславянским, германским, арабским, армянским летописям и установил, что Солнце имело прямое отношение к эпидемиям чумы, холеры, оспы и других болезней , от которых люди в те времена не знали защиты.
Учёный составил хронологию вспышек чумы с 430 года по 1899 год. Построил на основании этих данных график и увидел чёткую закономерность. Эпидемии возникали с ритмичностью в точности соответствующей солнечной активности . Зависимость была столь очевидной, что стало ясно, жёлтый карлик несёт человечеству не только жизнь, но и смерть.
С тех пор прошло много лет, и учёные накопили массу фактов солнечно-земных связей. К примеру, было установлено, что пики инфаркта миокарда приходятся на дни перед магнитными бурями и после них. Начинаются они за 3 дня до бури, во время неё спадают и опять активизируются ещё на сутки после её окончания. Это наводит на мысль, что для человека представляет опасность не само влияние солнечной активности, а период её резких колебаний.
Зеркалом организма врачи считают кровь. По её состоянию судят о жизнеспособности человека. Какие-либо изменения указывают на начавшееся заболевание. Изучая влияние космоса на кровь, японский учёный Маки Таката выяснил, что вспышки на Солнце изменяют в крови количество лейкоцитов. А они выполняют в организме защитные функции.
Проанализировав огромное количество анализов крови по разным станам, японский учёный обнаружил, что с конца XIX столетия содержание белых кровяных шариков у людей всё время снижалось.
В конце XIX века нормой считалось 10-14 тыс. лейкоцитов на 1 куб. мм крови. В 20-е годы XX века нормой стали считать 8-12 тыс. лейкоцитов на 1 куб. мм. В 40-е годы этот показатель упал до 6-7 тыс. А в 60-е годы нормой стали 3-4 тыс. лейкоцитов. Даже аппендицит в то время протекал без выраженного лейкоцитоза.
Причиной этого стала прямая связь с жёлтой звездой. В конце XIX и начале XX столетия её активность была минимальной. Нарастала она постепенно, и в 60-е годы достигала максимума. Затем кривая активности пошла вниз, а количество лейкоцитов начало увеличиваться.
Французские учёные доказали, что магнитные бури нарушают регуляцию в механизме свёртывания крови . Это приводит к тромбозам и сильным кровотечениям. В годы "бурного" Солнца возрастает число нервных заболеваний. Острее протекают приступы аппендицита. У здоровых людей снижается работоспособность. У школьников падает успеваемость. На дорогах возрастает аварийность. Статистика показывает, что дорожные происшествия возрастают на 2-ой день после сильной солнечной вспышки. Объясняется это тем, что магнитные бури изменяют биоритмы коры головного мозга . Соответственно, замедляется реакция в 4 раза.
Возмущения жёлтой звезды влияют и на природу. Установлено, что огромные стаи пустынной саранчи появляются с активизацией Солнца. Вспышки воздействуют на размножение рыб. Увеличение количества лососей, трески, сельди наблюдается через каждые 11 лет. Выявлены 11-летние ритмы годичных колец у некоторых видов деревьев. Также с 11-летней периодичностью падает и повышается температура воды Мирового океана. А это влияет на развитие водорослей и планктона.
Светило влияет даже на размножение соболей. В годы "максимумов" этих зверьков добывается больше. Солнечные пятна также воздействуют на окраску и качество меха собольих шкурок.
Влияние солнечной активности неразрывно связано и с урожаями зерновых культур. К примеру, максиму пятен на Солнце наблюдался в 1958 и 1968 годах. В это же время мировое производство пшеницы увеличилось в 1,5 раза. Но здесь, скорее всего, пятна влияют на погоду, а уж она воздействует на урожайность зерновых.
Сегодня всем ясно, что возмущения жёлтой звезды влияет на геомагнитное поле голубой планеты. А вот оно и начинает воздействовать на всё живое, вмешиваясь в работу клеток. Ведь именно земное поле устанавливает режимы их работы. Проницаемость клеточных мембран находится под непосредственным контролем этих невидимых сил.
Доказательством тому может служить обыкновенная человеческая слюна. Её защитные свойства проверяли в годы минимума и максимума солнечного цикла. При "спокойном" светиле слюна, даже сильно разбавленная, прекрасно выполняет свои защитные функции и уничтожает вредных микробов. А при "возмущённом" Солнце слюну словно подменяют. Она перестаёт убивать микробы, и те чувствуют себя вполне комфортно.
Надо отметить, что влияние солнечной активности является внешним проявлением тех процессов, которые идут во внутренних слоях жёлтой звезды. То есть она воздействует на голубую планету через свои недра. Но об этих процессах человечество знает ещё очень мало.
