Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://astroschool.chat.ru/br_sunactive.doc Дата изменения: Sat Jan 28 18:43:45 2012 Дата индексирования: Mon Oct 1 19:56:08 2012 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: запрещенные спектральные линии

Виталий Бреус
«Характеристики солнечной активности в течение 2001-2002 гг.»
Научный руководитель: Марсакова В. И.,
канд. физ.- мат. наук
(2002-2003)

Перед вами схема строения Солнца.
В самом центре расположено гелиевое ядро, вокруг которого находится
водородный слой. В результате реакций превращения водорода в гелий из ядра
выделяется тепловая энергия, которая передаётся через водородный слой к его
наружной части, затем к фотосфере. Видимая поверхность Солнца - Фотосфера -
не однородна. На ней видны тёмные образования, называемые пятнами.
Солнечное пятно - это область поверхности, имеющая более низкую
температуру. Оно кажется почти черным, но это лишь эффект контраста. Если
поместить крупное пятно на ночное небо, то было бы светлее, чем в
полнолуние. Причиной возникновения пятен являются мощные локальные
магнитные поля, препятствующие вертикальной конвекции вещества из
внутренних слоёв Солнца.
Еще до нашей эры солнечные пятна впервые были обнаружены китайскими
астрономами. А в Европе пятна стали известны при Галилео Галилее, который
первым из европейцев увидел их в свой телескоп в 1610 году. Он доказал, что
пятна расположены на поверхности Солнца, а не в космосе.
Следует уточнить, что распространенной характеристикой
пятнообразовательной деятельности Солнца служит относительное число Вольфа,
пропорциональное удесятеренному числу групп g плюс общее число пятен f:
W = k.(10.g + f)
Следует отметить, что самым известным циклом солнечной активности
считается 11-летний. Его установили ещё в середине 19 столетия астрономы Г.
Швабе и Р. Вольф. Цикл связан не только с изменениями числа пятен на диске
Солнца, но и с изменениями широты пятен. Так, в начале 11-летнего цикла
пятна обычно появляются в высоких широтах (±25њ-30њ от экватора), а в конце
- в низких (±5њ-10њ).
Помимо этого обнаружены и другие циклы. Полярность ведущих и
хвостовых пятен каждые 22 года меняется на противоположную. В нечетных 11-
летних циклах полярность магнитного поля ведущих пятен в группах северного
полушария положительная, а в четных - отрицательная. В южном полушарии
наблюдается противоположная ситуация. На основании этого открытия и был
введён 22-летний цикл. Предполагается существование и более длительных
циклов, таких, как «вековой» (продолжительностью 80-90 лет), и еще больший
равный приблизительно 1800 лет.
На самом деле, длительность любого цикла условна. Например,
одиннадцатилетний - варьируется в пределах от 9 до 14 лет, что отражено на
графике. Самым коротким циклом (за период с 1755 по 1996г.г.) был 2-й (9
лет), а самым продолжительным - 4-й, который начался в 1784г. и длился
13.67 года.
Максимальное число Вольфа не повторяется от цикла к циклу.
Минимальным оно было в шестом цикле (48.7), а максимальным - в
девятнадцатом (201.3).
Последний 23-й цикл Солнечной активности начался в мае 1996 года. В
апреле 2000г наблюдался его максимум. Фраза "23-й цикл Солнечной
активности" не означает, что прошло всего 23 цикла от момента образования
Солнца. Просто ученые смогли восстановить сведения, начиная с 1755 года.
Этот цикл считается "первым". В настоящее время активность Солнца
снижается.
Одной из самых примечательных областей на Солнце за период наших
наблюдений была группа пятен, наблюдавшаяся с 10 по 21 июля 2002 года. Она
была видна даже невооруженным глазом.
Цепочка больших и малых солнечных пятен простиралась приблизительно
на 17 диаметров Земли.
Одним из космических аппаратов, которые исследуют солнечную
активность, является космическая обсерватория SOHO. Она была запущена 2
декабря 1995. Это совместный проект Европейского космического агентства и
NASA.Орбита обсерватории находится в 100 раз ближе к Земле, чем к Солнцу,
тем не менее, отсутствие атмосферы позволяет детально исследовать процессы,
происходящие на Солнце.
Обсерватория SOHO получает изображения Солнца в различных диапазонах
спектра, что позволяет увидеть различные по глубине и температуре слои
Солнца.
Перейдем вкратце к практической части моей работы.
Я зарисовывал диск Солнца с помощью самодельной проекционной камеры в
течение 2001-2002 годов.
Проекционная камера сделана из картонной коробки с двумя отверстиями:
[pic]
Входное - для крепления окуляра подзорной трубы, и боковое - для руки.
Напротив входного отверстия крепится листок белой бумаги для зарисовки
пятен на диске.
