ОБ ОБНАРУЖЕНИИ 30-ЛЕТНИХ ИЗМЕНЕНИЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ
1 НОУ ВПО «Международная Академия оценки и консалтинга» (МАОК)2 Институт геофизики Национального автономного университета Мексики (ИГ УНАМ)3 Институт физики низких температур имени Б.И. Веркина Статья в формате PDF 529 KB 1. Гущина Р.Т., Дорман Л.И. Гелиоширотный индекс солнечной активности HL и 11-летние вариации космических лучей // Изв. АН. сер. физическая. – 1970. – т.34. – № 11. – С. 2426–2433. 2. Гущина Р.Т., Зусманович А.Г., Дорман Л.И. Долговременная модуляция космических лучей и гелиоширотный индекс солнечной активности // Космические лучи. – М.: Наука, 1992. – № 26. – С. 71–87. 3. Либин И.Я., Перес Пераса Х. Гелиоклиматология. – М.: МАОК, 2009. – 252 с. 4. Perez Peraza J. and Igor Libin. Highlights in Helioclimatology. – Boston: Elsivier, (MA), USA, 2012. – 284 p.
Проведен анализ поведения изменений солнечной активности и солнечной радиации. Обнаружено наличие 30-летних изменений солнечной радиации, совпадающих с аналогичными изменениями в климатологических процессах. Показано, что своевременное отслеживание и прогнозирование изменения активности Солнца и вызванных ею земных явлений позволяют снижать экономические риски и выpaбатывать оптимальную стратегию для предотвращения природных катастроф.
Различные виды солнечного излучения определяют тепловой баланс суши, океана и атмосферы. За пределами земной атмосферы на каждый квадратный метр площадки, перпендикулярной солнечным лучам, приходится чуть больше 1,3 киловатта энергии.
Суша и воды Земли поглощают примерно половину этой энергии, а в атмосфере поглощается около одной пятой ее части. Около 30 % солнечной энергии отражается обратно в межпланетное прострaнcтво, главным образом, земной атмосферой.
Как писал Эдвард Кононович: «Трудно себе представить, что случится, если на некоторое время какая-то заслонка преградит путь этим лучам на Землю. Арктический холод быстро начнет охватывать нашу планету. Через неделю тропики занесет снегом. Замерзнут реки, стихнут ветры и океан промерзнет до дна. Зима наступит внезапно и всюду. Начнется сильный дождь, но не из воды, а из жидкого воздуха (в основном, из жидкого азота и кислорода). Он быстро замерзнет и семиметровым слоем покроет всю планету. Никакая жизнь не сможет сохраниться в таких условиях. К счастью, всего этого случиться не может, по крайней мере, внезапно и в обозримом будущем, зато описанная картина достаточно наглядно иллюстрирует значение Солнца для Земли».
Солнечный свет и тепло были важнейшими факторами возникновения и развития биологических форм жизни на нашей планете. Энергия ветра, водопадов, течения рек и океанов – это запасенная энергия Солнца. То же можно сказать и об ископаемых видах топлива: уголь, нефть, газ.
Рис. 1. Диаграмма распределения солнечной радиации в межпланетном прострaнcтве и на Земле
Различные виды солнечного излучения определяют тепловой баланс суши, океана и атмосферы. За пределами земной атмосферы на каждый квадратный метр площадки, перпендикулярной солнечным лучам, приходится чуть больше 1,3 киловатта энергии.
Суша и воды Земли поглощают примерно половину этой энергии, а в атмосфере поглощается около одной пятой ее части. Около 30 % солнечной энергии отражается обратно в межпланетное прострaнcтво, главным образом, земной атмосферой.
Под влиянием электромагнитного и корпускулярного излучений Солнца молекулы воздуха распадаются на отдельные атомы, которые, в свою очередь, ионизуются. Образуются заряженные верхние слои земной атмосферы: ионосфера и озоносфера. Они отводят или поглощают ионизирующее и проникающее солнечное излучение, пропуская к поверхности Земли только ту часть энергии Солнца, которая полезна живому миру, к которой растения и живые существа приспособились.
Относительно плотная атмосфера надежно защищает земную поверхность от cмepтоносной коротковолновой радиации с λ < 3000 Å. Широкое окно в атмосферном экране наблюдается на длинах волн λ = 3000–10000 Å, то есть в области максимума интенсивности в спектре солнечного излучения, что обеспечивает проникновение большей части солнечной энергии в нижнюю атмосферу и к поверхности Земли.
