Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Космічна погода



План:


Введення

Полярне сяйво спостережуване з борту шаттла " Діскавері ". Травень 1991.

Космічна погода ( англ. Space weather ) - В широкому вжитку термін з'явився в 90-х роках XX століття, як охоплює найбільш практично важливі аспекти науки про сонячно-земних зв'язках. Розділ наукових знань, званий "Сонячно-земні зв'язки", присвячений вивченню сукупності всіх можливих взаємодій геліо-і геофізичних явищ. Ця наука лежить на стику фізики Сонця, сонячної системи і геофізики і займається дослідженням впливу сонячної змінності і сонячної активності через міжпланетну середу на Землю, зокрема на магнітосферу, іоносферу, атмосферу Землі. У строго науковому сенсі до космічної погоди відноситься динамічна (з характерними часами - добу і менше) частину сонячно-земних зв'язків, а за аналогією з земними процесами більш стаціонарна частина часто називається "Космічним кліматом". У практичному сенсі до тематики космічної погоди відносяться, наприклад, питання прогнозу сонячної і геомагнітної активності, дослідження впливу сонячних факторів на технічні системи (радіоперешкоди, радіаційна обстановка тощо), впливу на біологічні системи і людей. Одним з перших вжив поняття і словосполучення "космічна погода" А. Л. Чижевський в одній зі своїх публікацій початку XX століття. Його доповідь на біофізичної конгресі був офіційним визнанням нового наукового напрямку. Успіхи в розробці основ геліобіології послужив обранням його у 1927 році почесним членом Академії наук США, як засновника вивчення впливу космічної погоди на біосферу і ноосферу (психофізіологію і соціальні процеси).


1. Геомагнітна активність

До геомагнітним ефектів космічної погоди в основному відносяться магнітні суббурі і магнітні бурі.

2. Космічна радіація

Радіація (часто також використовується термін "іонізуюче випромінювання") - потоки елементарних частинок, ядер і електромагнітних квантів в широкому діапазоні енергій, взаємодія яких з речовиною викликає іонізацію його атомів і молекул, руйнування атомної та молекулярної структури речовини. Радіація призводить до негативних наслідків як в різних технічних пристроях, так і в біологічних об'єктах. Основні практично важливі джерела космічної радіації це галактичні космічні промені (енергетичний спектр до 10 19 еВ / нуклон), сонячні космічні промені (в діапазоні енергій до 1000 МеВ), електрони (до 10 МеВ) та іони (до 400 МеВ) радіаційних поясів Землі, а також сонячні кванти рентгенівського і гамма випромінювань. Найбільш радіаційно-небезпечними є частинки з енергіями більше 30-50 МеВ. Для більшості типів космічної радіації основним механізмом передачі енергії речовини є іонізаційні втрати, тобто виривання електрона з зовнішньої оболонки атома за рахунок передачі йому частини енергії налітаючої частинки або генерація електронно-діркових пар в речовині. Крім цього для часток з енергією, що перевищує кілька 100 Мев / нуклон, можливі ядерні реакції, які породжують значну вторинне випромінювання (нейтрони, мезони, гамма-кванти і фрагменти ядер), яке також слід враховувати при аналізі радіаційної обстановки.


3. Вплив на поширення радіохвиль

Існування багатьох видів радіохвиль та їх застосування для радіозв'язку стають можливими тільки завдяки наявності іоносфери. Різні обурення іоносфери істотно впливають на поширення радіохвиль аж до їх повного поглинання або відбиття, в результаті чого радіозв'язок між окремими регіонами на Землі може мати помітні перешкоди або зовсім відсутніми в деяких частотних діапазонах тривалий час. Зміна стану іоносфери при активних процесах на Сонце відбувається за рахунок зростання потоку іонізуючого випромінювання від Сонця, як електромагнітного - в основному рентгенівського, гамма і ультрафіолетового випромінювання (досягає Землі за 8 хвилин), так і корпускулярного - сонячні космічні промені (досягають Землі за час від декількох десятків хвилин до діб), а також за рахунок зростання геомагнітної активності.


4. Зміна орбіт супутників

Зміни орбіт супутників відбувається в результаті нагрівання верхньої атмосфери, збільшення її розмірів, зростання концентрації і сили тертя на окремих ділянках траєкторії супутника. Це призводить до гальмування супутника, зміни його орбіти і навіть можливого падіння. З цим ефектом зв'язується падіння американського космічного апарату Скайлеб (Skylab) в 1979 р.

