Останні новини

16 серпня 2022 р.

Ви коли-небудь хотіли дати назву планеті? Тепер у вас є така можливість!


Міжнародний астрономічний союз (МАС) пропонує усім рідкісну можливість: дати назву екзопланетам, які науковці першими вивчатимуть за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба. Хоча назви небесним об’єктам і всьому іншому, що спостерігають астрономи, офіційно присвоює МАС, але ця організація вже втретє оголошує конкурс для широкого загалу з цієї справи.


10 серпня 2022 р.

Уперше в історії виявлено газ в навколопланетному диску


Науковці, які працюють з Великою міліметровою/субміліметровою антеною Атакама, вперше в історії виявили газ у навколопланетному диску.


01 серпня 2022 р.

Закінчуються місця, де могла б ховатися «Планета 9»



Ви зараз тут: Головна > Інфотека > Статті > Феномен космічної погоди (початок)

Фрагмент книжки (Розділ 1) І.О. Кременецького та О.К. Черемних «Космічна погода: механізми і прояви»
(К. : Наукова думка, 2009, 144 с.)

ФЕНОМЕН КОСМІЧНОЇ ПОГОДИ

Фото обкладинки книжки

Ідею впливу «космічної погоди» (КП), або сонячної активності, на живий і неживий світ Землі, а також на соціальні процеси висловив А.Л. Чижевський на початку XX ст. Він дослідив низку часових залежностей різних чинників і подій, зіставив їх із часовим ходом кількості сонячних плям і виявив, що багато процесів на Землі відбувається циклічно і приблизно з такими ж періодичністю й інтенсивністю, як утворюються плями на Сонці. Так сформувалось уявлення про «космічний чинник впливу». Ідея вченого отримала подальший розвиток у другій половині XX ст., коли розпочалося активне освоєння космічного простору і вивчення Космосу. В цей період було з’ясовано роль сонячних плям і спалахів, досліджено потік жорсткого сонячного випромінювання, динаміку космічної радіації, відкрито потік гарячої плазми величезної швидкості із Сонця, вивчено магнітну оболонку Землі тощо. Тоді ж сформувався новий науковий напрям, що дістав назву «сонячно-земні зв’язки». У результаті докладених зусиль учених багатьох країн удалося розкрити деякі механізми передачі енергії сонячних збурень у навколоземний простір і реакції на них захисних оболонок Землі. Отримані знання дали змогу прогнозувати на якісному рівні окремі події впливу сонячних явищ на міжпланетне середовище, в тім числі й на планети.

Першим чинником впливу, який охоплює всю планету, є збурення магнітного поля. Ним багато в чому визначається і характер реакцій захисних оболонок Землі на космічну радіацію. Причини збурень здебільшого пов’язані з Сонцем. Оскільки переносники збурень досягають орбіти Землі за кілька десятків годин, а сонячне світло — за 8 хв, то можна прогнозувати геомагнітну активність через різницю в їх швидкостях. Отже, верхня межа оперативного прогнозу з доброю коректністю становить кілька (3—7) діб. Для цього достатньо мати відомості про видиму в даний момент частину сонячної поверхні. Щойно за краєм сонячного диска з’явиться нова активна область — група плям, що є джерелом збурень і видима в радіодіапазоні за характерною «шапкою» на краю сонячного диска, можна попереджувати про підвищену ймовірність виникнення сонячних спалахів і відповідно — бурхливих сплесків геомагнітної активності в найближчі дні. Конкретний час початку сонячного спалаху за нинішнього стану наших уявлень спрогнозувати неможливо, тому йдеться тільки про ймовірність події. Дані щодо геомагнітної активності на десятки днів уперед ґрунтуються на простій екстраполяції сонячної активності, виходячи з її стану протягом попереднього 27-добового сонячного оберту і тому є дуже приблизними.

Другим найагресивнішим чинником впливу на навколоземне середовище є іонізувальне випромінювання, відоме також як небезпечна для життя сонячна радіація. Це частинки з надвисокими енергіями через величезну власну швидкість і рентгенівське випромінювання сонячних спалахів. Вони досягають Землі через 15—30 хв після виникнення. За спалахами найзручніше стежити за допомогою моніторингу рентгенівського випромінювання Сонця з космічних апаратів: під час спалаху його інтенсивність збільшується в сотні й тисячі разів. Із Землі подібний моніторинг проводити неможливо, тому що рентгенівське випромінювання цілком поглинається атмосферою. У зв’язку з цим ось уже 30 років ці спостереження цілодобово провадять геостаціонарні супутники класу GEOS, безперервно передаючи результати вимірювань на Землю.

Між явищами усім добре знайомої звичайної, або метеорологічної, погоди і космічною погодою існує певна аналогія. Так, три типи штормових явищ метеорологічної погоди різняться між собою за характерними просторовим розміром та інтенсивністю впливу. Перший, наймасштабніший тип шторму — це позатропічний циклон, центр низького тиску якого, знаходячись на середніх широтах, мігрує із заходу на схід, у напрямку обертання Землі. Його гарячі й холодні фронти вкривають увесь континент. Другий тип має інші походження й динаміку — це тропічний циклон або тайфун. Він менший за розмірами, але інтенсивніший. І нарешті третій тип — торнадо, найменший за розмірами, але найінтенсивніший.

Космічній погоді притаманна аналогічна ієрархія штормових явищ з тією відмінністю, що основними параметрами метеорологічної погоди є тиск і температура, а космічної — інтенсивність потоку й електричний струм, що збуруюють магнітне поле, тобто не статичні, а принципово динамічні параметри. Джерелом наймасштабніших збурень магнітного поля, що охоплюють значну частину Сонячної системи (міжпланетного простору), є високошвидкісний потік плазми з корональної діри (КД), на передньому краї якого формується зона стиску плазми в сонячному вітрі.

Джерела таких збурень на Сонці М. Бартелс у 1932 р. назвав М-зонами (магнітоефективними), позначивши тривало існуючі утвори, які є джерелами повторюваних із періодом обертання Сонця магнітних бур у навколоземному просторі. Передній край потоків із М-зон аналогічний холодному фронту позатропічного циклону. Іншим явищем КП, що має менший просторовий масштаб, але більшу потужність, є корональний викид маси (КВМ). Природа і динаміка цих явищ істотно різняться від потоків із М-зон. їх виникнення складно прогнозувати, це явище можна вважати аналогом тропічного урагану. І, нарешті, найбільш локалізований тип штормового явища КП, але найінтенсивніший, — це авроральний електроджет, який індукує струми на земній поверхні, створює значні завади в роботі систем зв’язку і ліній електропередач.

Водночас космічні аналоги метеорологічних штормових явищ істотно відмінні, оскільки впливають на середовище проживання людини і техногенні системи не прямо, а лише генерують бурхливі процеси в магніто- й іоносфері, які вже безпосередньо завдають шкоди. Як і в прогнозуванні метеорологічної погоди, основою прогнозу КП є спостереження. На початку XX ст., через багато років після відкриття Генріхом Швабе (1855 р.) 11-літнього сонячного циклу, британський геофізик Едвард Сабін (Edward Sabine), зіставивши часові ряди магнітних збурень і частоту виникнення сонячних плям, виявив між ними кореляцію. Пізнішими спостереженнями підтверджено факт, що наймогутніші магнітні бурі найімовірніші після перетину великою групою сонячних плям центрального меридіана сонячного диска. Це дало змогу в 1941 р. вперше спрогнозувати магнітну бурю за кілька днів до її початку. Однак сам по собі перехід групи плям через центр сонячного диска не є джерелом збурень у міжпланетному просторі. Причиною збурень і магнітної бурі став могутній спалах в активній зоні, що збігся в часі з проходженням групи сонячних плям через центральний меридіан. Саме ймовірність таких подій (спалахів у групі сонячних плям) є основою зв’язку між ознакою джерела, великою сонячною плямою, що спостерігається візуально на сонячному диску, і магнітними бурями. Нині застосовують надійніші візуальні ознаки майбутніх бур — гало коронального викиду маси та проходження межі КД через центральний меридіан сонячного диска. Для цього використовують спеціальну техніку, сонячний диск знімають у кількох діапазонах довжин хвиль.

Однак навіть нині, коли світове співтовариство веде безперервний моніторинг видимого диска Сонця і навколоземного простору й основні механізми сонячно-земних зв’язків переважно відомі, точно спрогнозувати КП не вдається. Це спричинено тим, що джерел збурень багато, час і характер відгуку навколопланетних оболонок залежить від їхнього попереднього стану (тобто вони виявляють ефект «пам’яті»), тому відгук навколоземних оболонок завжди різний. Саме через це характер розвитку кожної магнітної бурі дуже індивідуальний.

[Читати далі]

Цікаве відео

Перехід до перегляду відеороликів