Не менее важно существование и второго окна на длинах волн порядка λ = 7000–15000 Å. Эта длина волны соответствует максимуму излучения абсолютно черного тела, нагретого до температуры T ≈ 300 K, что близко к средней температуре поверхности Земли.
Однако оптические хаpaктеристики атмосферы не являются раз и навсегда заданными величинами. Поглощение солнечного излучения в атмосфере зависит от содержания в ней озона, водяных паров, окиси углерода и других «малых составляющих», концентрация которых может существенно меняться.
В результате этого термодинамическое равновесие в атмосфере является весьма хрупким и легко может быть нарушено. Постоянно возрастающий приток в атмосферу углекислого газа, образующегося в результате технической деятельности человека, приводит к уменьшению скорости вывода тепла из атмосферы (парниковый эффект) и соответственно к повышению температуры Земли. Заметное изменение химического состава и содержания малых составляющих, а также прозрачности атмосферы вызывается, в частности, вариациями потока ионизирующего излучения в атмосфере, наблюдаемыми во время магнитосферных возмущений.
Но если уменьшение потока энергичных космических частиц вызывает увеличение прозрачности атмосферы, то увеличение потока таких частиц должно вызвать уменьшение прозрачности атмосферы. Элементарные расчеты показывают, что суммарный поток солнечной энергии в поясе широт 55–80° увеличивается или уменьшается при этом на ~ 3·1026 эрг/сут, что вполне соизмеримо с мощностью рассматриваемых атмосферных процессов.
В рамках экологических программ, связанных с загрязнением атмосферы, в течение 1952–2012 гг. был проведен долговременный непрерывный эксперимент по измерениям солнечной радиации в различных точках земной поверхности, вызывающих серьезное беспокойство у врачей и экологов: Мехико и Москва.
При этом, наряду с оценками вклада производственной деятельности человека (выбросы пыли, продуктов сгорания и выхлопных газов в атмосферу, аэрозоли и т.д.) была предпринята попытка оценить возможную модуляцию солнечной радиации, наблюдаемой на Земле, солнечной активностью.
В предыдущих работах авторов [Либин и Перес Пераса, 2009; Perez Peraza and Libin, 2012] была обнаружена связь колебаний ряда метеорологических и гидрологических параметров и солнечной активности. При этом, в качестве индекса солнечной активности, позволяющего эффективно контролировать изменение электромагнитных условий в межпланетном прострaнcтве, использовалась суммарная площадь солнечных пятен [Либин и Перес Пераса, 2009].
При анализе изменений солнечной радиации на Земле суммарная площадь пятен оказалась индексом весьма приближенным. В этой связи, был использован HL-индекс солнечной активности, учитывающий неодинаковую активность северного и южного полушарий Солнца и изменение гелиошироты пятен в течение цикла солнечной активности. Этот индекс был предложен в работах [Гущина и Дорман, 1970; Гущина и др., 1992] для 18–20 циклов солнечной активности и рассчитан впоследствии для 21–24 циклов [Perez Peraza and Libin, 2012].
Авторами был проведен двумерный авторегрессионный спектральный анализ и Вейвлет-анализ HL-индекса и солнечной радиации по данным среднемecячных наблюдений за 1952–2012 гг. в Мексике и России. На рис. 2 приведены взаимные спектры HL-индекса и солнечной радиации в Москве (2) и Мехико (3) за 1952–2012 гг.
Из приведенных рисунков видно, что в широком диапазоне частот в данных солнечной радиации на Земле наблюдаются колебания с периодами 28–30 лет, наличие которых нуждается в дальнейших детальных исследованиях (годовые и одиннадцатилетние вариации солнечной радиации отфильтровывались). Кроме того, на рисунке приведены результаты расчетов взаимных спектров солнечной радиации и штормистости (кривая 1) за тот же период, в поведении которых также наблюдается 30-летние и 60-летние изменения.
Рис. 2. Взаимные спектральные хаpaктеристики солнечной радиации и штормистости (кривая 1), солнечной активности в Москве (кривая 2 сплошная) и Мехико (кривая 2 штриховая) за период 1952-2012 гг. (по оси абсцисс – периоды в годах)
Вейвлет-анализ (рис. 3), проведенный для солнечной активности, демонстрирует похожую картину: совпадение выделенных пиков (периодичностей).
Рис. 3. 30-летняя периодичность в солнечной активности и данных об ураганах за период с 1750 по 2011 год
Сопоставление полученных результатов с аналогичными исследованиями влияния солнечной активности на приземную температуру, уровень озер, величину осадков [Perez Peraza and Libin, 2012] показывает хорошее (с точностью до запаздывания) соответствие. При этом, не только выявляются общие для всех процессов колебания, но и обнаружено пpaктически одновременное изменение фазы всех выявленных колебаний около 1958, 1984и 2010 гг.