Нам кажется, что источник жизни на Земле - солнечное излучение - постоянен и неизменен. Непрерывное развитие жизни на нашей планете в течение последнего миллиарда лет как бы подтверждает это. Но физика Солнца, за минувшее десятилетие достигшая больших успехов, доказала, что излучение Солнца испытывает колебания, имеющие свои периоды, ритмы и циклы. На Солнце появляются пятна, факелы, протуберанцы. Число их возрастает в течение 4-5 лет до наивысшего предела в год солнечной активности.
Это и есть время максимума солнечной активности. В эти годы Солнце выбрасывает дополнительное количество заряженных электричеством частичек - корпускул, которые со скоростью более 1000 км/сек несутся в межпланетном простран-стве и врываются в атмосферу Земли. Особенно мощные потоки корпускул исходят при хромосферных вспышках - особом виде взрывов солнечной материи. Во время этих исключительно сильных вспышек Солнце выбрасывает так называемые космические лучи. Эти лучи состоят из осколков атомных ядер и приходят к нам из глубины Вселенной. В годы солнечной активности усиливается ультрафиолетовое, рентгеновское и радиоизлучение Солнца.
Периоды солнечной активности оказывают огромное влияние на изменение погоды и усиление природных катаклизмов, что прекрасно известно из истории. Опосредованно пики солнечной активности, а также вспышки на Солнце могут воздействовать на общественные процессы, вызывая голод, войны и революции. При этом утверждение о наличии прямой связи между максимумами активности и революциями не имеет под собой никакой научно подтвержденной теории. Однако, в любом случае, понятно, что прогноз солнечной активности в связи с погодой является важнейшей задачей климатологии. Повышенная солнечная активность отрицательно воздействует на здоровье людей и их физическое состояние, нарушает биологические ритмы.
Излучение Солнца несет с собой большие запасы энергии. Все виды этой энергии, попадая в атмосферу, в основном поглощаются ее верхними слоями, где происходят, как говорят ученые, «возмущения». Силовые линии магнитного поля Земли направляют обильные потоки корпускул в полярные широты. В связи с этим там возникают магнитные бури и полярные сияния. Корпускулярные лучи начинают проникать даже в атмосферу умеренных и южных широт. Тогда вспыхивают полярные сияния в таких отдаленных от полярных стран местах, как Москва, Харьков, Сочи, Ташкент. Такие явления наблюдались неоднократно и будут не раз наблюдаться в будущем.
Иногда магнитные бури достигают такой силы, что прерывают работу телефонной и радиосвязи, нарушают работу линий электропередач, вызывают сбои в электроснабжении.
Ультрафиолетовые лучи Солнца почти целиком поглощаются высокими слоями атмосферы
Для Земли это имеет огромное значение: ведь в большом количестве ультрафиолетовые лучи губительны для всего живого.
Солнечная активность, воздействуя на высокие слои атмосферы, существенным образом влияет на общую циркуляцию воздушных масс. Следовательно, оно отражается на погоде и климате всей Земли. По-видимому, влияние возмущений, возникающих в верхних слоях воздушного океана, передаются в его нижние слои - тропосферу. При полетах искусственных спутников Земли и метеорологических ракет были обнаружены расширения и уплотнения высоких слоев атмосферы: воздушные приливы и отливы, подобные океаническим ритмам. Однако механизм взаимосвязи индекса высоких и низких слоев атмосферы полностью еще не удалось раскрыть. Бесспорно, что в годы максимума солнечной активности происходит усиление циклов циркуляции атмосферы, чаще происходят столкновения теплых и холодных течений воздушных масс.
На Земле существуют области жаркой погоды (экватор и часть тропиков) и гигантские холодильники - Арктика и особенно Антарктика . Между этими областями Земли всегда существует разница в температуре и давлении атмосферы, что приводит в движение огромные массы воздуха. Идет непрерывная борьба между теплыми и холодными течениями, стремящимися выровнять разницу, возникающую из-за изменений в температуре и давлении. Иногда теплый воздух «берет перевес» и проникает далеко к северу до Гренландии и даже к полюсу. В других случаях массы арктического воздуха прорываются на юг до Черного и Средиземного морей, доходят до Средней Азии и Египта. Граница борющихся воздушных масс представляет собой самые неспокойные области атмосферы нашей планеты.
Когда разница в температуре движущихся воздушных масс возрастает, то на границе возникают мощные циклоны и антициклоны , порождающие частые грозы, ураганы, ливни.
Современные климатические аномалии вроде лета 2010 в европейской части России, и многочисленных наводнений в Азии не являются чем-то экстраординарным. Их не стоит считать предвестниками скорого конца света, или свидетельством глобального изменения климата. Приведем пример из истории.
В 1956 г. бурная погода охватила северное и южное полушария. Во многих районах Земли это вызвало стихийные бедствия и резкое изменение погоды. В Индии паводки на реках повторялись несколько раз. Вода затопила тысячи сел и смыла посевы. От наводнений пострадало около 1 млн. человек. Прогнозы не работали. От ливней, гроз и наводнений летом этого же года пострадали даже такие страны, как Иран и Афганистан, где обычно в эти месяцы бывают засухи. Особенно высокая солнечная активность с пиком излучения в период 1957-1959 годов, вызвала еще больший рост числа метеорологических катастроф - ураганов, гроз, ливней.