5. Геоіндуцірованние струми

Магнітосферні і іоносферні електричні струми створюють на поверхні Землі варіації геомагнітного і геоелектріческого поля, викликають так звані геоіндуцірованние (паразитні) струми (ГІТ) в довгих (багатокілометрових) проводять системах. Якщо в магнітоспокойное час ці варіації незначні, то в магнітоактивних періоди ГІТ можуть досягати десятки і навіть сотні ампер, впливаючи на роботу систем енергопостачання, а також цілого ряду інших наземних технічних систем, в яких довгі провідні лінії є необхідним компонентом (трубопроводи, лінії зв'язку, залізні дороги). Найбільш відомою в цьому сенсі стала аварія, викликана магнітною бурею 13 березня 1989, в ході якої 6000000 чоловік і велика частина промисловості канадської провінції Квебек на 9:00 залишилися без електрики.


6. Вплив на біологічні об'єкти

Погодні умови, пов'язані як з космічної, так і з земної погодою, є багатофакторне вплив на біологічні об'єкти і організм людини, при цьому реакція організму залежить від його магніто-і метеочутливості, які мають різні індивідуальні пороги протягом життя. При вкрай низької енергії впливу факторів космічної погоди в порівнянні з факторами земної погоди (температура, тиск і т. д.) гелиогеофизические фактори впливають на організми опосередковано: геліогеомагнітние ритми завели "біологічний годинник", так само як освітленість і температура сформували ціркадіанний (добовий) ендогенний ритм, а геліогеомагнітние обурення вносять "збої" геліогеомагнітних ритмів і повинні викликати реакцію адаптивного стресу у біологічних об'єктів, особливо, в змозі їх нестійкості або хвороби. Характерними мішенями геомагнітних і метеовоздействій є кровоносна система, серцево-судинна система, вегетативна нервова система, легені, а основні групи ризику: I - хворі з патологією серцево-судинної системи, особливо, перенесли інфаркт міокарда; II - здорові люди з функціональним перенапруженням адаптаційної системи (космонавти, льотчики трансконтинентальних перельотів, оператори і диспетчери енергетичних станцій, аеропортів і т. д.); III - діти в період бурхливого розвитку з сформованій адаптаційної системою.

Слід зазначити, що прогноз і профілактика ефектів космічної та земної погоди повинні бути адресними, і адресуватися, в основному, фахівцям, що працюють з групами ризику, для того щоб не викликати зайвого ажіотажу і помилкових стресів у недовірливих, але не метео-або магніточутливих людей, та застосування профілактичних і лікувальних засобів тими, хто в них не потребує.


7. Передбачення ефектів космічної погоди

В даний час точні математичні моделі, що описують процеси сонячно-земної фізики, відсутні. Тому в основу прогнозів покладені феноменологічні, імовірнісні моделі, тобто моделі, що описують послідовність фізичних явищ, кожен крок якої може виконуватися з деякою вірогідністю менше 100% і ймовірність реалізації повного ланцюжка може бути нижче порога, коли її можна враховувати на практиці. Використовують 27-45-добовий, 7 - добовий, 2 - добовий і 1 - часовий прогноз. Кожен з цих типів прогнозів використовує різницю в швидкості електромагнітного сигналу і швидкості поширення обурення і спирається на дистанційне спостереження явища на Сонце або локальне вимірювання поблизу Землі.

27-45-добовий прогноз спирається на поточні спостереження Сонця і пророкує обурення на Сонце в період, коли через оборот Сонця (оборот Сонця складає 27 діб) у бік Землі буде звернена та ж сторона Сонця.

7 - добовий прогноз спирається на поточні спостереження Сонця поблизу східного лімба і пророкує обурення Сонця, коли область поблизу лімба переміститься до лінії Сонця-Земля (до центрального меридіану).

2 - добовий прогноз спирається на поточні спостереження Сонця, коли поблизу центрального меридіана відбулися явища, які можуть спричинити за собою обурення в навколоземному просторі (обурення плазми від Сонця до Землі поширюються в середньому від 1.5 до 5 діб, сонячні космічні промені - кілька годин).

1-годинний прогноз спирається на прямі вимірювання параметрів плазми і магнітного поля на космічних апаратах, розташованих, як правило, у передній лібраційних точці L1 на відстані 1.5 млн.км від Землі поблизу лінії Сонце Земля.

Надійність 2-добового і 1-годинного прогнозу складають, відповідно, близько 30-50% і 95%. Решта прогнози носять лише загальний інформаційний характер і мають обмежене практичне застосування.


Література

Сонячна і сонячно-земна фізика. Ілюстрований словник термінів, пров. з англ., М., 1980.

Фізика космосу. Маленька енциклопедія / За ред. Р. А. Сюняева. М.: Сов. енциклопедія, 1986. 783 с.

Плазмова геліогеофізики / Под ред. Л. М. Зеленого, І. С. Веселовського. В 2-х т. М.: Фіз-Матла, 2008. Т. 1. 672 с.; Т. 2. 560 с.


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Погода
Штиль (погода)
Фактична погода
Космічна гонка
Космічна енергетика
Космічна опера
Космічна геодезія
Космічна біологія
Космічна індустрія
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru