Солнечные бури очень сильно влияют на организм человека. Влияние солнечной активности на человека

Тренинги

Погребняк Анастасия

Актуальность данного исследования определяется: тем, что существуют убедительные доказательства прямой связи солнечной активности на макросистему, которой является земля с ее атмосферой и магнитным полем и микросистемы, которыми являются живые организмы. Исследованиями в этой сфере занимается такая научная дисциплина, как биоритмология, Гелиобиология

Скачать:

Предварительный просмотр:

Введение

Актуальность нашего исследования определяется: тем, что существуют убедительные доказательства прямой связи солнечной активности на макросистему, которой является земля с ее атмосферой и магнитным полем и микросистемы, которыми являются живые организмы. Исследованиями в этой сфере занимается такая научная дисциплина, как биоритмология, определяющая влияния магнитных и гравитационных сил и солнца, звезд и галактик, словом, всей Вселенной на земную жизнь и функционирование биосферы в целом. Гелиобиология , изучающая влияние солнца на биологические объекты, является совершенной новой научной дисциплиной в рамках биоритмологии.

Цель исследования: выявить физические факторы воздействия солнечной активности на организм человека.

Задачи исследования:

Физические аспекты планеты Солнце.
Анализ солнечно-земных связей на базе научно- публицистического материала.
Влияние солнечной активности на детей.

4. Физические процессы влияния космических факторов на живые организмы.

5. Доказать влияние солнечной активности на сердечно-сосудистую систему человека на базе эксперимента.

Метод работы: анализ литературы и научно- публицистического материала, а так же проведение эксперимента.

1часть. ПРОЯВЛЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ.

Первое описание пятен в русских летописях датируется 1371 и 1385 годами, когда наблюдатели заметили их сквозь дым лесных пожаров. Представления о Солнечно-Земных связях складывались постепенно, на основе отдельных догадок и открытий. Так, в конце XIX в. К.О.Биркелан из Норвегии впервые высказал предположение, что Солнце кроме волнового излучения испускает также и частицы. В 1915 г. А.Л.Чижевский обратил внимание на циклическую связь между развитием некоторых эпидемий и пятнообразовательной деятельностью Солнца. Синхронность многих гелио- и геофизических явлений (а также форма кометных хвостов) наводила на мысль, что в межпланетном пространстве имеется агент, передающий солнечные возмущения к Земле. Этим агентом оказался солнечный ветер, существование которого экспериментально было доказано в начале 1960 г. В солнечном ветре быстрее всего движутся электроны- они летят почти со скоростью света, предупреждая о скором приближении остального потока.

Последовательность событий в системе Солнце-Земля можно проследить, наблюдая цепочку явлений, сопровождающих мощную вспышку на Солнце – высшее проявление солнечной активности. Последствия вспышки начинают сказываться в околоземном пространстве почти одновременно с событиями на Солнце (время распространения электромагнитных волн от Солнца до Земли – чуть больше 8 минут). В частности, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение вызывает дополнительную ионизацию верхней атмосферы, что приводит к ухудшению или даже полному прекращению радиосвязи, сбои в электроснабжении, нарушение работы спутников связи на освещённой стороне Земли (эффект Деллинджера). Обычно мощная вспышка сопровождается испусканием большого количества ускоренных частиц – солнечных космических лучей (СКЛ). Самые энергичные из них начинают приходить к Земле спустя чуть более 10 мин после максимума вспышки. Повышенный поток СКЛ у Земли может наблюдаться несколько десятков часов. Вторжение СКЛ в ионосферу полярных широт вызывает дополнительную ионизацию и, соответственно, ухудшение радиосвязи на коротких волнах, а так же их многочисленные столкновения с частицами воздуха порождают красочное зрелище- сполохи северного сияния. Имеются данные о том, что СКЛ в значительной мере способствуют опустошению озонного слоя Земли. Усиленные потоки СКЛ представляют собой также один из главных источников радиационной опасности для экипажей и оборудования космических кораблей.

Вспышка на Солнце генерирует мощную ударную волну и выбрасывает в межпланетное пространство облако плазмы. Ударная волна и облако плазмы за 1.5-2 суток достигают Земли и вызывают магнитную бурю, усиление полярных сияний, возмущения ионосферы и так далее.

Мировые магнитные бури представляют собой возмущённость магнитосферы в целом. Более слабые (но более частые) возмущения, называемые суббурями, развиваются в магнитосфере полярных областей. Ещё более слабые возмущения возникают вблизи границы магнитосферы с солнечным ветром. Причиной возмущений последних двух типов являются мощности солнечного ветра. При этом в магнитосфере генерируются электромагнитные волны с частотами 0,001 – 10,0 Гц, которые свободно доходят до поверхности Земли и вызывают магнитные бури. Во время магнитных бурь интенсивность низкочастотного излучения возрастает в 10-100 раз. Статистически установлена связь между уровнями солнечной и геомагнитной возмущённости и ходом ряда процессов в биосфере Земли (динамикой популяции животных, эпидемий, количеством сердечно-сосудистых кризов и др.). Наиболее вероятной причиной такой связи являются низкочастотные колебания электромагнитного поля Земли. Это подтверждается лабораторными экспериментами по изучению действия электромагнитных полей естественной напряжённости и частоты на млекопитающих. Самое сильное проявление солнечной активности, влияющее на Землю, – солнечные вспышки. Они развиваются в активных областях со сложным строением магнитного поля и затрагивают всю толщу солнечной атмосферы. Энергия большой солнечной вспышки достигает огромной величины, сравнимой с количеством солнечной энергии, получаемой нашей планетой в течение целого года. Это приблизительно в 100 раз больше всей тепловой энергии, которую можно было бы получить при сжигании всех разведанных запасов нефти, газа и угля. В *то же время это энергия, испускаемая всем Солнцем за одну двадцатую долю секунды, с мощностью, не превышающей сотых долей процента от мощности полного излучения нашей звезды. Это приводит к подъему общего фона электромагнитного излучения Солнца.