Всюду наблюдались резкие контрасты погоды. Например, в Европейской части СССР за 1957 г. оказалась необычайно теплой: в январе средняя температура была -5°. В феврале в Москве средняя температура достигла -1°, при норме -9°. В это же время в Западной Сибири и в республиках Средней Азии стояли сильные морозы. В Казахстане температура понизилась до -40°. Алма-Ата и другие города Средней Азии были буквально засыпаны снегом. В южном полушарии - в Австралии и в Уругвае - в те же месяцы стояла небывалая жара с суховеями. Атмосфера бушевала до 1959 г., когда начался спад солнечной активности.
Влияние вспышек Солнца и уровня солнечной активности на состояние растительного и животного мира сказывается косвенным путем: через циклы общей циркуляции атмосферы. Например, ширина слоев спиленного дерева, по которым определяется возраст растения, зависит главным образом от ежегодного количества осадков. В засушливые годы слои эти очень тонки. Количество годовых осадков изменяется периодически, что можно увидеть на годичных кольцах старых деревьев.
Срезы, сделанные на стволах мореных дубов (их находят в руслах рек), позволили узнать историю климата за несколько тысячелетий до нашего времени. Существование определенных периодов, или циклов, солнечной активности подтверждает исследования материалов, которые выносят реки с суши и откладывают на дне озер, морей и океанов. Анализ состояния проб донных отложений позволяет проследить течение солнечной активности на протяжении сотен тысяч лет. Взаимосвязи солнечной активности и процессов природы на Земле очень сложны и не объединены в общую теорию.
Ученые установили, что колебания солнечной активности совершаются в пределах от 9 до 14 лет
Солнечная активность влияет на уровень Каспийского моря, на соленость вод Балтийского и ледовитость северных морей. Для цикла повышенной солнечной деятельности характерно низкое стояние уровня Каспия: повышение температуры воздуха вызывает усиленное испарение воды и уменьшение стока Волги - главной питающей артерии Каспия. По той же причине повысилась соленость Балтийского моря и уменьшилась ледовитость северных морей . В принципе, ученые могут дать прогноз будущего режима северных морей на ряд ближайших десятилетий.
В настоящее время часто слышатся доводы, что Северный Ледовитый океан вскоре освободится ото льда и будет пригоден для судоходства. Следует искренне посочувствовать «познаниям» «экспертов», делающих такие заявления. Да, возможно, частично освободится на год-другой. А потом снова замерзнет. И чего Вы нам сказали такого, о чем мы не знали? Зависимость ледяного покрова северных морей от циклов и периодов повышенной солнечной активности надежно установлена более 50 лет назад и подтверждена десятилетиями наблюдений. Поэтому можно с высокой уверенностью утверждать, что лед нарастет так же, как и растаял, по мере прохождения цикла солнечной активности.
Просто о сложном – Солнечная активность и ее влияние на природу и климат в справочнике
- Галерея изображений, картинки, фотографии.
- Солнечная активность и ее влияние на природу и климат – основы, возможности, перспективы, развитие.
- Интересные факты, полезная информация.
- Зеленые новости – Солнечная активность и ее влияние на природу и климат.
- Ссылки на материалы и источники – Солнечная активность и ее влияние на природу и климат в справочнике.
- Похожие записи
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Данная работа называется «Влияние солнечной активности на некоторые процессы, связанные с жизнедеятельностью человека».
Вышеуказанная тема выбрана по следующим причинам:
влияние солнечной активности на наше здоровье и жизнедеятельность, несомненно, вызывает интерес практически у любого обывателя
данная проблема имеет большое значение для радиосвязи, навигации, безопасности космических полетов, прогнозирования погоды и др.
Солнце всегда вмешивалось и вмешивается в нашу жизнь, и чем больше мы будем знать о широте этого «вмешательства», тем с большей степенью вероятности сможем быть к нему готовы.
Объектная область исследования : физика
Предмет исследования: солнечная активность
В начале исследования мы сформулировали следующую гипотезу:
«Солнечная активность - это комплекс взаимосвязанных процессов, идущих в недрах Солнца, не только вызывающих ответную реакцию Земли на его активность, но и отражающихся на жизнедеятельности человека, его поведении и физическом самочувствии».
В соответствии с этой гипотезой поставили цель исследования: провести наблюдения и проанализировать данные, позволяющие сделать заключение о влиянии солнечной активности на некоторые процессы жизнедеятельности человека.
Для этого необходимо решить следующие задачи :
изучить теорию вопроса;
проанализировать связь повышенной солнечной активности (увеличенном количестве пятен и наличии солнечных вспышек) с геомагнитными возмущения, приводящие к негативным реакциям человеческого организма.
