Кременецькі гори

Ще в тридцяті роки з ініціативи радянського вченого  професора О.Л.Чижевського було здійснено  тривалий експеримент із зіставлення  даних про рівень сонячної активності із станом великої кількості пацієнтів медичних закладів. При цьому з'ясувалось, що періоди посилення активності Сонця збігаються з різким зростанням серцевих захворювань. Аналогічні спостереження, проведені вже в наш час, показали, що значна частина загострень різних захворювань, збігається з проходженням сонячних плям через центральну частину диска Сонця. Було також помічено, що сонячні спалахи впливають на стан нервової системи людини. Є дані, які свідчать про те, що сонячна активність справляє певний вплив на фізичні й хімічні процеси, що відбуваються у так званих колоїдних системах. А такі системи становлять основу біологічних об'єктів.

Дослідження останніх років показали, що зміни магнітних  полів на Сонці позначаються на стані  міжпланетного магнітного поля. При цьому «передавальною інстанцією» є так званий сонячний вітер (потоки сонячної плазми), що рухається від нашого денного світила й пронизує простір Сонячної системи. А міжпланетне магнітне поле знову ж таки за участю сонячного вітру в свою чергу впливає на стан земного магнетизму.

В результаті досліджень радянського астрофізика члена-кореспондента  АН СРСР Е. Р. Мустеля та ряду інших  учених було виявлено залежність процесів, що відбуваються в нижніх шарах повітряної оболонки Землі — тропосфері — від фізичного стану потоків сонячних частинок у навколоземному просторі. Не викликає сумнівів роль корпускулярних випромінювань 00Н-ця і у виникненні магнітних бур. Сонячні корпускулярні потоки, які є особливо інтенсивними у періоди посилення активності денного світила, рухаються в просторі, захоплюючи з собою магнітні поля. Зустрічаючи на своєму шляху Землю, магнітні поля таких потоків починають взаємодіяти з магнітним полем нашої планети, спричинюючи його збурення, а також істотно впливаючи на фізичний стан верхніх шарів земної атмосфери. Зокрема, в атмосфері виникають додаткові електричні струми, змінюється електричний потенціал планети. Внаслідок цього ми опиняємося у перемінному електричному полі, що може негативно позначатися на стані живих організмів.

З іншого боку, не можна не враховувати і такого істотного фактора, як пристосовуваність  живих організмів до зовнішніх умов. Виходячи з того, що ми знаємо про  наше денне світило, коливання сонячної активності не е чимось характерним  тільки для нашої епохи. Мабуть, подібні явища відбувалися на Сонці завжди, принаймні у ті останні чотири мільярди років, протягом яких на Землі розвивалося життя.

Усе на Землі залежить від Сонця, що поставляє їй значну частину енергії. Спокійне Сонце (при відсутності на його поверхні плям, протуберанців, спалахів) характеризується сталістю в часі електромагнітного випромінювання у всьому його спектральному діапазоні, що включає рентгенівські промені, ультрафіолетові хвилі, видимий спектр, інфрачервоні промені, промені радіодіапазонів, а також сталістю в часі так називаного сонячного вітру - слабкого потоку електронів, протонів, ядер гелію, що представляє собою радіальне витікання плазми сонячної корони в міжпланетний простір.

Магнітне поле планет (у тому числі Землі) служить захистом від сонячного вітру, але частина заряджених часток здатно проникати усередину магнітосфери Землі. Це відбувається в основному у високих широтах, де маються дві так називані лійки: одна в Північному, інша в Південному півкулях. Взаємодія цих заряджених часток з атомами і молекулами атмосферних газів викликає світіння, що називається північним сяйвом. Енергія, що приходить у виді цих часток, далі розподіляється в різних процесах навколо всієї земної кулі, у результаті чого відбуваються зміни в атмосфері й іоносфері на всіх широтах і довготах. Але ці зміни на середніх і низьких широтах відбуваються спустя визначений час після подій у високих широтах, і наслідку їхній у різних областях, на різних широтах і в різний час різні. Тому мається значне різноманіття наслідків вторгнення часток сонячного вітру в залежності від регіону.

Хвильове випромінювання Сонця поширюється прямолінійно зі швидкістю 300 тис км/сек і доходить до Землі за 8 хвилин. Молекули й атоми атмосферних газів поглинають і розсіюють хвильове випромінювання Сонця вибірково (на визначених частотах). Періодично, з ритмом приблизно 11 років, відбувається посилення сонячної активності (виникають сонячні плями, хромосферні спалахи, протуберанці в короні Сонця). У цей час підсилюється хвильове сонячне випромінювання на різних частотах, із сонячної атмосфери викидаються в міжпланетний простір потоки електронів, протонів, ядер гелію, енергія і швидкість яких багато більше, ніж енергія і швидкість часток сонячного вітру. Цей потік часток поширюється в міжпланетному просторі на зразок поршня. Через визначений час (12-24 години) цей поршень досягає орбіти Землі. Під його тиском магнітосфера Землі на денній стороні стискується в 2 рази і боле (з 10 радіусів Землі в нормі до 3-4х), що веде до збільшення напруженості магнітного полючи Землі. Так починається світова магнітна буря.