С развитием спутниковых исследований Солнца появилась возможность прямых измерений потока рентгеновского излучения в отдельных диапазонах. С 1976 года регулярно измеряется ежедневное фоновое значение потока мягкого рентгеновского излучения. Волновое излучение Солнца распространяется прямолинейно со скоростью 300 тыс. км/сек и доходит до Земли за 8 минут. Молекулы и атомы атмосферных газов поглощают и рассеивают волновое излучение Солнца избирательно (на определённых частотах). Периодически, с ритмом приблизительно 11 лет,(к сведению, в 2008 г начался новый- 24 за время систематических наблюдений за пятнами на Солнце, главными показателями этой активности. Новый максимум солнечной активности будет самым мощным за последние полвека, он ожидается в 1011- 1012 гг) происходит усиление солнечной активности: возникают солнечные пятна, хромосферные вспышки, протуберанцы в короне Солнца. В это время усиливается волновое солнечное излучение на разных частотах, из солнечной атмосферы выбрасываются в межпланетное пространство потоки электронов, протонов, ядер гелия, энергия и скорость которых много больше, чем энергия и скорость частиц солнечного ветра. Этот поток частиц распространяется в межпланетном пространстве наподобие поршня. Через определённое время (12–24 часа) этот поршень достигает орбиты Земли. Под его давлением магнитосфера Земли на дневной стороне сжимается в 2 раза и более, что ведёт к увеличению напряжённости магнитного поля Земли: начинается мировая магнитная буря.

Период, когда магнитное поле увеличивается, называется начальной фазой магнитной бури и продолжается 4–6 часов. Далее магнитное поле возвращается к норме, а затем его величина начинает уменьшаться, так как поршень солнечного корпускулярного потока уже прошёл за пределы Земной магнитосферы, а процессы внутри самой магнитосферы привели к уменьшению напряжённости магнитного поля. Этот период пониженного магнитного поля называется главной фазой мировой магнитной бури и длится 10–15 часов. После главной фазы магнитной бури следует восстановительная (несколько часов), когда магнитное поле Земли восстанавливает свою величину.

2часть. ИССЛЕДОВАНИЕ СОЛНЕЧНО-ЗЕМНЫХ ПРОЯВЛЕНИЙ.

За последние годы стало понятно, что на человека действует целый ряд космических факторов, вызывающих изменения в магнитосфере планеты в результате воздействия на неё солнечных корпускулярных потоков.

1) Инфразвук, представляющий собой акустические колебания очень низкой частоты. Он возникает в областях полярных сияний и распространяется на все широты и долготы, то есть является глобальным явлением. Через 4–6 часов от начала магнитной бури плавно увеличивается амплитуда колебаний на средних широтах. После достижения максимума она постепенно уменьшается в течение нескольких часов. Инфразвук генерируется не только при полярных сияниях, но и при ураганах, землетрясениях, вулканических извержениях так: в атмосфере существует постоянный фон этих колебаний, на который накладываются колебания, связанные с магнитной бурей.

2) Пульсации или короткопериодические колебания магнитного поля Земли. Микропульсации с частотой от 0,01 до 10 Гц действуют на биологические системы, в частности на нервную систему человека, увеличивая время реакции на возмущающий сигнал, влияют на психику, вызывая тоску без видимых причин, страх, панику. С ними также связывают увеличение частоты заболеваний и осложнений со стороны сердечно–сосудистой системы. Доктор биологических наук, гематолог Платонова А.Т.(Иркутск) на основании большого количества клинических материалов пришла к заключению, что в годы максимума солнечной деятельности норма времени свертывания крови у здоровых людей увеличивается вдвое. У сердечно-сосудистых больных компенсаторная деятельность, в частности способность крови не свертываться, угнетена. Поэтому при усилении солнечной деятельности учащаются сердечно-сосудистые катастрофы (инфаркты. инсульты). В связи с этим Платонова считает необходимым усилить использование лечащими врачами астрономических прогнозов.

3) В это время меняется интенсивность ультрафиолетового излучения, приходящего к поверхности Земли из–за изменения озонового слоя в высоких широтах в результате действия на него ускоренных частиц. Выбрасываемые из Солнца потоки очень разнообразны. Различны и условия в межпланетном пространстве, которое они преодолевают, поэтому нет строго одинаковых магнитных бурь. Каждая имеет своё лицо, отличается не только силой, интенсивностью, но и особенностями развития отдельных процессов. Таким образом, следует иметь в виду, что понятие «магнитная буря» в данной проблеме действия космоса на здоровье является своего рода собирательным образом.

проявляется, во-первых, сразу после солнечной вспышки и, во-вторых, – с началом магнитной бури. Это объясняется тем, что спустя примерно 8 минут от начала солнечной вспышки солнечный свет (а также рентгеновское излучение) достигают атмосферы Земли и вызывают там процессы, которые влияют на функционирование организма, а примерно через сутки начинается сама магнитосферная буря Земли.

Из всех заболеваний, которые подвержены воздействию магнитосферных бурь, сердечно–сосудистые были выделены, прежде всего, поскольку их связь с солнечной и магнитной активностью была наиболее очевидной. Проводились сопоставления зависимости количества и тяжести сердечно–сосудистых заболеваний от многих факторов внешней среды (атмосферное давление, температура воздуха, осадки, облачность, ионизация, радиационный режим и так далее), но достоверная и устойчивая связь сердечно–сосудистых заболеваний выявляется именно с хромосферными вспышками и геомагнитными бурями.

Во время магнитных бурь проявлялись субъективные симптомы ухудшения состояния больных, учащались случаи повышения артериального давления, ухудшалось коронарное кровообращение, что сопровождалось отрицательной динамикой ЭКГ. Исследования показали, что в день, когда на Солнце происходит вспышка, число случаев инфаркта миокарда увеличивается. Оно достигает максимума на следующий день после вспышки (примерно в 2 раза больше по сравнению с магнитоспокойными днями). Исследования сердечного ритма показали, что слабые возмущения магнитного поля Земли не вызывали увеличения числа нарушений сердечного ритма. Но в дни с умеренными и сильными геомагнитными бурями нарушения ритма сердца происходят чаще, чем при отсутствии магнитных бурь. Это относится как к наблюдениям в состоянии покоя, так и при физических нагрузках. Наблюдения за больными гипертонической болезнью показали, что часть больных реагировала за сутки до наступления магнитной бури. Другие чувствовали ухудшение самочувствия в начале, середине или по окончании геомагнитной бури. В начале и на протяжении бури увеличивалось систолическое давление, а также в продолжение первых суток после её окончания увеличивалось как систолическое, так и диастолическое артериальное давление. Только на вторые сутки после бури артериальное давление у больных стабилизировалось.

Проведённые исследования показали, что наиболее пагубно на больных действует буря в её начальный период. Анализ многочисленных медицинских данных вывел также сезонный ход ухудшения здоровья во время магнитных бурь; он характеризуется наибольшим ухудшением в весеннее равноденствие, когда увеличивается число и тяжесть сосудистых катастроф (в частности, инфарктов миокарда).