провести практические наблюдения и измерения,
сделать собственные выводы.
В процессе работы были использованы теоретические и практические методы. Автор ознакомился с соответствующей литературой, были проведены собственные наблюдения, проанализированы уже имеющиеся данные по этому вопросу.
Основная часть .
Глава 1.Теория изучаемого вопроса.
Солнце является ближайшей к нам и довольно типичной звездой. Это целая лаборатория. Влияние Солнца на Землю многогранно и неоднозначно. Исследование Солнца - особый раздел астрофизики со своей базой, методами, со своими сложностями. Постоянный интерес к Солнцу проявляют астрономы, врачи, метеорологи, связисты, навигаторы и другие специалисты, деятельность которых так или иначе связана с активностью Солнца.
Кратко дадим определение что есть "солнечная активность":
"Солнечная активность — комплекс явлений и процессов, связанных с образованием и распадом в солнечной атмосфере сильных магнитных полей."
Единого универсального показателя для активности Солнца не существует, можно указать величины, которые позволяют в какой-то степени приблизиться к решению этой задачи. Остановимся на тех видах солнечной активности (СА), которые мы исследовали в ходе работы, отслеживая в течение пяти месяцев в режиме реального времени.
Солнечные пятна
Следить за солнечной активностью по солнечным пятнам удобнее всего, они наиболее изучены. Это области на поверхности Солнца, которые темнее окружающей их фотосферы, так как в них сильное магнитное поле подавляет конвекцию плазмы и снижает её температуру примерно на 2000 градусов. Пятно является как бы охлажденной и скованной магнитным полем ямой в солнечной фотосфере. Это области, из которых выходят в фотосферу очень сильные магнитные поля. Количество пятен на Солнце (и связанное с ним число Вольфа) — один из главных показателей солнечной магнитной активности. Этот параметр подтверждает, что Солнце проявляет свою активность с некоторой предсказуемостью и имеет цикл с длительностью около 11 лет (точнее 11,7).
Пятна на Солнце, которые в непрерывном режиме регистрируются уже более ста лет.. В настоящее время работу по созданию и распространению чисел Вольфа ведет Королевская обсерватория Бельгии Royal Observatory of Belgium .
На сайте https://www.spaceweatherlive.com/ru/solnechnaya-aktivnost/gruppy-solnechnyh-pyaten в режиме реального времени можно отследить солнечные пятна, а также найти архив данных.
2. Вспышечная активность
|
Буква |
Интенсивность в пике (Вт/м 2 ) |
|
меньше 10 −7 |
|
|
от 1,0×10 −7 до 10 −6 |
|
|
от 1,0×10 −6 до 10 −5 |
|
|
от 1,0×10 −5 до 10 −4 |
|
|
больше 10 −4 |
Наибольшее влияние на земную жизнь оказывают солнечные вспышки. Причем интересно то, что эти самые яркие проявления солнечной активности происходят не в год максимального числа пятен, а во время роста или спада солнечной активности. Это позволяет сделать вывод о двухвершинности солнечного цикла.
Солнечная вспышка - самое мощное проявление солнечной активности, это взрыв, вызванныйвнезапным сжатием солнечной плазмы , происходящим под давлением магнитного поля и приводящим к образованию длинного плазменного жгута в десятки и даже сотни тысяч километров. Количество энергии взрыва - от 10²³ Дж. Источник энергии вспышек отличается от источника энергии всего Солнца. Вспышки имеют электромагнитную природу. Энергия, излучаемая вспышкой в коротковолновой области спектра, переносится ультрафиолетовыми и рентгеновскими лучами. Излучение солнечных вспышек оказывает особенно сильное воздействие на верхние слои земной атмосферы и ионосферу. В результате этого происходит целый комплекс геофизических явлений на Земле.
Вспышки слабее класса М не представляют интереса, они практически не затрагивают Землю. Вспышки класса М уже могут вызвать перебои радиосвязи на полюсах. Наибольшую опасность представляют вспышки класса Х.
Информацию о вспышках можно получить также на сайте www.spaceweatherlive.com а также отследить их класс и количество в режиме реального времени.
3. Геомагнитные возмущения
Состояние магнитного поля Земли характеризуется индексами A и K. Они показывают величины магнитного и ионосферного возмущений. Индекс K показывает величину геомагнитной активности. Ежедневно, каждые 3 часа, начиная с 00:00 UTC, определяются максимальные отклонения значения индекса относительно значений для спокойного дня выбранной обсерватории, и выбирается наибольшая величина. На основании этих данных вычисляется значение индекса K. его нельзя усреднять для получения долгосрочной исторической картины состояния магнитного поля Земли. Для решения этой проблемы существует индекс A, который представляет собой дневное среднее. Вычисляется он довольно просто - каждое измерение индекса K, сделанное, как уже говорилось выше, с 3-х часовым интервалом, по таблице (ниже) преобразуется в эквивалентный индекс.