Період, коли магнітне поле збільшується, називається початковою фазою магнітної бури і продовжується 4-6 годин. Далі магнітне поле повертається до норми, а потім його величина починає зменшуватися, тому що поршень сонячного корпускулярного потоку вже пройшов за межі Земної магнітосфери, а процеси усередині самої магнітосфери привели до зменшення напруженості магнітного полючи. Цей період зниженого магнітного полючи називається головною фазою світової магнітної бури і триває 10-15 годин. Після головної фази магнітної бури випливає відбудовна (кілька годин), коли магнітне поле Землі відновлює свою величину. У кожнім регіоні збурювання магнітного полючи відбувається по-різному.

За останні роки стало зрозуміло, що на людину діє цілий ряд космічних факторів, що викликають зміни в магнітосфері планети в результаті впливу на неї сонячних корпускулярних потоків. А саме:

1. Інфразвук,  що представляє собою акустичні  коливання дуже низької частоти. Він виникає в областях полярних сяйв, у високих широтах і поширюється на всі широти і довготи, тобто є глобальним явищем. Через 4-6 годин від початку світової магнітної бури плавно збільшується амплітуда коливань на середніх широтах. Після досягнення максимуму вона поступово зменшується протягом декількох годин. Інфразвук генерується не тільки при полярних сяйвах, але і при ураганах, землетрусах, вулканічних виверженнях так, що в атмосфері існує постійне тло цих коливань, на який накладаються коливання, зв'язані з магнітною бурою.

2. Мікропульсації - короткоперіодичні коливання магнітного полюсу Землі (з частотами від декількох герців до декількох кгц). Мікропульсації з частотою від 0,01 до 10 Гц діють на біологічні системи, зокрема на нервову систему людини (2-3 Гц), збільшуючи час реакції на сигнал, що возмется, впливають на психіку (1 Гц), викликаючи тугу без видимих причин, страх, паніку. З ними також зв'язують збільшення частоти захворюваності й ускладнень з боку серцево-судинної системи.

3. Також у цей час змінюється інтенсивність ультрафіолетового випромінювання, що приходить до поверхні Землі через зміну озонового шару у високих широтах у результаті дії на нього прискорених часток.

Але у такому разі в процесі природного добору і боротьби за існування живі організми нашої планети повинні були пристосуватися до коливань сонячної активності і виробити щодо них певну стійкість. Чому ж зміни рівня активності нашого денного світила можуть впливати на біосферу?

Можливо, пояснення  полягав в тому, що сонячна активність впливає лише на ті організми, які в даний момент часу з тієї чи іншої причини перебувають у нестійкому стані.

Проте вичерпну відповідь на це питання можна  дати тільки тоді, коли буде з'ясовано  всі ланки передавального механізму, що зв'язує сонячну активність і біосферу нашої планети.

Треба звернути увагу і на ту обставину, що наші сучасні знання про сонячно-земні  зв'язки мають в основному статистичний характер. Нам відомо, що, коли на Сонці  відбуваються коливання рівня активності, то на Землі спостерігається ряд певних геофізичних явищ і явищ у біосфері. Але, як і у випадку з впливом, сонячної активності на погоду, фізичний механізм, що зв'язує ці два ряди явищ, поки що залишається невідомими.

Пізнання цього  механізму допомогло б глибше зрозуміти взаємозв'язок різних світових процесів. Справа в тому, що світлове випромінювання і радіохвилі приносять відомості про активні явища на Сонці набагато раніше, ніж корпускулярні потоки, породжені цими явищами, долають відстань до земної орбіти. І коли б ми знали закономірності сонячно-земних зв'язків, то могли б наперед прогнозувати земні наслідки сонячних процесів і у разі потреби вживати відповідних заходів.[2,7,11,12,13,14,15]

3.3 Використання  сонячної енергії.

Сонячна енергія — енергія від Сонця в формі радіації та світла. Ця енергія значною мірою керує кліматом та погодою та є основою життя. Технологія, що контролює сонячну енергію називається сонячною енергетикою.

Сонячна енергія та Земля

На верхні шари атмосфери Землі постійно поступає 174 PW сонячної радіації (інсоляції). Близько 6% інсоляції відбивається атмосферою, 16% поглинається нею. Середні шари атмосфери в залежності від погодних умов (хмари, пил, атмосферні забруднення) віддзеркалюють до 20% інсоляції та поглинають 3%.

Атмосфера не тільки зменшує кількість сонячної енергії, що досягає поверхні Землі, але і дифузує близько 20% з того що поступає, та фільтрує частину його спектру. Після проходження атмосфери близько половини інсоляції знаходиться в видимій частині спектру. Друга половина знаходиться переважно в інфрачервоній частині спектру. Тільки незначна частина цієї інсоляції припадає на ультрафіолетове випромінювання.