Выявлена связь солнечной активности и с онкозаболеваниями. В частности, изучалась заболеваемость раком в Туркмении за время одного цикла солнечной активности. Было установлено, что в годы снижения солнечной активности заболеваемость злокачественными опухолями возрастала. Наибольшая заболеваемость раком имела место в период спокойного Солнца, наименьшая – при самой высокой солнечной активности. Предполагают, что это связано с тормозящим действием солнечной активности на раковые клетки. Во время магнитной бури чаще начинаются преждевременные роды, а к концу бури увеличивается число быстрых родов. Учёные также пришли к выводу, что уровень солнечной активности в год рождения ребёнка существенно отражается на его конституционных особенностях.

Исследованиями в разных странах на большом фактическом материале было показано, что число несчастных случаев и травматизма на транспорте увеличивается во время солнечных и магнитных бурь, что объясняется изменениями деятельности центральной нервной системы. При этом увеличивается время реакции на внешние световой и звуковой сигналы, появляется заторможенность, медлительность, ухудшается сообразительность, увеличивается вероятность принятия неверных решений.

Проводились наблюдения влияния магнитных и солнечных бурь на больных, страдающих психическими заболеваниями, в частности, маниакально–депрессивным синдромом. Было установлено, что у них при высокой солнечной активности преобладали маниакальные фазы, а при низкой – депрессивные. Прослеживалась чёткая связь между обращаемостью в психиатрические лечебницы и возмущённостью магнитного поля Земли. В такие дни увеличивается количество случаев суицида. Необходимо отметить, что больной и здоровый организм по-разному реагирует на изменения космических и геофизических условий. У больных ослабленных, утомлённых, эмоционально неустойчивых лиц в дни, характеризующиеся изменением космических и геофизических условий, ухудшаются показатели энергетики, иммунологической защиты, состояния различных физиологических систем организма, появляется психическое напряжение. Психологически и физически здоровый организм оказывается в состоянии перестроить свои внутренние процессы в соответствии с изменившимися условиями внешней среды. При этом активируется иммунная система, соответственно перестраиваются нервные процессы и эндокринная система; сохраняется или даже увеличивается работоспособность. Субъективно это воспринимается здоровым человеком как улучшение самочувствия, подъём настроения.

Рассматривая психоэмоциональные проявления в периоды космических и геофизических возмущений, необходимо сказать о важном аспекте управления мышлением и психоэмоцианальным состоянием. Отмечено, что психоэмоциональный настрой на творческий труд является мощным стимулом активности внутренних резервов организма, позволяющим легче переносить экстремальные воздействия природных факторов. Наблюдения не одного поколения учёных говорят о том, что человек, находящийся в состоянии творческого подъёма, становится малочувствительным к любым воздействиям болезнетворных факторов.

3часть. ВЛИЯНИЕ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ НА ДЕТЕЙ.

Известно, что любая нагрузка даётся детям большим напряжением психических, эмоциональных и физических функций. Во время экстремальных космических и геофизических ситуаций страдает энергетика ребёнка, развиваются функциональные расстройства со стороны нервной, эндокринной, сердечно–сосудистой, дыхательной и других систем. Ребёнок ощущает дискомфорт, который не может объяснить. Появляются нарушения сна, беспокойство, плаксивость, теряется аппетит. Иногда может подниматься температура. После окончания экстремальной ситуации всё приходит в норму, и в этом случае прибегать к лечению неизвестной болезни не нужно. Лекарственная терапия детей, прореагировавших на изменение геомагнитной обстановки, не оправдана и может иметь неблагоприятные последствия. В это время ребёнку больше необходимо внимание близких людей. У детей в такие моменты может появиться повышенная возбудимость, нарушение внимания, некоторые становятся агрессивными, раздражительными, обидчивыми. Ребёнок может более медленно выполнять школьную работу. Непонимание состояния детей в такие периоды со стороны родителей, воспитателей, учителей усугубляет отрицательный эмоциональный фон ребёнка. Могут возникать конфликтные ситуации. Чуткое отношение к ребёнку, поддержка в преодолении психологического и физического дискомфорта – наиболее реальный путь к достижению гармоничного развития детей. Ещё больше трудностей может быть при совпадении повышенной геомагнитной активности с началом учебного года. В этой ситуации, как показывают наблюдения учёных, помогает творческое начало. Другими словами, учебный материал, методика его преподнесения должны вызывать у ребёнка интерес к познанию нового. А это приведёт к удовлетворению потребности в творческой деятельности и станет источником радости. Освоение школьного материала должно быть направлено больше не на механическое запоминание, а на обучение творческого осмысления и использования знаний. Отмиечаются индивидуальные различия чувствительности человека к воздействию возмущений геомагнитного поля. Так, люди, рождённые в период активного Солнца, менее чувствительны к магнитным бурям. Всё больше данных свидетельствует о том, что сила фактора внешней среды в период развития беременности, а также изменения в самом организме матери определяет устойчивость будущего человека к тем или иным экстремальным условиям и склонность к определённым заболеваниям. Это позволяет предположить, что сила воздействия космических, геофизических и других факторов, их соотношение и ритм воздействия на организм беременной женщины как бы заводят внутренние биологические часы каждого из нас.

Интересное исследование провёл учитель Лиходькин в 1984 году в школах России и Украины. На примере 75 школ он установил, что в годы спокойного Солнца школьники более покладисты и немного флегматичны. Несколько повышается лень, уменьшается чувство коллективизма. Создается впечатление, что у них снижается интерес и одновременно уменьшается их задиристость. Восприимчивость к похвалам и замечаниям учителей и родителей снижается. Реже возникают конфликтные ситуации в школе между учителем и детьми, а дома – между родителями и детьми. В эти годы мало отличников, но зато мало и двоечников. В годы повышенной активности Солнца диапазон чувств и поступков школьников как бы расширяется, повышается их возбудимость и эмоциональность. Многие дети становятся необычайно доброжелательны, более склонны проявлять добрые чувства к животным, лучше и глубже чувствуют природу, приобщаются к музыке и искусству. В то же время, из-за возросшей ранимости дети начинают очень остро реагировать на любые замечания, особенно, если они им кажутся несправедливыми. Они становятся дерзкими, задиристыми, чаще проявляют грубость и могут совершать правонарушения. Активное Солнце в то же время способствует более активной работе детской мысли. Но эта активность может быть направлена как на лучшее, так и на плохое. Возрастает число отличников и медалистов, проявляется творчество учащихся, но и возрастает число злостных нарушителей дисциплины. Солнце действует возбуждающе как на учащиеся, так и на учителей. Но учителю в данной ситуации вдвойне тяжелее.