Можно сказать, что это - ответ Земли на активность Солнца.
Значения индекса A могут быть отличаться у разных обсерваторий, так как возмущения магнитного поля Земли могут носить локальный характер. Чтобы избежать разночтений, индексы A, полученные в разных обсерваториях, усредняются и в итоге получается глобальный индекс Ap.Точно так же получается значение индекса Kp - среднее значение всех индексов K, полученных в различных обсерваториях земного шара. Его значения между 0 и 1 характеризует спокойную геомагнитную обстановку, и это может указывать на наличие хороших условий прохождения на коротковолновых диапазонах при условии достаточно высокой интенсивности потока солнечного излучения. Значения между 2 и 4 указывают на умеренную или даже активную геомагнитную обстановку, что, вероятно, отрицательно повлияет на условия прохождении радиоволн.
Сигнал солнечной природы поступает к нашей планете с запаздыванием на 3-5 суток.
На практике индекс К учитывается для определения прохождения радиоволн.
0-1 Спокойная геомагнитная обстановка и хорошие условия для прохождения КВ
2-4 Умеренное возмущение, некоторые затруднения для прохождения КВ
5 -7 Серьезные помехи
8-9 прохождение волн невозможно
Информацию можно найти на вышеуказанных сайтах и отследить в режиме реального времени изменение данных ежедневно на сайте www.spaceweatherlive.com
4. Интенсивность излучения на волне 10, 7 см
Одной из величин, характеризующих солнечную активность, является интенсивность радиоизлучения Солнца на волне 10,7 см, которая также обладает примерно той же периодичностью, что и числа Вольфа. Многочисленные исследования показали, что вариации и этого, и многих других показателей с приемлемой точностью кореллируют с числами Вольфа. Интенсивность радиоизлучения на волне 10,7 см также используется для более точных количественных оценок. Информацию мы отслеживали на сайте www.spaceweatherlive.com
Цикличность солнечной активности
Солнечная активность обладает периодичностью. Максимумы и минимумы чередуются в среднем с периодом 11 лет. Это составляет так называемый 11-летний цикл солнечной активности, который сейчас рассматривается как половина более важного 22-летнего цикла, во время которого солнечное магнитное поле претерпевает двойное обращение - северный и южный полюса меняются местами и после этого возвращаются в первоначальное положение.
В периоды максимума солнечной активности, когда на Солнце бушуют ураганы протяженностью в десятки тысяч километров, его корона имеет «растрепанный» вид (слева). Искривленные лучи короны торчат во все стороны. В периоды минимума солнечной активности корона вытягивается вдоль солнечного экватора (справа).В настоящее время уровень солнечной активности достаточно низок. Если активность Солнца всё же возрастет, то только лишь с 2021 по 2022 годы.
Влияние солнечной активности на жизнь на Земле.
Первым это влияние начал исследовать А.Л.Чижевский в июне 1915 г. К тому времени стало ясно, что, например, «магнитные бури непрерывно нарушали движение телеграмм». Ученый заметил, что повышенная солнечная активность совпадает с кровопролитием на Земле - сразу после появления больших пятен на Солнце на многих фронтах Первой мировой усилились военные действия. Он первый обратил внимание на связь между увеличением солнечной активности и земными катаклизмами. Сейчас влияние солнечной активности на Землю изучается очень активно. Появились новые науки - гелиобиология, солнечно-земная физика, - которые исследуют взаимосвязь жизни на Земле, погоды, климата с проявлениями солнечной активности.Проблема влияния солнечной активности на погоду вызывает в настоящее время постоянно растущий интерес. Уже известно про то, как влияют выбросы солнечной плазмы на жизнедеятельность растений и животных, самочувствие людей на Земле, функционирование измерительных приборов, GPS и на здоровье космонавтов, находящихся на орбите. Даже существует гипотеза о связи с длиной солнечного цикла изменения уровня озера Байкал, изменения частоты ряда инфекционных заболеваний. Известно и о влиянии солнечной активности на психику человека: так, в периоды максимума этой активности возрастает количество случаев суицида, а также маниакально-депрессивного психоза, причем переход в маниакальную стадию происходит именно в эпохи высокой геомагнитной возмущенности. В психиатрической статистике тоже присутствуют одиннадцатилетние периоды. Многие исследователи утверждают, что в период солнечной активности социальные отношения людей претерпевают некоторые изменения, деформируются, при этом создаются предпосылки для дальнейших социальных преобразований - отмены крепостного права, проведения реформ, смена социально-экономического строя, меняющих жизнь миллионов людей.
