5 років тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Существенно увеличивающиеся во время вспышек ультрафиолетовое и рентгеновское излучения Солнца, а также потоки частиц разных энергий, дойдя до Земли, взаимодействуют с ее атмосферой и вызывают целый ряд сложных геофизических явлений.

Как уже говорилось выше, космическое рентгеновское излучение поглощается в верхних слоях земной атмо­сферы. В зависимости от длины волны этого излучения его поглощение земной атмосферой происходит на раз­личном расстоянии от поверхности Земли; чем меньше длина волны излучения, тем глубже оно проникает в атмосферу Земли. При этом поглощении происходит ионизация газа (N2, O2, О) и увеличивается концент­рация электронов. Рентгеновское излучение Солнца во время вспышек охватывает область спектра от 1 до сотен килоэлектрон-вольт (однако интенсивность его рез­ко падает в области коротких длин волн). Поэтому воз­растание электронной плотности вследствие «солнечной» ионизации характерно почти для всех слоев верхней ат­мосферы Земли (от 100 до 50 и даже 40 км). Этим и определяется многообразие ионосферных явлений, сопро­вождающих сильную хромосферную вспышку на Солн­це.

Одним из наиболее распространенных типов подоб­ных явлений является внезапное ионосферное возмуще­ние, или, как его сокращенно обозначают, — SID. Связь SID со вспышками четко установлена, хотя и не все вспышки сопровождаются этими возмущениями. Во­обще говоря, SID представляет собой разнообразные кратковременные аномалии, возникающие в результате повышения концентрации электронов в нижней ионосфе­ре во время солнечных вспышек.

Ионизация ионосферного слоя атмосферы Земли ока­зывает заметное влияние на распространение радиоволн. Поскольку ионизация захватывает большой интервал высот, воздействия рентгеновского излучения от солнеч­ных вспышек на распространение радиоволн можно на­блюдать в широком диапазоне частот, от нескольких ки­логерц до 100 МГц. Например, во время SID длинные и сверхдлинные радиоволны, отражаясь от ионосферы обратно на Землю, обнаруживают аномальные измене­ния фазы (внезапные фазовые аномалии), связанные с уменьшением высоты отражающего слоя (от примерно 75 до 60 км). Во время SID радиоволны высоких частот под­вергаются также резкому и быстрому затуханию, кото­рое называется «федингом».

Многие внезапные ионосферные возмущения сопро­вождаются аномальными изменениями магнитного по­ля Земли, называемыми «кроме», «бухтами» или геомаг­нитными эффектами солнечной вспышки. Обычно изме­нения поля не превышают 20—30 гамм. Непосредствен­но после сильных вспышек балла 2 и 3, в среднем через 1 ч в районах около магнитного полюса Земли наблюдается сильное поглощение радиоволн, в том чис­ле радиошумов, идущих из Галактики, которое называ­ется поглощением в полярной шапке, или кратко ППШ (продолжительность ППШ измеряется часами и сутка­ми). То, что при этом в нижних слоях ионосферы рез­ко возрастает ионизация, было понятно, однако сам источник ионизации был не совсем ясен. Суть этого яв­ления стала очевидной лишь после того, как аппарату­ра спутников зарегистрировала во время ППШ возра­стание интенсивности протонов с энергией — 10 МэВ. Протоны с такой энергией могут проникнуть в атмосфе­ру Земли в области полярной шапки и основную часть своей энергии израсходовать на ионизацию газа (на высотах до 30—40 км), что и приводит к явлению ППШ. Во время же солнечных вспышек потоки частиц такой энергии (‘в частности, протонов) в десятки и сотни ты­сяч раз превосходят обычный уровень космических лу­чей и являются достаточными, чтобы в результате иони­зации нижней атмосферы заметно изменился диапазон радиоволн, поглощаемых в ионосфере Земли. При этом часто пропадает слышимость на коротких волнах (это явление называют «блокаутами»).

Влияние хромосферных вспышек на Землю можно ожидать и через день или два после вспышки. Дело в том, что от сильных солнечных вспышек в межпланет­ной среде распространяется ударная волна, которая, до­стигая Земли, вызывает резкое «сжатие» внешних частей земной магнитосферы со стороны, обращенной к Солнцу. В результате на наземных станциях регистри­руется так называемое внезапное начало магнитной бу­ри (SSC), через несколько минут действительно проис­ходит магнитная буря. Она вызывается изменениями в верхней магнитосфере Земли, связанными с тем, что межпланетная плазма за фронтом ударной волны дви­жется с гораздо большей скоростью. В областях, близ­ких к магнитным полюсам Земли, во время таких маг­нитных бурь можно наблюдать полярные сияния. В об­ласть магнитного полюса Земли из межпланетной сре­ды могут попадать и частицы сравнительно малой энер­гии. Например, во время магнитных бурь верхних слоев атмосферы Земли могут достичь частицы солнечного вет­ра, которые возбуждают свечение целого ряда спект­ральных линий атомов и молекул, в частности водорода.

Мощные солнечные вспышки и вызываемые ими маг­нитные бури, как стало ясно в последние годы, могут из­менять и циркуляцию земной тропосферы, а также ска­зываться на поведении неравновесных физико-химиче­ских систем (например, коллоидных растворов) и живых организмов. Так, например, если измерять время осаж­дения оксихлорида висмута, то в период сильных сол­нечных вспышек это время заметно увеличивается.

Вспышки влияют непосредственно и на состояние че­ловека. Медицинская статистика показывает, что в день появления сильной вспышки в 1,5—2 раза увеличива­ется число заболеваний (и число летальных исходов) сердечно-сосудистой системы (инфаркт миокарда, ин­сульт и т. д.). Известна также корреляция между появ­лением вспышек и возрастанием числа транспортных происшествий.

Эти явления прежде казались загадочными и поро­дили острые дискуссии об их реальности и возможных объяснениях. Однако сейчас стало ясно, что при рас­смотрении этой проблемы раньше не учитывались неко­торые факторы внешней среды, сильно меняющиеся к период развития больших вспышек. Важнейшим из та­ких факторов является электромагнитное излучение Зем­ли на крайне низких частотах (ниже нескольких герц). Этот электромагнитный фон в приземном слое сущест­вует постоянно, а рентгеновское излучение от солнечной вспышки, поглощаясь в ионосфере, приводит к резкому усилению (увеличению амплитуды) этого фона на частотах порядка 0,1 Гц. Такое возрастание крайне низ­кочастотного поля, как теперь выяснилось, не безраз­лично для живых организмов. В здоровых организмах происходят компенсирующие физиологические реакции, и этого возмущения мы обычно просто не замечаем. Од­нако последствия могут оказаться весьма серьезными для ослабленных (болезнью) организмов, чьи «приспо­собительные» механизмы часто нарушены.

В последние годы удалось экспериментально дока­зать, что возрастание уровня напряженности крайне низ­кочастотного поля сильно влияет на организмы (и неко­торые физико-химические системы). Например, выясни­лось, что время реакции человека увеличивается при воз­действии на него слабого электрического поля с часто­той меньше 3 Гц. Это объясняет, в частности, связь вспышек с числом транспортных аварий — ведь при солнечных вспышках именно такое поле и увеличива­ется в приземном слое, уменьшая тем самым реакцию водителя.