Солнечная активность, атмосфера и погода

Солнечная активность и тропосфера.

Если воздействие  солнечной активности на верхние  слои земной атмосферы выявляется вполне четко, то в нижней атмосфере Земли (тропосфере) оно становится гораздо  труднее уловимым. Причина этого лежит в том, что солнечная активность непосредственно воздействует на процессы в тропосфере только в сравнительно редких случаях, когда солнечные протоны высоких энергий проникают вглубь земной атмосферы. В общем же ее воздействие осуществляется через верхнюю атмосферу. Более того, даже те возмущения, которые возникают под действием солнечной активности, в особенности корпускулярного излучения Солнца, в разных районах Земли имеют противоположный знак, и характер их изменяется со временем и сезоном года.

  Определяющее  воздействие солнечная активность оказывает на общую циркуляцию в  тропосфере. Это влияние выражается в изменении интенсивности атмосферной циркуляции, в зависимости от фазы различных циклов. В частности, такие изменения особенно усиливаются в эпоху максимумов 11-летних циклов. Одним из наиболее надежно установленных фактов в проблеме Солнца — Земли является усиление  циклонов антициклонов под действием солнечной активности (закон акцептации). Изменения уровня солнечной активности приводят к изменению величин основных метеорологических элементов: температуры, давления, числа гроз, осадков и связанных с ними гидрологических и дендрологических характеристик: уровня озер и рек, грунтовых вод, солености и оледенении океана, числа колеи в деревьях, иловых отложений. Корпускулярное излучение вспышек и корональных дыр во многих случаях оказывает противоположное воздействие на нижнюю атмосферу Земли.

  При исследовании изменений климата  в некоторых районах земного  шара были обнаружены 11-летние циклы  в температуре воздуха, атмосферном давлении, осадках (в Казахстане). Однако в других его областях гораздо лучше проявляется 22-летний цикл(Северная Америка), также имеющий солнечное происхождение. 22-х летние циклы наблюдаются на ветви спада четных 11-летних циклов или связью с сильными вспышечными возмущениями. Поэтому отсутствие в каком-либо из тропосферных процессов 11-летней цикличности отнюдь еще не означает отсутствия связи с солнечной активностью. В некоторых районах Земли лучше всего проявляется 5—6-летний цикл, который особенно заметен в индексах магнитной возмущенности. Этот цикл наиболее характерен для тропосферных явлений, возникающих при высоком уровне геомагнитной возмущенности. Особенно отчетливо в изменении климата нашей планеты проявляется 80—90-летний цикл. И хотя ряды метеорологических параметров охватывают сравнительно короткие интервалы времени даже по сравнению с регулярными наблюдениями солнечных пятен, тем не менее, этот цикл хорошо виден в изменении гидрологических и особенно дендрологических характеристик. В частности, нарушение закона акцептации чаще всего происходит именно на определенных фазах 80—90 летнего цикла. Сейчас нередко говорят и о более долговременных изменениях климата, связанных с солнечной активностью. Влияние солнечной активности на тропосферу четко выступает при составлении солнечных календарей, в связи с активными долготами, явлений в нижней атмосфере Земли особенно на ветви спада 11-летнего цикла. Любопытно, что активные долготы в тропосфере выявляются даже более отчетливо, чем на Солнце. Использование солнечных календарей может служить хорошим подспорьем в прогнозах погоды, которые учитывают солнечную активность. Не менее важным для той же цели оказалось изучение связи сильных флуктуаций солнечной активности с аномалиями погоды в определенных земных регионах, которое дало ряд эмпирических правил.

  Следует отметить, что электромагнитное излучение  Солнца также находит свое отражение  в нижней атмосфере Земли, особенно на средних и низких широтах. Это один из мыслимых механизмов воздействия солнечной активности на нижнюю земную атмосферу. Это воздействие, к настоящему времени, не подверглось проверке, и не было признано всеобъемлющим. Работа в этом направлении продолжается, она убедит в конечном итоге ныне сомневающихся в том, что нижняя атмосфера Земли тоже отнюдь не безразлична к тому, как «ведет себя» Солнце. 
 