Исследования, проведённые Е.С Виноградовым, показало, что среди людей, рождённых зимой, процент одарённых больше, чем среди людей, рождённых летом, причём для особо одарённых этот процент выше, чем для просто одарённых: максимум в январе-марте, и минимум в июне-августе. Максимумы рождаемости талантов приходятся на минимумы солнечной активности и наоборот.

4часть . Физические аспекты влияния космических факторов на живые организмы.

Но не только всплески солнечной активности влияют на человека. Существуют еще и эндогенные факторы, под которыми понимают отдельные процессы и реакции, происходящие в живом организме, но и фундаментальные закономерности и свойства, определяющие функционирование организма как целого, его общие реакции на любые воздействия. Рассмотрим один из эндогенных факторов.

Человеческий организм на 90% состоит из воды. Учеными было установлено, что вола имеет структуру, похожую на кристаллическую. При этом молекулы связаны между собой водородными связями. Эти связи слабее, нежели химические. Они так же быстро разрушаются, как и возникают. Это может происходить под действием различных очень незначительных по силе внешних факторов, таких как температура, излучения или присутствие различных ионов. Именно на роль присутствия ионов в водном растворе обратили внимание исследователи. Было показано, что особенно важную роль играют ионы кальция. Они управляют молекулами воды и группируют их определенным образом вокруг себя. Так создаются большие коллективы молекул воды, которые специалисты называют комплексами. Они имеют различную структуру, напоминающую кристаллы определенной конструкции. Одна из таких структур за свою форму и конструкцию была названа гексааквакомплексом кальция. Такой комплекс образуется, когда ион кальция забирает 6 электронов от окружающих его молекул воды. В результате молекулы воды оказываются связанными с находящимся в центре ионом кальция. Эти связи осуществляются через атомы водорода(водородные связи). Как уже говорилось, водородные связи очень неустойчивые. Их можно разорвать даже незначительным по силе внешними воздействиями.

Но живому организму и нужны такие высокочувствительные датчики, которые позволяли бы улавливать маленькие изменения во внешней среде с тем. Чтобы строить работу организма. Исходя из новых условий во внешней среде. Специалисты считают, что такими датчиками и служат кальциевые комплексы.

Почему речь идет именно о кальции? Потому что он играет очень важную Родь в развитии и формировании живого организма. Соли кальция способствуют свертыванию крови. Управляют нервно-мышечным возбуждением. Активируют отдельные ферменты, управляют проницаемостью клеточных мембран. Во внутриклеточных структурах (митохондриях) на каждый атом поглощенного кислорода накапливает до 3 ионов кальция. Ионы кальция участвуют в процессах, которые влияют на переход нервного импульса через нервные соединения между окончаниями нервных клеток.

Активного кальция в организме должно быть строго определенное кол-во. От него зависит состояние межклеточной жидкости. Под действием электромагнитных полей изменяется число и размеры кальциевых аквакомплексов, в результате чего моментально изменяется концентрация ионов кальция, ионное равновесие нарушается, аквакомплексы кальция перестраиваются. Чтобы как можно быстрее восстановить ионное равновесие восполнить недостающее кол-во ионов кальция в растворе, часть связанных ионов кальция с мембраны клетки временно переходит в раствор. Равновесие восполняется, но условия на мембранах клеток изменяются. Поскольку оттуда ушла часть ионов кальция. Изменения в мембранах происходят в главном, от чего зависит жизнь клеток - меняется проницаемость мембран , от которой зависит обмен веществ между клеткой и межклеточной средой. Изменяется проницаемость мембран. Что обусловливает возбудимость клетки.

Итак, вода в результате этих свойств, будучи основой живого организма, под действием космических излучений меняет свою структуру, она то ослабляет, то усиливает свои водородные связи. Поэтому, образно говоря, она помнит действия космических излучений даже в продолжение суток и более. Надо указать и на такую особенность коллоидных растворов: вещество в состоянии коллоидного раствора имеет поверхность, равную площади около одного квадратного километра. На этой огромной поверхности постоянно изменяются водородные связи. Это значит, что коллоидные растворы являются очень хорошими усилителями (биологическими). Благодаря им даже очень слабые космические излечения являются достаточными, чтобы вызвать в организме соответствующие им изменения. Далеко не всегда эти изменения являются благоприятными для нормального функционирования организма.

Имеется и еще один путь воздействия излучений на живой организм-это образование в организме ионов под действием радиации. Под действием радиации в биологических системах происходит радиолиз воды, в результате которого из молекул воды образуются свободные радикалы ОН, атомы кислорода О и водорода Н. Атомы и молекулы вступают в химические реакции и образуют перекись НО.

Под действием излучений молекулы воды преобразуются в положительные ионы и свободные электроны. Затем ионы НО распадаются на ионы Н и свободные радикалы ОН: свободные электроны прилипают к молекулам воды, образуя отрицательные ионы воды. Затем отрицательные ионы воды распадаются на ионы ОН и атомы водорода. Особую роль в организме играют радикалы. Они реагируют с любым веществом, находящимся в растворе. Они изменяют аквакомплексы ионов кальция. Они способны образовать перекись водорода, которая является стимулятором окисления и вообще перегруппировки молекул (но для этого надо, чтобы в воде был растворен кислород).

Таким образом, если жесткая (высокоэнергичная) радиация действует на молекулы, то электромагнитное поле действует на комплексы молекул, которые оказываются очень чувствительны к этому воздействию. Изменения, вызванные электромагнитным полем в аквакомплексах. Приводят к очень быстрому и значительному изменению количества кальция, от которого зависят многие жизненно важные функции организма.

Непосредственное действие космических факторов (прежде всего электрических и магнитных полей, а также электромагнитных волн) не ограничивается только влиянием на свойства водных растворов организма. Возможностей такого действия значительно больше. Практически все они обусловлены тем обстоятельством, что живой организм является системой электромагнитной . Что это значит? Это значит, что практически все главные функции живого организма обеспечиваются благодаря процессам, которые по своей сути являются электромагнитными. Они связаны с движением электрических зарядов, с электрическими токами (их называют биотоками, то есть электрическими токами в биологических системах), с действием электрических потенциалов, с излучением органами электромагнитных волн.

