Циклы солнечной активности
Солнечная активность происходит с особой периодичностью, которую называют циклом. Во время этого процесса возникают пятна на Солнце, вспышки, протуберанцы и прочие явления.
Наблюдение за солнечной активностью ведется уже очень долгое время. Первые пятна на Солнце были замечены примерно за тысячу лет до нашей эры. А когда появились первые телескопы, ученые смогли изучить нашу звезду более тщательно. Так они пришли к выводу, что пятна появляются на Солнце не случайно, а периодически, и что они как-то могут влиять на погодные и климатические изменения на нашей планете. Вычислить точные цифры и систематизировать их удалось лишь в 19-ом столетии.
Досконально связь между солнечной активностью и земной погодой не изучена до сих пор. Однако сегодня в этом ученым помогают спутники, обсерватории и более мощные телескопы.
.jpg)
Солнечная активность
Известные циклы солнечной активности
Циклы представляют собой отслеживание активности Солнца за определенный период времени. Существует целых четыре более ли менее изученных циклов, самый популярный из которых 11-летний. Давайте рассмотрим их подробнее.
11-летний
Наиболее известный и практически досконально изученный цикл, открытый немецким астрономом Генрихом Швабе и названный в его честь. Как не сложно догадаться, он описывает динамичность явлений на Солнце каждые 11 лет. За четыре года увеличивается количество пятен на поверхности звезды, а следующие семь лет они постепенно убывают.
Цикл Швабе хоть и называется 11-летний, но это лишь примерное число, и в среднем он всегда длился десять с половиной лет. Первый настоящий 11-летний период начался лишь в 2009 году. А бывали и такие случаи, когда цикл длился от 7 до 18 лет.
Чтобы вычислить период Швабе, необходимо узнать число Вольфа – количество тех самых пятен на Солнце. Благодаря ему уже более двухсот лет определяется наибольшее и наименьшее значение активности.
Уровень солнечной активности (ежемесячные числа Вольфа) в 1750—2006 годах.
22-летний
Данный цикл определяет изменение магнитных полюсов звезды. Учеными было установлено, что они меняются раз в два периода Швабе, поэтому данный цикл и получил такое название.
Вековой
Несмотря на свое название, средняя продолжительность векового периода составляет около 85 лет. По сути это просто отражение максимального значения активности 11-летнего цикла. В прошлый раз наибольшее количество пятен и протуберанцев наблюдалось в шестидесятых годах прошлого века, а в следующий будет примерно в середине этого.
Вековые циклы активности Солнца
Тысячелетний
Как это обычно бывает, продолжительность данного периода совсем не тысяча лет, а около 2300. Он показывает самые крупные изменения солнечной активности. Хоть лично их никто и не наблюдал, но измерение радиоактивного изотопа углерода на нашей планете позволили подтвердить наличие этого периода.
Солнечный цикл Холлстатта с периодом 2 300 лет по данным радиоуглеродного анализа.
Сбои цикличности
Как вы уже, наверное, поняли, нельзя однозначно сказать, когда начнется и закончится тот или иной цикл активности нашей звезды. Также нельзя предугадать ее поведение в это время. Прогнозы, конечно, существуют, но они не всегда точны. Даже прогнозирование самого короткого, 11-летнего периода ошибаются как минимум на год. Невозможно точно сказать, от чего это зависит, но исследования в этой области ведутся до сих пор.
Источник
Солнечные циклы
Активность нашей звезды временами меняется, и происходит это с определённой периодичностью. Эти периоды и называют солнечными циклами. За солнечные циклы отвечает магнитное поле звезды. Вращение Солнца отличается от вращения твёрдых тел. Разные области звезды обладают различными скоростями, что и определяет величину поля. И оно проявляется в фотосфере солнечными пятнами. Каждый цикл характеризуется сменой полярности магнитного поля.