 
 
 
 
 

                                        Заключение

В заключении хотелось бы подвести кое-какие итоги изучения солнечно-земных связей на сегодняшний  день. Прежде всего, хотелось бы отметить успехи современной науки в процессе изучения системы Солнце-Земля в  наше время:

1. Благодаря  усилиям многих ученых (в том  числе и русских) были открыты  и исследованы короткие (меньше 11- летнего) циклы солнечной активности 152, 683, 27, 512, 273, 128 суточные и более короткопериодичные. В нашей стране большой вклад в изучение коротких циклов внесли петербургские астрономы Р.Н.Исханов и Е.В. Милецкий.

2. Были получены  первые нейтринные изображения  солнечных недр, что пролило свет  на механизм возникновения и  переноса энергий в звезде  и, следовательно, на процессы, так важные именно для земных обитателей, солнечные вспышки, корональные выбросы и прочие проявления солнечной активности.

3. Были обнаружены  новые, ранее неизвестные проявления  солнечно-земных связей, а именно  влияние значения разных индексов  солнечной активности на нас:  процентное содержание фитоплангтона в озерах и морях, на уровень солености морей, на рождение торнадо и ураганов, на прозрачность атмосферы над крупнейшими обсерваториями, на скопление метана в горнодобывающих шахтах и многое другое. Антикореляция уровня чисел Вольфа и количества врожденных пороков развития в мегаполисах России. Солнце своей активностью несет нам далеко не только вред. Солнечная активность также способна уменьшить содержание озона в приполярных областях Земли. Во время максимумов 11, 22-летних циклов происходит уменьшение его содержания на 20-40%! Сразу же становится ясно, что аэрозоли, фреон и хлорсодержащие агенты не могут оказывать влияние такого масштаба как наше дневное светило.

4. В свете  научно-технического прогресса стало  возможным создание мощных современных  сетей наблюдения за солнечными  процессами. Наземным обсерваториям помогают также обсерватории орбитальные. Для них нет плохой погоды и мощного, неспокойного щита атмосферы, поэтому наблюдения не прерываются ни на минуту. Благодаря современным средствам передачи цифровых данных и всеобъемлющим компьютерным сетям, информация через короткое время становится доступной желающим со всего света.

5. И наконец,  благодаря развертыванию сетей  солнечного мониторинга, возросла  точность прогнозирования «солнечной  погоды», понятия немаловажного для нас, особенно при эксплуатации точной электронной техники.

К сожалению, на данный момент мы не знаем:

 1. Механизмов многих катастрофических явлений на Солнце, таких как «Маундеровский минимум» и прочие вариации светимости нашей звезды в далеком прошлом. Мы определенно не можем сказать, повторятся ли они в будущем ближайшем или далеком. Также мы не можем судить о существовании длительных (миллионы и тысячи лет) циклов, кроме как по косвенным свидетельствам исторических хроник.

2. Для нас остаются в тени механизмы появления некоторых образований в солнечной атмосфере, а также причины хаотичного появления и бесследного исчезновения коротких циклов от одного 11-летнего к другому. 

Солнце таит в себе много загадок, каждое десятилетие  мы открываем что-то новое, что заставляет нас резко поменять наши взгляды  на ближайшую звезду и на нашу жизнь  в целом.

Безусловно, в  будущем, далеком будущем, Солнце приоткроет перед нами последнюю из своих  тайн. А пока мы, зная его неровный нрав, должны стремиться к познанию, не забывая о подстерегающей нас  опасности, ища пути возможного противостояния ему. 
 

Список литературы:

1. Л.И Мирошниченко  «Солнечная активность и Земля» М.: Наука, 1981г.
2. Ю.И. Витинский, «Солнечная активность», Москва «Наука» главная редакция физико-математической литературы, 1983г.
3. Ю.А. Солонский, Е. Д. Хилов; «Солнце - загадки и открытия». Ленинград 1989г.
4. А.Д. Данилов, С.И. Авдошкин  «Проблемы Солнца-Погода» //Природа 1993 №3
5. А. Кригель «Атмосфера на грани порядка и хаоса» //Знание-сила 1992 №8