Солнечно-Земные Связи и их влияние на человека

Сибирская аэрокосмическая академия

Им. Академика М. Ф. Решетнева

Институт финансов и бизнеса

Кафедра информации и сертификации

Курсовая работа

по курсу «Концепции Современного Естествознания»

Тема: «Солнечно-Земные Связи и Их Влияние На Человека»

Выполнил:

студент группы У-11

Бурых Д. Г.

Научный руководитель:

Доц., к.х.н.

Жереб В.П.

[pic]

г. Красноярск, 2002 г.

Бурых Д.Г., студент группы У-11.

«Солнечно-Земные Связи и их влияние на человека» - курсовая работа по

дисциплине «Концепции Современного Естествознания». – Красноярск: САА –

ИФБ, 2002г. – 27 листов.

В курсовой работе представлены общие сведения о Солнце, его характеристики,

а так же процессы происходящие на Солнце, а именно, Солнечная активность:

солнечные пятна, солнечные вспышки и солнечные волокна. Их влияние на

Землю, а в частности человека. Курсовая работа составлена на основе обзора

доступной литературы.

В курсовой работе содержится 2 рисунка и список литературы из 6

наименований источников.

Содержание

Введение 4

1. Наша звезда – Солнце 5

1.1. Характеристика Солнца 5

1.2. Строение Солнца 6

2. Солнечно – Земные Связи (Физический аспект) 8

3. Солнечная активность 13

3.1. Важнейшие проявления и индексы солнечной активности 13

3.2. Циклы солнечной активности 16

3.3. Влияние Солнечной активности на человека 18

Заключение 26

Введение

Интерес ученых к проблеме солнечно – земных связей вызван несколькими

причинами. Прежде всего по мере выяснения физических сторон влияния Солнца

на Землю выявилось громадное прикладное значение этой проблемы для

радиосвязи, магнитной навигации, безопасности космических полетов,

прогнозирования погоды и так далее.

Природа Солнца и его значение для нашей жизни – неисчерпаемая тема. О

его воздействии на Землю люди догадывались еще в глубокой древности, в

результате чего рождались легенды и мифы, в которых Солнце играло главную

роль. Оно обожествлялось во многих религиях. Исследование Солнца – особый

раздел астрофизики со своей инструментальной базой, со своими методами.

Роль получаемых результатов исключительна, как для астрофизики (понимание

природы единственной звезды, находящейся так близко), так и для геофизики

(основа огромного числа космических воздействий). Постоянный интерес к

Солнцу проявляют астрономы, врачи, метеорологи, связисты, навигаторы и

другие специалисты, профессиональная деятельность которых сильно зависит от

степени активности нашего дневного светила, на котором "также бывают

пятна".

Первое описание пятен в русских летописях датируется 1371 и 1385

годами, когда наблюдатели заметили их сквозь дым лесных пожаров. История

борьбы взглядов на природу процессов на Солнце связана с кажущимися нам

сейчас почти невероятными драматическими коллизиями. Нас же интересует

вопрос о том, какое влияние оказывает деятельность Солнца на наше здоровье,

каким образом солнечные бури, пятна и вспышки влияют на наше самочувствие.

1. Наша звезда – Солнце

1.1. Характеристика Солнца

Из всего окружающего нас несметного множества звезд несопоставимо

важнейшую роль в нашей жизни играет Солнце. Эта ближайшая к нам звезда

обеспечивает нашу планету подавляющей частью энергии, которой мы

располагаем на Земле. Благодаря солнцу и земной атмосфере на поверхности

земли температура и другие условия такие, какие они есть, а не космический

холод, что делает нашу планету комфортной для обитающих на ней живых

существ. Даже относительно мизерные изменения потока энергии, передаваемой

Солнцем Земле, которые происходят при солнечных вспышках, существенно

сказываются на земных условиях. С другой стороны, Солнце по своим свойствам

является типичной для своего класса звездой, и постигая процессы,

происходящие на Солнце, мы лучше понимаем и то, что творится на очень

далеких от нас звездах.

Астрономическими методами было измерено, что орбита Земли удалена от

Солнца в среднем на r=150 миллионов километров. Эта орбита имеет формулу

эллипса, так что в разные моменты времени расстояние от Земли до Солнца

несколько изменяется; меняется и скорость движения Земли по ее орбите. Как

известно, период обращения Земли вокруг Солнца равно одномуг., точнее,

365,2522 суток. Ближе всего к Солнцу Земля подходит в январе, и в этот же

период скорость движения Земли по ее орбите максимальна, хотя вариации

скорости (в среднем 35 км/с) и расстояния между Землей и Солнцем очень

невелики (1,7%). Угловой размер Солнца, видимый с Земли, составляет в

среднем a=32,05 угловых минут. Радиус Солнца составляет 697 тысяч

километров. Масса Солнца 2*1030 кг. Средняя плотность Солнца составляет

1,41*103 кг/м3, т.е. в 1,41 раза больше плотности воды. Однако

распределение плотности по глубине Солнца неоднородно, и величина средней

плотности не очень показательна. С другой стороны, вспомнив, до каких

чудовищных величин возрастает давление на больших глубинах земных океанов,

мы качественно поймем, что происходит с давлением и плотностью по мере

приближения к центру Солнца (плотность солнечного вещества – газа – прямо

зависит от давления, в то время как вода практически несжимаема).

Казалось бы, странно рассуждать о распределении плотности по глубине

небесного тела, удаленного от нас на полторы сотни миллионов километров. Но

один из парадоксов естественнонаучных исследований состоит в том, что о

внутреннем строении Солнца мы имеем, по-видимому, гораздо лучшее

представление, чем о внутреннем строении Земли. Кстати, химический элемент

гелий был вначале открыт на Солнце, а уже потом обнаружен на Земле. Состоит

солнце примерно на ѕ из водорода, на ј из гелия, с небольшой добавкой

(примерно 2%) более тяжелых элементов.

