Відомі та ймовірні канали впливу Сонця на Землю

Основной канал, по которому Солнце воздействует на Землю, — это превращение интегрального по всем длинам волн потока лучи­стой энергии в тепло. Солнечные лучи, несущие тепло, почти бес­препятственно проникают через атмосферу, нагревают земную поверхность, и уже от нее тепло распространяется вверх на всю атмосферу. Нагретые области ат­мосферы становятся менее плот­ными, приобретают плавучесть и вытесняются вверх более холодным воздухом. Возникает цирку­ляция атмосферы, осложняемая отклоняющей силой вращения Земли — силой Кориолиса.

Наклон оси вращения Земли, определяемый как угол между осью вращения Земли и нормалью к плоскости эклиптики, равен 23°26’34”. Наличие этого угла наклона обусловливает смену вре­мен года.

Самая коротковолновая часть солнечного спектра не доходит до земной поверхности. Она по­глощается на больших высотах, создавая на расстоянии 80—500 км от поверхности Земли ионосферу, а на уровнях 20—60 км озонный слой, который играет роль зонти­ка — экрана, защищающего Землю от жесткой части ультрафиоле­тового излучения.

За счет процессов в верхней атмосфере, связанных с погло­щением коротковолновой радиа­ции Солнца и его корпускулярно­го излучения, атмосфера как бы дышит. Так, например, по дан­ным астронома Л. Г. Яккия, уро­вень, на котором плотность воз­духа равна 10^-15,5 г/см³, в об­ласти захода Солнца (т. е. над западным терминатором) (Терминатор — линия на земной по­верхности, отделяющая ее освещенную Солнцем часть от неосвещенной) нахо­дится на высоте 733,3 км, а в обла­сти восхода Солнца он ниже — на высоте 592,0 км. Это объясня­ется тем, что воздух в области восхода Солнца более холодный, так как он приходит с ночной стороны Земли. Как видим, раз­ность этих высот весьма значи­тельна: 141,3 км. Еще больше разность между соответствующи­ми уровнями плотности над полу­дневной и полуночной сторонами Земли. Там она составляет 352,3 км.

Все описанные выше явления происходят независимо от того, существует ли переменная во времени солнечная активность или поверхностная плотность потока излучения Солнца на границе ат­мосферы, приведенная к средне­му расстоянию до Земли (сол­нечная постоянная), действитель­но является константой.

Сейчас изучается вопрос о не­изменности солнечной постоянной за короткие промежутки време­ни. По-видимому, такие колеба­ния не превышают 0,1 % от ее вели­чины, равной S₀=1353±21 Вт/м².

Изменения ультрафиолетовой радиации ото дня ко дню относи­тельно велики: в области 175 нм — 5—6%, а в более короткой обла­сти 135—160 нм — до 50%. Интен­сивность рентгеновских лучей с длиной волны 0,1—0,2 нм во вре­мя сильных хромосферных вспы­шек может увеличиваться в 100— 1000 раз. Это уже характеристики солнечной активности, которые приводят к резким изменениям прохождения радиоволн, иониза­ции и температуры атмосферы, т. е. к явлениям, достаточно изу­ченным и не вызывающим раз­личных толкований.

Однако масса атмосферы, нахо­дящаяся выше 20 км, составляет всего около 5% от общей ее мас­сы. Поэтому даже значительные изменения в энергетическом со­стоянии более высоких слоев ат­мосферы, как полагают некоторые исследователи, не могут сущест­венно влиять на нижние слои — тропосферу. Действительно, в нижних слоях атмосферы не обна­руживается такой жесткой связи процессов с солнечной актив­ностью, как в верхних слоях атмосферы. Однако ряд статистических работ показывает, что возмуще­ния, возникающие в верхних сло­ях воздушного океана, передают­ся в его нижние слои — тропо­сферу. Механизм взаимосвязи вы­соких и низких слоев атмосферы полностью еще не раскрыт. Бес­спорно, что в годы максимума солнечной активности чрезвычай­но усиливается общая циркуля­ция атмосферы, чаще происходит смена теплых и холодных потоков воздушных масс.

• ← Сонячна активність
• Сонячна активність та атмосфера →