Экспериментальная проверка.5часть

ВЫВОД:

В моей работе для анализа влияния солнечной активности на сердечно-сосудистую систему человека я взяла 3 возрастные категории: подростки(11-15 лет), люди зрелого возраста(30-40лет), пожилые люди(60-76лет), в последней категории наблюдаемые имели гипертоническую болезнь. Надо отметить, что контроль АД, пульса и самочувствия, проводился ежедневно в течение 1месяца (июля 2010г). По окончании месяца мною были взяты сведения о неблагоприятных днях в июле 2010года. Проанализировав вышеуказанные данные, я оформила их в виде таблицы (графика). В таблице отражены не только неблагоприятные дни, но и дни до и после магнитной бури. В результате своего эксперимента я увидела, что влиянию магнитных бурь особо подвержены не только пожилые люди с сердечно-сосудистыми заболеваниями, но и подростки. У людей зрелого возраста состояние сердечно-сосудистой системы и самочувствие оставались достаточно стабильными, независимо от геомагнитных бурь. Я считаю, что у людей зрелого возраста регуляторные механизмы являются зрелыми, в отличие от подростков и пожилых людей, и поэтому они наименее чувствительны к геомагнитным изменениям, а пожилые люди с сердечно-сосудистыми заболеваниями наоборот, наиболее чувствительны к изменениям. И так же могу отметить, что у подростков состояние ухудшалось не только в день бури, но и за день до нее. Мое мини-исследование подтвердило выводы, сделанные учеными, о которых говорилось выше, т.е. в теоретической части.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

Это только кажется, что Солнце далеко - за 150млн. км от нашей планеты. Что оно шлет лучи живительные, благотворные. Согревает. Дарит жизнь. Мы еще очень мало знаем о влиянии Солнца на биологические процессы, происходящие на Земле. Ведь нельзя выделить только это влияние из сотен и тысяч других воздействий, влияющих на живую клетку и многоклеточные организмы, населяющие нашу планету. Со временем ученые создадут стройную теорию, объясняющую прямую связь Солнца с биоритмами человека и начало этому уже положено в научной дисциплине – гелиобиологии.

ЛИТЕРАТУРА

Журнал «Знание-сила» №9 2008год,статья «С олнечный удар»
пособие по биологии для поступления в вузы под ред. Н.А. Лемезы Минск 2000год
Д.Г. Дерябин. Функциональная морфология клетки.- М. книжный дом, 2005.

4. Воронов А, Гречнева Г. Основы современного естествознания. Учебное пособие. - М.:, 1999.

5 . Кауров Э. Человек, Солнце и Магнитные Бури.- //

6 . "Астрономия" РАН, 19.01.2000г. http://science.ng.ru/astronomy/2000-01-19/4_magnetism.html

7. Короновский Н.В. Магнитное поле геологического прошлого Земли.- // СОЖ, 1996, № 6.

8. Мирошниченко Л.И. Солнечная активность и Земля. - М.: Наука, 1981.

9. Рандзини Д. Космос. – М.: ООО, 2002.Цофин М.Я. Астрономия. – Мн.: Харвест, 1998.

10. Спэрроу Ж.Вселенная. – М.:БММ АО, 2002.

11. Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. - М.: Мысль, 1976.

12. Широкова Е. В плену солнечных бурь.- //Камчатское Время 26.04.2001.

13. Энциклопедия для детей. Астрономия. – М.: Аванта +, 1995.

14. Журналы "Земля и Вселенная" и "Звездочёт".

Нам кажется, что источник жизни на Земле - солнечное излучение - постоянен и неизменен. Непрерывное развитие жизни на нашей планете в течение последнего миллиарда лет как бы подтверждает это. Но физика Солнца, за минувшее десятилетие достигшая больших успехов, доказала, что излучение Солнца испытывает колебания, имеющие свои периоды, ритмы и циклы. На Солнце появляются пятна, факелы, протуберанцы. Число их возрастает в течение 4-5 лет до наивысшего предела в год солнечной активности.

Это и есть время максимума солнечной активности. В эти годы Солнце выбрасывает дополнительное количество заряженных электричеством частичек - корпускул, которые со скоростью более 1000 км/сек несутся в межпланетном простран-стве и врываются в атмосферу Земли. Особенно мощные потоки корпускул исходят при хромосферных вспышках - особом виде взрывов солнечной материи. Во время этих исключительно сильных вспышек Солнце выбрасывает так называемые космические лучи. Эти лучи состоят из осколков атомных ядер и приходят к нам из глубины Вселенной. В годы солнечной активности усиливается ультрафиолетовое, рентгеновское и радиоизлучение Солнца.

Периоды солнечной активности оказывают огромное влияние на изменение погоды и усиление природных катаклизмов, что прекрасно известно из истории. Опосредованно пики солнечной активности, а также вспышки на Солнце могут воздействовать на общественные процессы, вызывая голод, войны и революции. При этом утверждение о наличии прямой связи между максимумами активности и революциями не имеет под собой никакой научно подтвержденной теории. Однако, в любом случае, понятно, что прогноз солнечной активности в связи с погодой является важнейшей задачей климатологии. Повышенная солнечная активность отрицательно воздействует на здоровье людей и их физическое состояние, нарушает биологические ритмы.

Излучение Солнца несет с собой большие запасы энергии. Все виды этой энергии, попадая в атмосферу, в основном поглощаются ее верхними слоями, где происходят, как говорят ученые, «возмущения». Силовые линии магнитного поля Земли направляют обильные потоки корпускул в полярные широты. В связи с этим там возникают магнитные бури и полярные сияния. Корпускулярные лучи начинают проникать даже в атмосферу умеренных и южных широт. Тогда вспыхивают полярные сияния в таких отдаленных от полярных стран местах, как Москва, Харьков, Сочи, Ташкент. Такие явления наблюдались неоднократно и будут не раз наблюдаться в будущем.

Иногда магнитные бури достигают такой силы, что прерывают работу телефонной и радиосвязи, нарушают работу линий электропередач, вызывают сбои в электроснабжении.

Ультрафиолетовые лучи Солнца почти целиком поглощаются высокими слоями атмосферы

Для Земли это имеет огромное значение: ведь в большом количестве ультрафиолетовые лучи губительны для всего живого.

Солнечная активность, воздействуя на высокие слои атмосферы, существенным образом влияет на общую циркуляцию воздушных масс. Следовательно, оно отражается на погоде и климате всей Земли. По-видимому, влияние возмущений, возникающих в верхних слоях воздушного океана, передаются в его нижние слои - тропосферу. При полетах искусственных спутников Земли и метеорологических ракет были обнаружены расширения и уплотнения высоких слоев атмосферы: воздушные приливы и отливы, подобные океаническим ритмам. Однако механизм взаимосвязи индекса высоких и низких слоев атмосферы полностью еще не удалось раскрыть. Бесспорно, что в годы максимума солнечной активности происходит усиление циклов циркуляции атмосферы, чаще происходят столкновения теплых и холодных течений воздушных масс.