Приведем в пример отрывок из книги Н.И. Конюхова, О.Н. Архиповой, Е.Н. Конюховой "Психоэкономика"о взаимосвязи солнечной активности (число Вольфа - количество пятен на Солнце) с количеством крестьянских выступлений перед отменой крепостного права:
"Солнечное излучение нарастало из года в год. В 1855 г. число Вольфа составляло только 4,32. Крестьянских волнений практически не было. 1862 г. число Вольфа было равно 59,1, в 1863 г. - 44. Волнения пошли на убыль.
Особенно не приходится сомневаться, глядя на эти цифры, в прямой зависимости количества волнений крестьян России перед отменой крепостного права от солнечной активности. Все русские революции (1905, 1917, 1991 годов) совпали с пиком солнечной активности, наибольшими за десятилетия.
Пики солнечной активности - это пики социальных протестов, революций. Социальные роли, которые были приняты в обществе до этого (устойчивые социальные динамические стереотипы) - сметались. Общество было готово принимать новые роли, начинать жить
Пики солнечной активности, между которыми происходят революции, так же отличаются событиями, позволяющими утверждать зависимость способности человека к изменениям своих динамических стереотипов, социальных ролей от солнечной активности."
Знакомясь с теорией вопроса, мы увидели в разных источниках большое количество кривых зависимости количества эпидемий, урожайности и пр. от некоторых параметров солнечной активности. Мы решили попробовать подтвердить данные, полученные в результате многолетних исследований о связи процессов, происходящих на Солнце и деятельности человеческих индивидуумов, построив кривую, отражающую статистику ДТП за определенный период времени и сравнить ее с изменением поведения Солнца в этот период. Интересно также проверить, существует ли связь между нашим светилом и нашим самочувствием. Иными словами, становимся ли мы все немного сумасшедшими, когда наше светило "творит чудеса"?
Глава 2. Экспериментальная часть 2.1 Описание эксперимента
В ходе эксперимента было предложено испытуемому вести дневник наблюдений, в котором ежедневно в течение 5 месяцев измерять кровяное давление и записывать величины систолического и диастолического давления в организме. Затем данные анализировались с целью установить связь между изменением давления и некоторыми показателями солнечной активности. Кроме того, мы предположили, что изменения в поведении Солнца, влияя на поведение каждого в отдельности человека, могут быть связаны, например, с количеством ДТП на дорогах России. Разумеется, данных кровяного давления одного испытуемого недостаточно для полноценного анализа, кроме того, на величину давления могут оказывать влияние иные факторы, поэтому мы можем делать лишь косвенные выводы. Количество же ДТП является несколько более объективной величиной. Для анализа же солнечной активности было решено взять следующие данные: количество солнечных пятен, вспышечную активность, значение Ар-индекса, радиоизлучение Солнца на волне 10,7 см.
2.2 Ход эксперимента
Изучив соответствующую литературу и ознакомившись с интернет-источниками для отслеживания необходимых данных, мы выбрали для анализа данные сайта www.SpaceWeatherLife.com
Здесь можно увидеть ежедневный мониторинг солнечной активности по всем показателям. Все результаты были тщательно выписаны (см. приложение 1) и представлены в виде графиков (см. приложение 2) зависимости указанных параметров от времени.
Следующий шаг - обработка результатов, полученных от испытуемого - данные измерения кровяного давления. Построение соответствующего графика и его анализ (см. приложение 3). Далее мы взяли для изучения ежедневную статистику ДТП по России, отражаемую на сайте www.stat-gibdd.ru и представили полученные данные в виде графика.
К сожалению, нам не удалось реализовать другую идею - получить информацию о количестве вызовов по скорой помощи за этот период и данные МВД о состоянии преступности в этот период времени (нам отказали при обращении в соответствующие инстанции).
После завершения этой части работы осталось выполнить корреляцию графиков и сделать выводы. В приложении к работе даны графики всех величин, выполненные на миллиметровой бумаге для повышения точности увеличения шага по времени.
2.3 Полученные результаты
Сравнивая графики вспышечной активности, количества пятен, радиоизлучения длиной волны 10,7 см и индексов, обращаем внимание на явное сходство кривых. Явно заметны всплески всех параметров в начале сентября, например, когда наблюдались вспышки класса выше С.
Кривая Ар - индекса запаздывает по отношению к трем остальным, что объяснимо, так как сигнал солнечной природы поступает к нашей планете с запаздыванием на 3-5 суток. Это говорит о том, что солнечная активность - комплекс взаимосвязанных друг с другом процессов.
Сравнивая кривые солнечных данных с графиком изменения давления испытуемого со временем(см. приложение 4), мы не увидели столь явной связи, какую нам бы хотелось увидеть для подтверждения нашей гипотезы. Результат вполне объясним. Эти данные слишком индивидуальны и, даже несмотря на корреляции на отдельных кривых (с помощью приложения Excel, нефункциональные зависимости, мы наблюдаем сходство кривых зависимостей давления и излучения длиной волны 10,7 см), они все-таки не могут быть взяты в качестве научного доказательства.