Абсорбція сонячної енергії через атмосферну конвекцію, випаровування і конденсацію  водяної пари є рушійною силою  кругообігу води та керує вітрами. Сонячне проміння абсорбоване океаном та суходолом підтримує середню температуру на поверхні Землі, що на даний момент становить 14 °C. Завдяки фотосинтезу рослин сонячна енергія може перетворюватись в хімічну.

Сонячна енергія  є джерелом енергії вітру, води, тепла морів, біомаси, а також причиною утворення протягом тисячоліть торфу, бурого і кам’яного вугілля, нафти і природного газу, однак ця енергія опосередкована і накопичена протягом тисяч і мільйонів років. Енергія Сонця може бути використана і безпосередньо, як джерело електроенергії і тепла. Для цього потрібно створити пристрої, які концентрують енергію Сонця на малих площах і в малих об’ємах. На даний момент працюють нагрівальні пристрої, які акумулюють енергію Сонця, а також дослідні зразки електродвигунів і автомобілів, які використовують енергію Сонця.

Сонячна енергетика

Сонячна енергетика — використання сонячної енергії для отримання енергії в будь-якому зручному для її використання вигляді. Сонячна енергетика використовує поновлюване джерело енергії і в перспективі може стати екологічно чистою, тобто такою, що не виробляє шкідливих відходів.

На сьогодні сонячна енергетика широко застосовується у випадках, коли малодоступність  інших джерел енергії в сукупності з достатньою кількістю сонячного випромінювання виправдовує її економічно. За допомогою системи  сонячних колекторів Ви можете значно скоротити витрати енергії на гаряче водопостачання й опалення. Крім того, при використанні цієї системи Ви сприяєте зниженню викидів СО₂ в атмосферу.

Сонячна енергія розвивається дедалі швидше

Останні підвищення цін на енергоносії посилили пошуки альтернативних джерел енергії, особливо таких, які відновлюються, не забруднюють  атмосферу та не залежать від політичного  клімату.

Сонце світить для кожного. Деякі дні більш яскраві, ніж інші, але сонячні батареї можуть працювати та виробляти енергію в будь-який сонячний день. Ті, хто лобіює ідею використання сонячної енергії кажуть, що її виробництво є чистим, надійним та безшумним. За наступні десять років планується збільшити виробництво сонячної енергії на десять гігават, що еквівалентно десятьом ядерним станціям. Таке швидке зростання пов'язане з будуванням по всій країні компаніями, які надають комунальні послуги, так званих сонячних ферм та встановленням на дахах житлових та комерційних приміщень менших за розміром фотовольтових батарей. Джон Бендер, який працює у Національному Центрі Фотовольтових приладів у Денвері, штат Колорадо каже, що для збільшення використання сонячної енергії необхідно підвищити ефективність фотовольтових елементів, оскільки саме вони перетворюють світло в енергію. ‘‘Модуль 15 відсотків ефективності означає, що поверхня в 1 квадратний метр може виробити 150 ват електроенергії. Ми створюємо матеріали на атомному рівні та збираємо їх таким чином, що завдяки цьому ми у 4 рази можемо підвищити об'єми енергії і дорівнювати в ефективності її комерційному виробництві’’, - говорить він.

На даху центрального офісу Міжнародної профспілки електротехніків, що у центрі Вашингтона, встановлені батареї, які демонструють, як сонячна енергія може бути поєднана з іншими джерелами. Ґері Дислер - один з інженерів, які працювали над цим проектом говорить, що енергія, яка надходить від цих сонячних батарей збирається в центральному розподільнику, після чого направляється до інверторів. Після чого вона повертається до розподільника, згодом до вимірювача, а вже після того до електросистеми будинку, і вже тоді споживається.

Деякі експерти у США, які колись лідирували у  застосуванні цієї технології кажуть, що тепер країна відстає від решти світу. Але незабаром це має змінитися. Постійно зростаючі ціни на пальне, а також занепокоєння глобальним потеплінням дають поштовх швидкому розвитку альтернативних джерел енергії у Сполучених Штатах. Сонячна енергія відмінна від енергії вітру, яка вимагає побудови великих ферм турбінних станцій, каже Заступник міністра енергетики США з питань відновлювальних джерел енергетики Енді Карснер. За його словами розвиток цієї галузі у США дещо уповільнився через нестаток силікону - ключового складника сонячних батарей. Це стало причиною підвищення ціни. Наразі державні субсидії певною мірою підтримують конкурентну спроможність галузі, однак Рон Реш – президент Асоціації Індустрії Сонячної енергетики каже, що у майбутньому цей вид енергії стане найкращим. Зокрема Рон передбачає, що приблизно за 10 років сонячна енергія буде найдешевшим джерелом. Науковці та експерти у наступні 10 років передбачають зменшення ціни вже на 50%. А оскільки інші джерела енергії дорожчають, майбутнє сонячної енергії виглядає дедалі перспективнішим. Так, будівельники на сонячному південному заході США пропонують встановлення сонячних батарей на дахах безпосередньо у процесі будівництва.