На Земле существуют области жаркой погоды (экватор и часть тропиков) и гигантские холодильники - Арктика и особенно Антарктика . Между этими областями Земли всегда существует разница в температуре и давлении атмосферы, что приводит в движение огромные массы воздуха. Идет непрерывная борьба между теплыми и холодными течениями, стремящимися выровнять разницу, возникающую из-за изменений в температуре и давлении. Иногда теплый воздух «берет перевес» и проникает далеко к северу до Гренландии и даже к полюсу. В других случаях массы арктического воздуха прорываются на юг до Черного и Средиземного морей, доходят до Средней Азии и Египта. Граница борющихся воздушных масс представляет собой самые неспокойные области атмосферы нашей планеты.

Когда разница в температуре движущихся воздушных масс возрастает, то на границе возникают мощные циклоны и антициклоны , порождающие частые грозы, ураганы, ливни.

Современные климатические аномалии вроде лета 2010 в европейской части России, и многочисленных наводнений в Азии не являются чем-то экстраординарным. Их не стоит считать предвестниками скорого конца света, или свидетельством глобального изменения климата. Приведем пример из истории.

В 1956 г. бурная погода охватила северное и южное полушария. Во многих районах Земли это вызвало стихийные бедствия и резкое изменение погоды. В Индии паводки на реках повторялись несколько раз. Вода затопила тысячи сел и смыла посевы. От наводнений пострадало около 1 млн. человек. Прогнозы не работали. От ливней, гроз и наводнений летом этого же года пострадали даже такие страны, как Иран и Афганистан, где обычно в эти месяцы бывают засухи. Особенно высокая солнечная активность с пиком излучения в период 1957-1959 годов, вызвала еще больший рост числа метеорологических катастроф - ураганов, гроз, ливней.

Всюду наблюдались резкие контрасты погоды. Например, в Европейской части СССР за 1957 г. оказалась необычайно теплой: в январе средняя температура была -5°. В феврале в Москве средняя температура достигла -1°, при норме -9°. В это же время в Западной Сибири и в республиках Средней Азии стояли сильные морозы. В Казахстане температура понизилась до -40°. Алма-Ата и другие города Средней Азии были буквально засыпаны снегом. В южном полушарии - в Австралии и в Уругвае - в те же месяцы стояла небывалая жара с суховеями. Атмосфера бушевала до 1959 г., когда начался спад солнечной активности.

Влияние вспышек Солнца и уровня солнечной активности на состояние растительного и животного мира сказывается косвенным путем: через циклы общей циркуляции атмосферы. Например, ширина слоев спиленного дерева, по которым определяется возраст растения, зависит главным образом от ежегодного количества осадков. В засушливые годы слои эти очень тонки. Количество годовых осадков изменяется периодически, что можно увидеть на годичных кольцах старых деревьев.

Срезы, сделанные на стволах мореных дубов (их находят в руслах рек), позволили узнать историю климата за несколько тысячелетий до нашего времени. Существование определенных периодов, или циклов, солнечной активности подтверждает исследования материалов, которые выносят реки с суши и откладывают на дне озер, морей и океанов. Анализ состояния проб донных отложений позволяет проследить течение солнечной активности на протяжении сотен тысяч лет. Взаимосвязи солнечной активности и процессов природы на Земле очень сложны и не объединены в общую теорию.

Ученые установили, что колебания солнечной активности совершаются в пределах от 9 до 14 лет

Солнечная активность влияет на уровень Каспийского моря, на соленость вод Балтийского и ледовитость северных морей. Для цикла повышенной солнечной деятельности характерно низкое стояние уровня Каспия: повышение температуры воздуха вызывает усиленное испарение воды и уменьшение стока Волги - главной питающей артерии Каспия. По той же причине повысилась соленость Балтийского моря и уменьшилась ледовитость северных морей . В принципе, ученые могут дать прогноз будущего режима северных морей на ряд ближайших десятилетий.

В настоящее время часто слышатся доводы, что Северный Ледовитый океан вскоре освободится ото льда и будет пригоден для судоходства. Следует искренне посочувствовать «познаниям» «экспертов», делающих такие заявления. Да, возможно, частично освободится на год-другой. А потом снова замерзнет. И чего Вы нам сказали такого, о чем мы не знали? Зависимость ледяного покрова северных морей от циклов и периодов повышенной солнечной активности надежно установлена более 50 лет назад и подтверждена десятилетиями наблюдений. Поэтому можно с высокой уверенностью утверждать, что лед нарастет так же, как и растаял, по мере прохождения цикла солнечной активности.

Просто о сложном – Солнечная активность и ее влияние на природу и климат в справочнике

Галерея изображений, картинки, фотографии.
Солнечная активность и ее влияние на природу и климат – основы, возможности, перспективы, развитие.
Интересные факты, полезная информация.
Зеленые новости – Солнечная активность и ее влияние на природу и климат.
Ссылки на материалы и источники – Солнечная активность и ее влияние на природу и климат в справочнике.

Кафедра информации и сертификации

Курсовая работа

по курсу «Концепции Современного Естествознания»

Тема: «Солнечно-Земные Связи и Их Влияние На Человека»

Выполнил:

студент группы У-11

Бурых Д. Г.

Научный руководитель:

Доц., к.х.н.

Жереб В.П.

г. Красноярск, 2002 г.

Бурых Д.Г., студент группы У-11.

«Солнечно-Земные Связи и их влияние на человека» - курсовая работа по дисциплине «Концепции Современного Естествознания». – Красноярск: САА – ИФБ, 2002г. – 27 листов.

В курсовой работе представлены общие сведения о Солнце, его характеристики, а так же процессы происходящие на Солнце, а именно, Солнечная активность: солнечные пятна, солнечные вспышки и солнечные волокна. Их влияние на Землю, а в частности человека. Курсовая работа составлена на основе обзора доступной литературы.

В курсовой работе содержится 2 рисунка и список литературы из 6 наименований источников.

Введение......................................................................................................... 4

1. Наша звезда – Солнце.................................................................................. 5

1.1. Характеристика Солнца........................................................................... 5

1.2. Строение Солнца...................................................................................... 6

2. Солнечно – Земные Связи (Физический аспект).................................... 8

3. Солнечная активность............................................................................... 1

3.1. Важнейшие проявления и индексы солнечной активности............ 13

3.2. Циклы солнечной активности.............................................................. 16

3.3. Влияние Солнечной активности на человека.................................... 18

Заключение.................................................................................................. 26

Введение

Интерес ученых к проблеме солнечно – земных связей вызван несколькими причинами. Прежде всего по мере выяснения физических сторон влияния Солнца на Землю выявилось громадное прикладное значение этой проблемы для радиосвязи, магнитной навигации, безопасности космических полетов, прогнозирования погоды и так далее.