1.2. Строение Солнца

[pic]

|Рис.1 Строение солнца. |

Яркая светящаяся поверхность Солнца, видимая невооруженным глазом,

имеет температуру порядка 6000о градусов и называется фотосферой. Фотосфера

абсолютно непрозрачна, и лежащее под ней вещество недоступно никаким

наблюдениям. Над фотосферой располагается солнечная атмосфера: на высоте 2-

3 тысяч километров – достаточно плотный и тонкий слой – хромосфера,

получивший свое название за то, что он бывает виден во время затмений как

тонкая розовая окантовка Солнца. С высот порядка 10 тысяч километров

начинается разреженная, но неоднородная и удивительно горячая (1-2 млн.

градусов) корона Солнца. Она простирается до расстояний в несколько

солнечных радиусов.

|Агрегатное состояние вещества на Солнце: при таких температурах (6000о и |

|выше) это может быть только плазма, то есть ионизованный газ. Плазме присущ|

|ряд весьма специфических свойств. Хотя она в целом электрически нейтральна,|

|однако обладает электропроводностью, и при наличии магнитного поля |

|сосуществует вместе с ним: с одной стороны, магнитное поле ограничивает |

|подвижность плазмы – заряженные частицы перемещаются вдоль его силовых |

|линий и труднее – поперек; с другой стороны, если облаку плазмы удалось |

|оторваться от основной области, она увлекает магнитное поле за собой. Это |

|явление образно называют вмороженностью магнитного поля в плазму. Еще одно |

|характерное свойство плазмы: она поглощает электромагнитные колебания, |

|частота которых ниже плазменной частоты. Вследствие этого, если плотность |

|плазмы зависит только от высоты (нет неоднородностей), то более |

|длинноволновые электромагнитные колебания (радиоволны) исходят из более |

|высоких слоев солнечной атмосферы. Аналогичная ситуация существует и в |

|ионосфере Земли, которая так же является плазмой. |

| |

2. Солнечно – Земные Связи (Физический аспект)

Система прямых или опосредованных физических связей между гелио- и

геофизическими процессами. Земля получает от Солнца не только свет и тепло,

обеспечивающие необходимый уровень освещённости и среднюю температуру её

поверхности, но и подвергается комбинированному воздействию

ультрафиолетового и рентгеновского излучения, солнечного ветра, солнечных

космических лучей. Вариации мощности этих факторов при изменении уровня

солнечной активности вызывают цепочку взаимосвязанных явлений в

межпланетном пространстве, в магнитосфере, ионосфере, нейтральной

атмосфере, биосфере, гидросфере и, возможно, литосфере Земли. Изучение этих

явлений и составляет суть проблемы Солнечно-Земных связей. Строго говоря,

Земля оказывает некоторое обратное (по крайней мере, гравитационное)

воздействие на Солнце, однако оно ничтожно мало, так что обычно

рассматривают только воздействие солнечной активности на Землю. Это

воздействие сводится либо к переносу от Солнца к Земле энергии,

выделяющейся в нестационарных процессах на Солнце (энергетический аспект

Солнечно-Земные связи), либо к перераспределению уже накопленной энергии в

магнитосфере, ионосфере и нейтральной атмосфере Земли (информационный

аспект). Перераспределение энергии может происходить либо плавно

(ритмические колебания геофизических параметров), либо скачкообразно

(триггерный механизм).

Представления о Солнечно-Земных связях складывались постепенно, на

основе отдельных догадок и открытий. Так, в конце XIX в. К.О.Биркелан

(Биркеланд; Норвегия) впервые высказал предположение, что Солнце кроме

волнового излучения испускает также и частицы. В 1915 г. А.Л.Чижевский

обратил внимание на циклическую связь между развитием некоторых эпидемий и

пятнообразовательной деятельностью Солнца. Синхронность многих гелио- и

геофизических явлений (а также форма кометных хвостов) наводила на мысль,

что в межпланетном пространстве имеется агент, передающий солнечные

возмущения к Земле. Этим агентом оказался солнечный ветер, существование

которого экспериментально было доказано в начале 1960-х гг. путём прямых

измерений с помощью автоматических межпланетных станций. Открытие

солнечного ветра вместе с накопленными данными о других проявлениях

солнечной активности послужило основой для исследования физики Солнечно-

Земных связей.

Последовательность событий в системе Солнце-Земля можно проследить,

наблюдая цепочку явлений, сопровождающих мощную вспышку на Солнце – высшее

проявление солнечной активности. Последствия вспышки начинают сказываться в

околоземном пространстве почти одновременно с событиями на Солнце (время

распространения электромагнитных волн от Солнца до Земли – чуть больше 8

минут). В частности, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение вызывает

дополнительную ионизацию верхней атмосферы, что приводит к ухудшению или

даже полному прекращению радиосвязи (эффект Деллинджера) на освещённой

стороне Земли.

Обычно мощная вспышка сопровождается испусканием большого количества

ускоренных частиц – солнечных космических лучей (СКЛ). Самые энергичные из

них начинают приходить к Земле спустя чуть более 10 мин после максимума

вспышки. Повышенный поток СКЛ у Земли может наблюдаться несколько десятков

часов. Вторжение СКЛ в ионосферу полярных широт вызывает дополнительную

ионизацию и, соответственно, ухудшение радиосвязи на коротких волнах.

Имеются данные о том, что СКЛ в значительной мере способствуют опустошению

озонного слоя Земли. Усиленные потоки СКЛ представляют собой также один из

главных источников радиационной опасности для экипажей и оборудования

Страницы: 1, 2, 3