Известные циклы активности
Одиннадцатилетний
Этот период активности Солнца самый известный и более изученный. Также его называют законом Швабе-Вольфа, отдавая дань первооткрывателю этой периодичности светила. Название «одиннадцатилетний» несколько условно для данного цикла. Продолжительность его, например, в XVIII – XX веках колебалась от 7 до 17 лет, а в веке ХХ среднее значение составило 10,5 лет. В первые четыре года цикла происходит активное увеличение количества солнечных пятен. Также учащаются вспышки, число волокон и протуберанцев. В следующий период (около семи лет) количество пятен и активность уменьшаются. 11-летние циклы имеют различные высоты в максимумах. Их принято измерять в относительных числах Вольфа. Самым высоким индексом за всё время наблюдений отметился 19-й цикл. Его значение составило 201 единица, при минимуме около 40.
Двадцатидвухлетний
По сути, это двойной цикл Швабе. Он связывает пятна и магнитные поля звезды. Каждые 11 лет изменяется знак магнитного поля и положение магнитных полярностей групп пятен. Для возврата общего магнитного поля в начальное положение требуется два цикла Швабе, или 22 года.
Вековой
Этот цикл продолжается от 70 до 100 лет. Это модуляция одиннадцатилетних циклов. В середине прошлого века был максимум такого цикла, и следующий придётся на середину века нынешнего. Отмечена и двухвековая цикличность. В её минимумы (периоды около 200 лет) наблюдаются устойчивые ослабления солнечной активности. Они длятся десятки лет и носят название глобальных минимумов.
Влияние на нашу жизнь
Как считает М. Гухатхакурта, астрофизик НАСА, не только солнечные максимумы воздействуют на нашу жизнь, но и минимумы тоже. Чередование фаз изменения солнечной активности имеет свою специфику и вредные последствия. В солнечные циклы, на максимумах, обостряются риски сбоя в работе различного оборудования. Более интенсивное ультрафиолетовое облучение нагревает атмосферу, увеличивая её объём. Усиливается лобовое сопротивление, воздействующее на спутники и на МКС. Они мощнее притягиваются к Земле, и приходится корректировать их орбиты. Но от этого есть и некоторая польза: Из-за усиления притяжения космический мусор также устремляется к планете, сгорая в плотных атмосферных слоях.
В минимумы циклов интенсивность ультрафиолетового излучения падает, и от этого атмосфера Земли охлаждается и уменьшается в объёме. Солнечный ветер ослабевает, но усиливается поток космических лучей.
Опубликованы данные норвежских учёных, из которых вытекает, что люди, рождённые в год спокойного Солнца, живут дольше примерно на 5 лет. Были отслежены время рождения и смерти 8600 человек в двух населённых пунктах за период от 1676 до 1878 годов. Этот период выбрали потому, что на него существуют данные за 11-летний цикл активности Солнца. Но механизм влияния активности Солнца на продолжительность жизни пока не ясен.
С цикличностью солнечной активности тесно связаны глобальные события, происходящие на нашей планете. Самые известные эпидемии чумы, холеры, а также учащение наводнений и засух приходятся именно на максимумы активности Солнца. С этим явлением связываются и социальные потрясения. Революции и большие войны тоже укладываются в систему цикличности.
Сбои циклов
Но не всё вписывается в рамки цикличности. Солнце имеет свой характер, и иногда проявляется его своеобразие. Например, 23-й солнечный цикл должен был завершиться в 2007 – 2008 годах. Но не завершился, и чем вызван такой феномен, пока не понятно. Получается, что солнечные циклы – незакономерная закономерность нашего светила.
С середины 2006 до середины 2009 годов Солнце было в глубоком минимуме. Этот период характерен несколькими рекордами спада активности. Отмечались наименьшие показатели скорости солнечного ветра. Наблюдалось максимальное число дней без пятен. Активность вспышек упала к нулю. Из этого вытекают возможные варианты дальнейшего поведения Солнца. Если считать, что в каждом цикле звезда высвобождает определенное количество энергии, то после нескольких лет пассивности, она должна эту энергию выбросить. То есть, новый цикл должен быть очень быстрым и достичь высочайших значений.