Природа Солнца и его значение для нашей жизни – неисчерпаемая тема. О его воздействии на Землю люди догадывались еще в глубокой древности, в результате чего рождались легенды и мифы, в которых Солнце играло главную роль. Оно обожествлялось во многих религиях. Исследование Солнца – особый раздел астрофизики со своей инструментальной базой, со своими методами. Роль получаемых результатов исключительна, как для астрофизики (понимание природы единственной звезды, находящейся так близко), так и для геофизики (основа огромного числа космических воздействий). Постоянный интерес к Солнцу проявляют астрономы, врачи, метеорологи, связисты, навигаторы и другие специалисты, профессиональная деятельность которых сильно зависит от степени активности нашего дневного светила, на котором "также бывают пятна".

Первое описание пятен в русских летописях датируется 1371 и 1385 годами, когда наблюдатели заметили их сквозь дым лесных пожаров. История борьбы взглядов на природу процессов на Солнце связана с кажущимися нам сейчас почти невероятными драматическими коллизиями. Нас же интересует вопрос о том, какое влияние оказывает деятельность Солнца на наше здоровье, каким образом солнечные бури, пятна и вспышки влияют на наше самочувствие.

1. Наша звезда – Солнце

Из всего окружающего нас несметного множества звезд несопоставимо важнейшую роль в нашей жизни играет Солнце. Эта ближайшая к нам звезда обеспечивает нашу планету подавляющей частью энергии, которой мы располагаем на Земле. Благодаря солнцу и земной атмосфере на поверхности земли температура и другие условия такие, какие они есть, а не космический холод, что делает нашу планету комфортной для обитающих на ней живых существ. Даже относительно мизерные изменения потока энергии, передаваемой Солнцем Земле, которые происходят при солнечных вспышках, существенно сказываются на земных условиях. С другой стороны, Солнце по своим свойствам является типичной для своего класса звездой, и постигая процессы, происходящие на Солнце, мы лучше понимаем и то, что творится на очень далеких от нас звездах.

Астрономическими методами было измерено, что орбита Земли удалена от Солнца в среднем на r=150 миллионов километров. Эта орбита имеет формулу эллипса, так что в разные моменты времени расстояние от Земли до Солнца несколько изменяется; меняется и скорость движения Земли по ее орбите. Как известно, период обращения Земли вокруг Солнца равно одномуг., точнее, 365,2522 суток. Ближе всего к Солнцу Земля подходит в январе, и в этот же период скорость движения Земли по ее орбите максимальна, хотя вариации скорости (в среднем 35 км/с) и расстояния между Землей и Солнцем очень невелики (1,7%). Угловой размер Солнца, видимый с Земли, составляет в среднем a=32,05 угловых минут. Радиус Солнца составляет 697 тысяч километров. Масса Солнца 2*10 30 кг. Средняя плотность Солнца составляет 1,41*10 3 кг/м 3 , т.е. в 1,41 раза больше плотности воды. Однако распределение плотности по глубине Солнца неоднородно, и величина средней плотности не очень показательна. С другой стороны, вспомнив, до каких чудовищных величин возрастает давление на больших глубинах земных океанов, мы качественно поймем, что происходит с давлением и плотностью по мере приближения к центру Солнца (плотность солнечного вещества – газа – прямо зависит от давления, в то время как вода практически несжимаема).

Казалось бы, странно рассуждать о распределении плотности по глубине небесного тела, удаленного от нас на полторы сотни миллионов километров. Но один из парадоксов естественнонаучных исследований состоит в том, что о внутреннем строении Солнца мы имеем, по-видимому, гораздо лучшее представление, чем о внутреннем строении Земли. Кстати, химический элемент гелий был вначале открыт на Солнце, а уже потом обнаружен на Земле. Состоит солнце примерно на ¾ из водорода, на ¼ из гелия, с небольшой добавкой (примерно 2%) более тяжелых элементов.

Яркая светящаяся поверхность Солнца, видимая невооруженным глазом, имеет температуру порядка 6000 о градусов и называется фотосферой. Фотосфера абсолютно непрозрачна, и лежащее под ней вещество недоступно никаким наблюдениям. Над фотосферой располагается солнечная атмосфера: на высоте 2-3 тысяч километров – достаточно плотный и тонкий слой – хромосфера, получивший свое название за то, что он бывает виден во время затмений как тонкая розовая окантовка Солнца. С высот порядка 10 тысяч километров начинается разреженная, но неоднородная и удивительно горячая (1-2 млн. градусов) корона Солнца. Она простирается до расстояний в несколько солнечных радиусов.

Агрегатное состояние вещества на Солнце: при таких температурах (6000 о и выше) это может быть только плазма, то есть ионизованный газ. Плазме присущ ряд весьма специфических свойств. Хотя она в целом электрически нейтральна, однако обладает электропроводностью, и при наличии магнитного поля сосуществует вместе с ним: с одной стороны, магнитное поле ограничивает подвижность плазмы – заряженные частицы перемещаются вдоль его силовых линий и труднее – поперек; с другой стороны, если облаку плазмы удалось оторваться от основной области, она увлекает магнитное поле за собой. Это явление образно называют вмороженностью магнитного поля в плазму. Еще одно характерное свойство плазмы: она поглощает электромагнитные колебания, частота которых ниже плазменной частоты. Вследствие этого, если плотность плазмы зависит только от высоты (нет неоднородностей), то более длинноволновые электромагнитные колебания (радиоволны) исходят из более высоких слоев солнечной атмосферы. Аналогичная ситуация существует и в ионосфере Земли, которая так же является плазмой.

2. Солнечно – Земные Связи (Физический аспект)

Система прямых или опосредованных физических связей между гелио- и геофизическими процессами. Земля получает от Солнца не только свет и тепло, обеспечивающие необходимый уровень освещённости и среднюю температуру её поверхности, но и подвергается комбинированному воздействию ультрафиолетового и рентгеновского излучения, солнечного ветра, солнечных космических лучей. Вариации мощности этих факторов при изменении уровня солнечной активности вызывают цепочку взаимосвязанных явлений в межпланетном пространстве, в магнитосфере, ионосфере, нейтральной атмосфере, биосфере, гидросфере и, возможно, литосфере Земли. Изучение этих явлений и составляет суть проблемы Солнечно-Земных связей. Строго говоря, Земля оказывает некоторое обратное (по крайней мере, гравитационное) воздействие на Солнце, однако оно ничтожно мало, так что обычно рассматривают только воздействие солнечной активности на Землю. Это воздействие сводится либо к переносу от Солнца к Земле энергии, выделяющейся в нестационарных процессах на Солнце (энергетический аспект Солнечно-Земные связи), либо к перераспределению уже накопленной энергии в магнитосфере, ионосфере и нейтральной атмосфере Земли (информационный аспект). Перераспределение энергии может происходить либо плавно (ритмические колебания геофизических параметров), либо скачкообразно (триггерный механизм).

