Излучение Солнца и его взаимодействие с атмосферой Земли.

Солнечная энергия – основной вид энергии, потребляемой биосферой Земли. Ее потребление просходит как непосредственно – при фотосинтезе , так и косвенно – благодаря тому, что ее поступление обеспечивает на планете нынешние климатические условия. Для всех обитателей нашей планеты поступление солнечной энергии- необходимое условие их существования. Этот тезис справедлив также для тех наземных и морских организмов которые не нуждаются в свете (ночные животные, жители пещер и глубин океана). Все эти организмы потребляют солнечную энергию в виде тепла окружающей их среды, а также пищи.

Каждую секунду Солнце излучает в окружающее пространство поток солнечного ветра, а также солнечной радиации.

Солнечный ветер – поток заряженных частиц (в основном электронов, протонов и ядер гелия), непрерывно извергаемый Солнцем в космическое пространство. Он движется со скоростью до 400 км в секунду и неппрерывно пересекае орбиту Земли. Концентрация в нем заряженных частиц зависит от активности Солнца и может изменяться в тысячи раз.

В среднем ежесекундно солнечный ветер уносит с поверхности Солнца массу равную массе 70 пирамид Хеопса.

Солнечный ветер непрерывно взаимодействует с магнитосферой Земли и деформирует ее. За счет этого в периоды своей максимальной плотности солнечный ветер вызывает магнитные бури, воздействующие на здоровье людей и других живых существ, нарушает работу приборов и радиоаппаратуры.

Если магнитосфера ослабнет заряженные частицы солнечного ветра смогут вторгаться в атмосферу и достигать земной поверхности. Первое вызовет резкое увеличение в верхних слоях тропосферы атмосферных ядер конденсации и усиление здесь облачности перистых и высоко-слоистых форм, что уменьшит приток солнечной радиации к земной поверхности и вызовет понижение здесь температуры. Второе вызовет рост радиационного фона на планете и может вызвать рост интенсивности мутаций.

Солнечная радиация - электромагнитные волны различной частоты. Ежесекундно Солнцем излучается приблизительно 380 млрд.млрд. МВт энергии, источник которой до сих пор не выяснен.

Радиоизлучение- самая длинноволновая чсть изученного спектра излучения Солнца, включает электромагнитные колебания с длинами волн микроны- сотни тысяч тысяч километров.

Доля энергии солнечной радиации, приходящейся на радиоизлучение, относительно не велика. Установлено, однако, что среди волн входящих в его состав встречаются и совпадающие по частоте с резонансной частотой колебаний магнитосферы Земли. Увеличение амплитуды резонансной электромагнитной «подчачки» магнитосферы нашей планеты может приводить к увеличению амплитуды ее собственных осцилляций в сотни раз. В свою очередь осцилляции в магнитосфере способны влиять на динамику процессов в недрах Земли, ускоряя или тормозя их. 

Последнее позволяет предполагать, что низкочастотное электромагнитное излучение Солнца управляет спусковым механизмом, запускающим извержения вулканов и землетрясения.

Несмотря на это, низкочастотное электромагнитное излучение Солнца ныне изучено весьма мало.

Установлено, что источником упомянутых резонансных радиоволн являются колебания солнечных портуберанцев- гигантских струй раскаленной плазмы, выбрасываемых при вспышках на миллионы километров с поверхности Солнца . Радиоволны метрового и дециметрового диапазона излучаются при колебаниях высокотемпературной плазмы в солнечной короне.

Излучение Солнцем радиоволн в значительной мере с солнечным ветром. Усиление последнего приводит к усилению их интенсивности.

26% солнечной радиации, падающей на внешнюю границу атмосферы Земли отражается в космос, остальное проникает в нее.

22% солнечной радиации проникшей в земную атмосферу поглощается ею.

ИК практически полностью поглощается содержащимися в атмосфере озоном, водяным паром, углекислотой, метаном, фреонами и другими т.н. «парниковыми» веществами, сосредоточенными преимущественно в тропосфере.

УФ в значительной мере поглощается кислородом при образовании озона. Наибольшая плотность кислорода приходится на нижние слои атмосферы, однако эффективное поглощение ультрафиолета начинается уже в стратосфере- с высот 50-55 км (чем и вызван максимум температуры воздухпа, приходящийся на стратопаузу).

Наименьшее поглощение приходится именно на видимую часть солнечной радиации.

47% проникшей в атмосферу солнечной радиации рассеивается ею. Рассеивателями солнечной радиации в атмосфере являются:

молекулы азота (совпадающие по размерам с длиной волны синего света, что определяет цвет неба- голубой );

облака и капли аэрозолей (имеющие размеры гораздо больше длин волн света видимого диапазона и потому выглядящие белыми);

пыль.

Все виды солнечной радиации количественно оцениваются в единицах мощности, приходящейся на 1 кв. м горизонтальной земной поверхности.  

Наибольшие величины суммарной солнечной радиации на нашей планете наблюдаются в Антарктиде в период полярного лета. Здесь она более чем в полтора раза превышает суммарную солнечную радиацию на экваторе.

Наимненьшие ночью везде.

При солнечных затменияхдиск Луны закрывает видимый диск Солнца,оставляя незатененной верхнюю часть солнечной атмосферы, формирующую УФ (т.н. «солнечную корону»). Поэтому при затмениях суммарная солнечная радиация (за счет уменьшения потока видимого и инфракрасного солнечного излучения) многократно снижается (становится темно как ночью), а поток УФ остается не изменным (как днем).

Реакции всех живых существ на нашей планете адаптируются к суммарной солнечной радиации. В результате в период затмений УФ травмирует все живое. Человек может как в тумане ожечь глаза разгядывая Солнце. После затмений возникают эпидемии. 

Список рекомендованной литературы:

1. Вайсберг .Погода на Земле: Популярная метеорлогия.- М.: “Гидрометеоиздат”,1980.

2. Адамов П.Н. Местные признаки погоды. Л. “Гидрометеоиздат”,1961.

3. Алисов Б.П. Климат СССР - М. “Высшая школа”.

4. Вернадский В.И. Биосфера- М. “Мысль”.1967.

5.Гирс А.А., Кондратович К.В. Методы долгосрочных прогнозов погоды. Л.: «Гидрометеоиздат» 1978. 343.

6.Зверев А.А. Синопатическая метеорология. Л.: «Гидрометеоиздат», 1968.774с.

7.Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. Л.: «Гидрометеоиздат» 1979. 376с.

8. Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Л.: «Гидрометеоиздат», 1976. 639с.

9. Оптика океана и атмосферы . /Под ред. Шифрина К.С. Л.: «Наука» .1972. 232с.

10.Решетов В.Д. Изменчивость метеорологических элементов в атмосфере. Л.: «Гидрометеоиздат» . 1973. 216с.

11. Хргиан А.Х. Физика атмосферы. Л.: «Гидрометеоиздат», 1978. Т.1. 246с.

12.Хромов С.П., Мамонтова Л.И. Метеорологический словарь. Л.: «Гидрометеоиздат»,1971. 568с.

Кондратьев К. Я., Актинометрия, Л., 1965;

Хргиан А. Х., Очерки развития метеорологии, т. 1, 2 изд., Л., 1959; Янишевский Ю. Д., Актинометрические приборы и методы наблюдений, Л., 1957;

Кондратьев К. Я., Борисенко Е. П., Морозкин А. А.. Практическое использование данных метеорологических спутников, Л., 1966.