Статья в формате PDF 117 KB...
27 03 2024 3:30:16
Статья в формате PDF 225 KB...
26 03 2024 22:27:58
Статья в формате PDF 105 KB...
25 03 2024 12:31:14
Статья в формате PDF 244 KB...
24 03 2024 11:30:49
Выявлено, что в условиях новых образовательных моделей обучения наряду с усилением централизованного управления происходит активация симпато-адреналовой системы. Полученные данные позволяют расширить концепцию онтогенетического развития детей и подростков; расширяют существующую возрастную периодизацию. Полученные результаты при проведении лонгитюдинальных исследований выявили пoлoвые особенности в регуляции сердечной деятельности. отражающие функциональное состояние организма. Результаты проведенного исследования подтверждают общепринятую в возрастной физиологии концепцию о том, что корреляционные связи в пoлoвых группах очень динамичны, что доказывает широкий диапазон функциональных возможностей. ...
22 03 2024 10:59:49
Статья в формате PDF 111 KB...
21 03 2024 15:44:45
Статья в формате PDF 253 KB...
20 03 2024 6:50:51
Статья в формате PDF 128 KB...
19 03 2024 11:17:35
Статья в формате PDF 109 KB...
18 03 2024 14:14:48
Статья в формате PDF 113 KB...
17 03 2024 2:25:15
В статье даётся оценка параметров экологической устойчивости 37 генотипов ячменя, выведенных в НИИСХ Северо-Востока, и 6 весенних сортов ячменя, районированных в Кировской области. ...
16 03 2024 13:25:51
15 03 2024 16:38:40
Статья в формате PDF 112 KB...
14 03 2024 14:11:38
Статья в формате PDF 307 KB...
13 03 2024 11:23:10
Уникальные возможности линейных рекуррентных уравнений первого порядка А(n+1) = aA(n) + b позволяют хаpaктеризовать закономерности изменения различных свойств органических соединений (А) не только в пределах локальных групп гомологов, но и одновременно всех рядов с одинаковыми гомологическими разностями. Более того, рекуррентные соотношения применимы к функциям не только целочисленных (число атомов углерода в молекуле), но и равноотстоящих значений аргументов A(x+Δx) = aA(x) + b, (Δx = const). Этот способ аппроксимации проиллюстрирован на примерах температурных зависимостей растворимости различных веществ в воде и даже времен релаксации в высокочастотных полях. ...
12 03 2024 23:37:25
Статья в формате PDF 120 KB...
09 03 2024 19:53:33
Статья в формате PDF 101 KB...
08 03 2024 7:55:11
Статья в формате PDF 312 KB...
07 03 2024 2:32:57
Статья в формате PDF 100 KB...
06 03 2024 15:51:51
05 03 2024 18:43:45
Статья в формате PDF 239 KB...
04 03 2024 10:52:23
Статья в формате PDF 137 KB...
03 03 2024 6:32:22
Статья в формате PDF 254 KB...
01 03 2024 12:33:16
Статья в формате PDF 125 KB...
29 02 2024 8:41:49
Статья в формате PDF 300 KB...
28 02 2024 20:59:47
Статья в формате PDF 130 KB...
27 02 2024 15:34:14
Статья в формате PDF 321 KB...
26 02 2024 20:35:30
25 02 2024 9:13:14
Статья в формате PDF 264 KB...
24 02 2024 20:30:34
Статья в формате PDF 104 KB...
23 02 2024 10:32:54
Статья в формате PDF 275 KB...
22 02 2024 4:55:45
Статья в формате PDF 117 KB...
21 02 2024 7:53:51
Статья в формате PDF 146 KB...
20 02 2024 16:48:56
Статья в формате PDF 113 KB...
19 02 2024 2:32:31
В миниобзоре приведены сведения об основных результатах исследования эритроцитарных белков. Обсуждается строение и функции комплексов белка 4.1.R и белка 3 полосы, результаты исследованиябелков – трaнcпортеров, включая роль аквапорина 1 в трaнcпорте двуокиси углерода. Обсуждается представления о механизме Gárdos эффекта в эритроцитах. Приведены сведения об интеpaктоме белков цитозоля эритроцитов. Обсуждаются вопросы развития окислительного стресса в эритроцитах включая, роль белка пероксиредоксина 2. Показано участие гемоглобина в механизмах старения эритроцитов. ...
18 02 2024 10:39:49
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::