Сравнивая кривую ДТП с "кривыми солнечной активности"(см. приложение 4), можно отметить достаточно много совпадений всплесков максимумов и минимумов кривых ДТП и Ар- индекса. Но также имеется и определенное количество отклонений. Объясняется это, на наш взгляд, рядом субъективных и объективных факторов: дни недели, сезонность ДТП, которая объясняется состоянием дорог во время гололеда, например. Также мы наблюдаем явный всплеск в период новогодних праздников, не связанный, с солнечной активностью.
Выводы
Мы убедились в том, что солнечная активность - это целый комплекс взаимосвязанных друг с другом явлений, вызывающих ответную реакцию Земли на изменения, происходящие в недрах Солнца.
Гипотеза о влиянии солнечной активности на поведение человеческих индивидуумов нашла лишь частичное подтверждение. Полученный результат, разумеется, не может служить прямым доказательством этой связи, мы можем делать лишь косвенные предположения.
Заключение
Солнце становится все более ярким и жарким. За последние 90 лет активность его магнитного поля увеличилась более, чем вдвое, причем наибольший рост произошел за последние 30 лет. Сейчас ученые могут предсказывать солнечные вспышки, что дает возможность заблаговременно подготовиться к возможным сбоям в работе радио- и электросетей.
По мнению многих футурологов, приближающийся солнечный цикл должен стать в большой степени решающим во взаимоотношениях жителей Земли с космосом. Именно к середине XXI века уровень загрязнения окружающей среды и истощения природных запасов приблизится к критической отметке. Вряд ли человечеству удастся справиться с накопившимися проблемами только за счет планетарных ресурсов, и тогда без промышленного освоения космоса глобальный экономический коллапс станет неизбежным. А для такого освоения космоса следует знать, чего можно ждать от Солнца.
Практические приложения:
разработка методического пособия для уроков астрономии "Изучение солнечной активности"(см. приложение 5).
Список литературы
Ю.И.Витинский "Солнечная активность" Москва, Наука 1983
"Земля и Вселенная", сентябрь-октябрь 1993
Н.И. Конюхов, О.Н. Архипова, Е.Н. Конюхова "Психоэкономика", ДелиПлюс, электронная книга
Материалы научных сайтов:
ttp://femto.com.ua/articles/part_2/3747.html (Энциклопедия физики и техники)
www.stat-gibdd.ru (Статистика ДТП на дорогах РФ по данным ГИБДД)
www.tesis.lebedev.ru (Лаборатория рентгеновского излучения Солнца ФИАН)
www.spaceweatherlive.com (Вспышечная и авроральная активность Солнца в реальном времени)
Приложение 1
|
Дата |
Дневник артериального давления испытуемого |
Кол-во ДТП за день |
Показатели солнечной активности |
||||
|
Систоличес-кое |
Диастоличес-кое |
Кол-во пятен |
Ap-индекс |
Класс вспышек |
Излучение на волне 10, 7 см |
||
Приложение 2
Количество пятен
Ap-индекса
Класс вспышек
0 - Класс А0
1 - Класс A
2 - Класс B
3 - Класс C
4 - Класс M
5 - Класс X
Излучение на волне длиной 10,7 см
Приложение 3
Артериальное давление (верхнее и нижнее)
Статистика ДТП
Приложение 4
Приложение 5
Лабораторная работа
Изучение солнечной активности
Цель работы: изучение солнечной активности.
Материалы и оборудование:
фотоснимки Солнца, интернет-ресурсы;
https://www.spaceweatherlive.com/ru;
линейка, карандаш.
Ход работы :
Солнечная активность характеризуется различными факторами. Прежде всего, это количество солнечных пятен - областей с сильным магнитным полем и более низкой температурой. Сильное магнитное поле пятна подавляет конвективные течения, приносящие энергию из недр Солнца, и поэтому газ в центре пятна остывает, температура пятна на Солнце 4000 К -5000 К. Но полный поток энергии сохраняется, поэтому около пятна образуется яркий ореол с более высокой температурой, чем 6000 К. Солнечная активность характеризуется также солнечными вспышками, протуберанцами, корональными дырами.
Задание 1. Выпишите следующие показатели солнечной активности за период 1 по 30 сентября 2017 года:
а) вспышечная активность;
б) количество пятен;
в) излучение на волне длиной 10,7 см.
Задание 2 . Постройте график зависимости их от времени
Задание 3 . Отметьте дни наибольшей солнечной активности на графике. Сравните со значениями геомагнитной активности на земле и сделайте вывод
Задание 4. Определите размер наибольшего солнечного пятна, изображённого на рисунке. Сравните размеры пятна с размерами Земли
Пусть d и d n — диаметр солнечного диска и солнечного пятна на фотографии соответсвенно, тогда
Dn = (D/d)*d n
где D — диаметр Солнца, D n — реальный диаметр солнечного пятна. Произведя расчёты, получим: d = 50 мм и d n = 2 мм. Реальный диаметр Солнца равен 1 392 000 км, значит диаметр пятна равен 128 000 км — 4,4 диаметра Земли.