Предельно высокие максимумы за все годы наблюдений не фиксировались. А вот исключительные минимумы отмечались. Из этого следует, что провал активности – намёк на сбой солнечных циклов.
Источник
Солнечная активность
Солнце – не самая стабильная звезда. Внутри него постоянно протекают различные процессы, влияющие на силу солнечного излучения, отчего она регулярно меняется. Это и есть солнечная активность, и выражаться она может в разных формах. В каких именно, вы сегодня и узнаете.
Солнечные пятна
Солнечные пятна – это области фотосферы звезды, из которых выходят чрезвычайно мощные магнитные поля. В результате таких выбросов эти зоны начинают темнеть. Происходит это потому, что в это время значительно уменьшается перенос тепловой энергии через эти конкретные области. Пятна на Солнце – обычное явление, происходящее там постоянно. Истории известны лишь два временных периода, когда их не было совсем. Они названы минимумами Шперера и Маундера, и протекали несколько десятков лет в 13-14 и 17-18 веках. Самое большое количество пятен на Солнце было обнаружено в 1947 году. Их общая площадь составляла 18 миллиардов квадратных километров, что в сотню раз больше Земли.
Солнечные вспышки
В отличие от пятен, где потоки энергии замедляются, в этом случае они, наоборот, увеличиваются до таких масштабов, что происходит мощный взрыв. Вспышка прорывается через всю атмосферу с большой скоростью. За пару минут происходит высвобождение энергии объемом в несколько миллиардов мегатонн. После этого вырвавшееся излучение превращается в поток и несется по космосу на огромных скоростях. Это явление называется солнечным ветром, и после высвобождения оно достигает Земли примерно за 2-3 дня.
Солнечные вспышки
Корональные выбросы
Так называют выбросы вещества из солнечной короны. Энергия долго копится в зонах солнечной активности, а затем выбрасывается наружу, образуя эдакую огромную петлю. По большей части она состоит из плазмы.
Протуберанцы
Над самой поверхностью Солнца имеются «залежи» более холодного вещества. Их нельзя назвать залежами в привычном нам понимании, потому что они даже не лежат, а постоянно двигаются. Это огромные сгустки плазмы, удерживаемые магнитным полем. Они и называются протуберанцы.
Протуберанцы
Влияние на Землю
Солнечная активность оказывает непосредственное влияние как на Землю, так и на людей. Без всех этих процессов жизнь на нашей планете не существовала бы, но они же являются и одной из главных угроз для нас.
Магнитное поле Земли надежно защищает ее от облучения солнечным ветром, который происходит в результате вспышек. В полярных широтах это особенно наглядно показано. Там ветер все-таки проскальзывает сквозь магнитное поле, вызывая северное сияние.
Влияние на человека
Северное сияние – безусловно очень красивое явление, однако это не единственный побочный эффект солнечной активности. Нас также преследуют магнитные бури, которые негативно влияют не только на технику, но и на людей.
Активность на Солнце может стать причиной возникновения болезней сердечно-сосудистой системы и даже целой чумы. Ученый Чижевский еще в прошлом веке сопоставил периоды эпидемий и солнечной активности. Исследования показали, что все эти болезни пришлись на самый ее пик.
Японские ученые также рапортуют о том, что солнечные вспышки снижают количество лейкоцитов в крови человека. Именно магнитные бури влияют на плохую свертываемость крови, учащение заболеваний нервной системы, приводят к утомлению и сонливости.
Северное сияние
Влияние на природу
Флора и фауна тоже подвержена воздействию активности нашей звезды. На самом ее пике начинается нашествие саранчи, быстрее плодится рыба и даже увеличивается количество соболей.
Температура вод мирового океана постоянно изменяется в зависимости от уровня активности Солнца. А это влияет на многих морских животных и растений.
Источник
Солнце — центр Солнечной системы
Солнце — единственная звезда Солнечной системы. Вокруг него вращаются планеты и их спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеороиды, кометы и космическая пыль. Солнечное излучение поддерживает жизнь на Земле, потому что без света невозможен фотосинтез, а также определяет климат.