Вы видите график изменения чисел Вольфа по данным моих наблюдений
(розовым цветом) за 2001 год. На нем отображены наблюдения за период с 6
июня по 23 окт. 2001 г.
Для сравнения привожу график солнечной активности (черный и красный
цвет) Copyright 2001 Jan Alvestad (www.dxlc.com), содержащий данные за
период с июля по сентябрь 2001 года.
[pic]
Перейдем к следующему графику изменения чисел Вольфа за 2002 год по
данным моих наблюдений (розовым цветом). На нём наблюдения за период с 09
июля по 06 октября 2002, на основании чего видно, что средний уровень
чисел Вольфа в 2002 году заметно снизился.
Для сравнения также привожу график Солнечной активности того же
автора (черный и красный цвет), содержащий данные за период с июля по
октябрь 2002 года.
[pic]
На следующем этапе с помощью программы Helio (Heliographic Latitude &
Longitude) Copyright ї Peter Meadows (http://www.meadows3.demon.co.uk)
определил гелиографические координаты пятен.
По значениям широты и долготы с помощью выведенных формул я определял
декартовы координаты пятен относительно центра Солнца. Затем по ним были
вычислены расстояния между пятнами в радиусах Солнца.
Пятна каждой группы постепенно приближаются к экватору, пересекают его,
а затем - удаляются от него (их широта постепенно уменьшается). Все 5 групп
пятен, которые я исследовал подробно, скрывались за краем диска, хотя
многие другие «не доживали» до края диска. У двух групп пятен (?3, 4)
обнаружено увеличение или уменьшение расстояний между пятнами, которое
сопровождается противоположным по знаку изменением площади пятен. Группа ?
2 была описана ранее (см. стр. 2).
Итак, зачем мы наблюдаям за Солнцем?
Есть такая наука - гелиобиология - это наука о влиянии солнечной
деятельности на биосферу Земли, своей целью ставит использование
прогнозов солнечной активности на практике, т.е. в биологии, медицине и
сельском хозяйстве.
Всё, что происходит на Солнце, непосредственно связано с изменением
магнитного поля Земли, явлениями, происходящими в Земной атмосфере. После
вспышки на Солнце идут 2 волны: первая - это потоки рентгеновских квантов,
достигающие Земли через 8.5 минут; вторая - потоки корпускулярного
излучения, достигающие Земли через 2 дня.
После мощных вспышек на Солнце ухудшается радиосвязь и телевещание,
наблюдаются помехи в телефонных линиях;
из-за неодинакового разогрева отдельных участков атмосферы возникают
смерчи, ураганы;
усиливаются грозы, более интенсивны полярные сияния;
в годы максимумов солнечной активности отмечается увеличение урожая
зерновых (в 4 -5 раз), прирост древесных пород, увеличивается поголовье
крупного рогатого скота, что является положительным фактором в нашей
жизни, но снижается количество зайцев в дикой природе;
с другой стороны, усиление магнитного поля Земли способствует
массовому размножению такого вредителя, как саранча, а на спадах чисел
Вольфа - грызунов (крыс, мышей);
ещё Александр Леонидович Чижевский в своей книге «Земное эхо солнечных
бурь» писал, что деятельность Солнца способствует эпидемиям, содействует
более быстрому их назреванию и интенсивности;
вспышки на Солнце провоцируют усиление агрессивности бактерий и
микроорганизмов, что в свою очередь приводит к эпидемиям холеры, дифтерии,
чумы, малярии, тифа, дизентерии, гриппа (7 из 8 предсказанных Чижевским
эпидемий гриппа действительно произошли).
Нельзя упрощать проблему солнечно - земных связей, принимая солнечную
активность за причину эпидемического распространения заразных болезней,
деятельность Солнца лишь способствует назреванию эпидемий, основной
предпосылкой которых являются социальные факторы.
История показала, что революционные движения, охватывавшие сразу
несколько стран, тоже попадали на годы максимумов солнечной активности
(1830, 1848, 1870, 1905, 1917, 1947гг).
И в настоящее время отмечается, что количество обострений сердечно-
сосудистых заболеваний, случаев травматизма на производстве, дорожно-
транспортных происшествий значительно увеличивается в годы максимумов
солнечной активности и дни вспышек на Солнце.
Поэтому проблема «Солнце - биосфера» имеет не только научное, но и
практическое значение, непосредственное отношение к интересам человечества
(составляя долгосрочные прогнозы по изменению активности Солнца, учёные
могут предотвратить отрицательные последствия и спланировать деятельность,
для того, чтобы избежать пагубного влияния на организм человека,
возникновение эпидемий, засух и прочее).
В данном случае представлен краткий вариант работы без технических
расчетов и графиков.