Заполнить таблицу отчета.
Сделайте выводы.
Ответьте на вопросы:
1. Какие процессы на Солнце происходят в периоды его наибольшей активности?
2. Дайте определения следующим понятиям
а) пятно -
б) факел -
в) вспышка -
г) протуберанец -
3. Какое значение имеет изучение солнечной активности?
В детстве мы каждый летний день радовались солнечным лучам и совершенно не понимали взрослых, которые что-то говорили о «магнитных бурях» и о необходимости обязательно надевать панаму и вообще, они советовали находиться в теньке. Однако мы взрослеем, и влияние солнечной активности на здоровье человека нам становится все более понятно.
Со временем солнце нам уже не кажется лучистым и теплым пятнышком на голубом небе, оно уже предстает перед нами, как огромный газовый шар, внутри которого все время проходят термоядерные реакции. Влияние всех этих реакций приводит к тому, что солнце все время кипит, производит поток различных частиц, магнитных полей и излучений. Все эти ученые называют «солнечным ветром». Этот ветер имеет не постоянную скорость, он может достичь земли и за три дня и за день, принося с собой ультрафиолетовую и инфракрасную радиацию, что влияет на здоровье человека и общее самочувствие.
Воздействие солнечной активности помогает нам не только ориентироваться в пространстве, различать предметы, но и чувствовать тепло. Однако если не приложить никаких мер защиты кожи, то можно получить ожоги. Полезное влияние солнечного света на здоровье человека заключается в том, что под действием радиации кровеносные сосуды расширяются, ускоряется кровоток, увеличивается всасываемость кожей множества биологически активных веществ, поэтому так часто инфракрасное облучение применяют для борьбы со многими заболеваниями.
Ультрафиолетовое излучение – наиболее активная часть солнечной энергии. Данное излучение подразделяется на лучи А, В, С. Наиболее опасными из них являются С лучи, однако благодаря озоновому защитному слою нашей планеты их активности по достижению поверхности земли сильно снижается. Но вот влияние лучей А и В вырабатывает в нашей коже витамин D, который необходим для здоровья человека. При этом ультрафиолетовые лучи – основной источник этого витамина, поскольку в продуктах питания его содержится очень мало. Суточная норма витамина D составляет от 20 до 30 мкг, а в желтках, которые находятся на первом месте среди всех продуктов по содержанию этого витамина, находится всего 3-8 мкг. В стакане молока витамина D содержится около 0, 5мкг, а в остальных продуктах и того меньше. Витамин D оказывает положительное влияние на усвоение кальция. При дефиците этого витамина кальций просто начнет вымываться из организма, произойдет сбой в работе надпочечников, нарушатся функции щитовидной железы, обмен веществ и ухудшиться иммунитет.
Также положительное влияние воздействие солнечной активности оказывает и на уровень эндорфинов в организме. И в самом деле, разве можно грустить в солнечный теплый день, особенно если мы лежим на пляже где-нибудь на море. А вот дефицит солнечной энергии приводит к ухудшению самочувствия, снижению умственной активности, ухудшению работоспособности, снижается сопротивляемость заболеваниям, процесс восстановления и выздоровления значительно удлиняется, а также повышается риск повреждения опорно-двигательного аппарата.
Опасное влияние солнечной активности
Во всем нужно знать меру, и на сегодняшний день шанс получить избыток солнечного тепла у нас гораздо больше, нежели недополучить, а это приводит к абсолютно обратному эффекту, отрицательно влияя на здоровье человека.
Желая получить красивый, золотистый загар в короткие сроки без использования специальных защитных кремов, мы подвергаем свое здоровье огромному риску. Ведь это может привести к развитию злокачественных образования на коже, ухудшению работы сердечной мышцы и обострению болезней эндокринной системы.
«Солнечный ветер» состоит не только из ультрафиолетовых излучений, и из магнитного потока, который мы называем магнитные бури. Если негативное влияние ультрафиолетовых лучей каким-то образом сокращает озоновый слой, то от магнитных бурь у нас защиты нет. Магнитные потоки к тому же всегда различны по силе и развитию, поэтому их невозможно как-то классифицировать. Однако их всех объединяет влияние на здоровье человека. С начала двадцатых годов было замечено воздействие магнитных бурь на состояние здоровья. Было замечено, что состояние больных начинает резко ухудшаться после солнечной вспышки. В первую очередь были выделены заболевания сердца и сосудистой системы. У пациентов наблюдалось повышение давления, нарушение ритма сердцебиения, увеличивалась число инфаркта миокарда.
Также магнитные бури влияют и на беременность, вызывая угрозу преждевременных родов. Кроме того, в период повышенной солнечной активности наблюдается увеличение числа несчастных случаев, у людей ухудшается сообразительность и замедляется реакция.