Излучение Солнца — основной источник энергии на Земле. Его мощность характеризуется солнечной постоянной. Она равна приблизительно 1,37 кВт/м 2 .
Само Солнце — сравнительно молодая звезда. Его возраст — около 4,5 млрд лет. Сейчас Солнце находится в середине жизненного цикла. Со временем, расходуя запасы водорода, оно становится горячее, а его светимость возрастает. Примерно через 1,1 млрд лет она возрастет на 11%, и жизнь на поверхности Земли станет невозможной. В дальнейшем Солнце сначала станет красным гигантом, а потом — белым карликом.
Структура у Солнца следующая:
- Ядро — центральная часть, где происходит термоядерная реакция превращения водорода в гелий. Энергия из ядра передается от одного слоя к другому, а с поверхности Солнца излучается в космос.
- В зоне лучистого переноса энергия переносится в основном посредством излучения и поглощения фотонов.
- В конвективной зоне энергия переносится движением самого вещества. Именно в этой зоне зарождаются разнообразные движения солнечного вещества и магнитное поле.
- Фотосфера — это слой, излучающий свет. Газ в фотосфере разрежен и вращается неравномерно. На экваторе он делает оборот за 24 дня, на полюсах — за 30 дней.
- Фотосферу окружает хромосфера. Обычно она не видна, но во время затмений, когда Луна закрывает яркую фотосферу, хромосфера над ней светится красным светом.
- Внешняя оболочка — корона. Ее составляют в основном протуберанцы и энергетические извержения, которые образуют солнечный ветер. Средняя температура короны — 1—2 млн К, но на некоторых участках она достигает 8—20 млн К. Тем не менее вещество короны разрежено, и ее тоже можно увидеть во время затмений.
Если взять солнечного вещества размером с булавочную головку и поместить в атмосферу нашей планеты, то оно с невероятной скоростью поглотило бы кислород и за доли секунды уничтожило бы все живое в радиусе 160 км.
Солнечная активность
Солнце обладает сильным магнитным полем, которое со временем изменяет свою напряженность и направление. Изменения магнитного поля порождают явления, которые называются солнечной активностью: солнечные пятна, солнечные вспышки, солнечный ветер.
Солнечный ветер — поток ионизированных частиц, который распространяется на миллионы километров. За год Солнце теряет с солнечным ветром от 2 • 10 -14 до 3 • 10 -14 солнечных масс. За 150 млн лет оно теряет массу, равную массе Земли.
Солнечная активность воздействует на магнитное поле нашей планеты и структуру земной атмосферы, вызывая геомагнитные бури в высоких широтах. Эти бури вредят средствам связи и пагубно сказываются на самочувствии подверженных таким явлениям людей. Считается, что солнечная активность повлияла на формирование и развитие Солнечной системы.
Солнечная активность меняется периодически. Максимумы, когда на поверхности Солнца больше всего солнечных пятен, происходят примерно раз в 11 лет. Правда, за последние 300 лет этот период варьировался от 7 до 17 лет.
Самая большая группа солнечных пятен за историю наблюдений появилась в апреле 1947 г. Ее максимальная длина составляла 300 000 км, максимальная ширина — 145 000 км, а максимальная площадь была примерно в 36 раз больше площади поверхности Земли. Всего в этой группе было 172 пятна.
После появления пятна могут просуществовать от нескольких часов до нескольких месяцев. Их форма и размеры бывают различными, а температура на 1000—1500°С ниже температуры остальной поверхности нашего светила, и лишь поэтому они кажутся темными. Холодными пятна можно считать только относительно прочих участков поверхности Солнца.
Связана ли низкая солнечная активность с похолоданием
Во второй половине XVII в. солнечная активность была значительно ослаблена. Этот период называют Маундеровским минимумом. Тогда же в Европе наблюдалось заметное похолодание. Например, замерзали река Темза и каналы Голландии. Вполне вероятно, что это похолодание было вызвано снижением солнечной активности, хотя это и не доказано.
Источник