Представления о Солнечно-Земных связях складывались постепенно, на основе отдельных догадок и открытий. Так, в конце XIX в. К.О.Биркелан (Биркеланд; Норвегия) впервые высказал предположение, что Солнце кроме волнового излучения испускает также и частицы. В 1915 г. А.Л.Чижевский обратил внимание на циклическую связь между развитием некоторых эпидемий и пятнообразовательной деятельностью Солнца. Синхронность многих гелио- и геофизических явлений (а также форма кометных хвостов) наводила на мысль, что в межпланетном пространстве имеется агент, передающий солнечные возмущения к Земле. Этим агентом оказался солнечный ветер, существование которого экспериментально было доказано в начале 1960-х гг. путём прямых измерений с помощью автоматических межпланетных станций. Открытие солнечного ветра вместе с накопленными данными о других проявлениях солнечной активности послужило основой для исследования физики Солнечно-Земных связей.

Обычно мощная вспышка сопровождается испусканием большого количества ускоренных частиц – солнечных космических лучей (СКЛ). Самые энергичные из них начинают приходить к Земле спустя чуть более 10 мин после максимума вспышки. Повышенный поток СКЛ у Земли может наблюдаться несколько десятков часов. Вторжение СКЛ в ионосферу полярных широт вызывает дополнительную ионизацию и, соответственно, ухудшение радиосвязи на коротких волнах. Имеются данные о том, что СКЛ в значительной мере способствуют опустошению озонного слоя Земли. Усиленные потоки СКЛ представляют собой также один из главных источников радиационной опасности для экипажей и оборудования космических кораблей.

Вспышка генерирует мощную ударную волну и выбрасывает в межпланетное пространство облако плазмы. Ударная волна и облако плазмы за 1.5-2 суток достигают Земли и вызывают магнитную бурю, понижение интенсивности галактических космических лучей, усиление полярных сияний, возмущения ионосферы и так далее.

Имеются статистические данные о том, что через 2-4 суток после магнитной бури происходит заметная перестройка барического поля тропосферы. Это приводит к увеличению нестабильности атмосферы, нарушению характера циркуляции воздуха (развитию циклонов и др. метеоявлений). Мировые магнитные бури представляют собой крайнюю степень возмущённости магнитосферы в целом. Более слабые (но более частые) возмущения, называемые суббурями, развиваются в магнитосфере полярных областей. Ещё более слабые возмущения возникают вблизи границы магнитосферы с солнечным ветром. Причиной возмущений последних двух типов являются флуктуации мощности солнечного ветра. При этом в магнитосфере генерируется широкий спектр электромагнитных волн с частотами 0,001 – 10,0 Гц, которые свободно доходят до поверхности Земли.

Во время магнитных бурь интенсивность этого низкочастотного излучения возрастает в 10-100 раз. Большую роль в геомагнитных возмущениях играет межпланетное магнитное поле, особенно его южный компонент, перпендикулярный плоскости эклиптики. Со сменой знака радиального компонента межпланетного магнитного поля связаны асимметрия потоков СКЛ, вторгающихся в полярные области, изменение направления конвекции магнитосферной плазмы и ряд других явлений.

Статистически установлена связь между уровнями солнечной и геомагнитной возмущённости и ходом ряда процессов в биосфере Земли (динамикой популяции животных, эпидемий, эпизоотий, количеством сердечно-сосудистых кризов и др.). Наиболее вероятной причиной такой связи являются низкочастотные колебания электромагнитного поля Земли. Это подтверждается лабораторными экспериментами по изучению действия электромагнитных полей естественной напряжённости и частоты на млекопитающих.

Рис.2 Схема солнечно-земных связей

Хотя не все звенья цепочки Солнечно-Земных связей одинаково изучены, в общих чертах картина Солнечно-Земных связей представляется качественно ясной. Количественное исследование этой сложной проблемы с плохо известными (или вообще неизвестными) начальными и граничными условиями затруднено из-за незнания конкретных физических механизмов, обеспечивающих передачу энергии между отдельными звеньями.

Наряду с поисками физических механизмов ведутся исследования информационного аспекта Солнечно-Земных связей. Связи проявляются двояко, в зависимости от того, плавно или скачкообразно происходит перераспределение энергии солнечных возмущений внутри магнитосферы. В первом случае Солнечно-Земные связи проявляются в форме ритмических колебаний геофизических параметром (11-летних, 27-дневных и др.). Скачкообразные изменения связывают с так называемым триггерным механизмом, который применим к процессам или системам, находящимся в неустойчивом состоянии, близком к критическому. В этом случае небольшое изменение критического параметра (давления, силы тока, концентрации частиц и т.п.) приводит к качественному изменению хода данного явления или вызывает новое явление. Для примера можно указать на явление образования внетропических циклонов при геомагнитных возмущениях. Энергия геомагнитного возмущения преобразуется в энергию инфракрасного излучения. Последнее создаёт небольшой дополнительный разогрев тропосферы, в результате которого и развивается её вертикальная неустойчивость. При этом энергия развитой неустойчивости может на два порядка превышать энергию первоначального возмущения.

Новым методом исследования Солнечно-Земных связей являются активные эксперименты в магнитосфере и ионосфере по моделированию эффектов, вызываемых солнечной активностью. Для диагностики состояния магнитосферы и ионосферы используются пучки электронов, облака натрия или бария (выпускаемые с борта ракеты). Для непосредственного воздействия на ионосферу используются радиоволны коротковолнового диапазона. Главное преимущество активных экспериментов – возможность контролировать некоторые начальные условия (параметры пучка электронов, мощность и частоту радиоволн и т.п.). Это позволяет более уверенно судить о физических процессах на заданной высоте, а вместе с наблюдениями на других высотах – о механизме магнитосферно-ионосферного взаимодействия, об условиях генерации низкочастотных излучений, о механизме Солнечно-Земных связей в целом. Активные эксперименты имеют также и прикладное значение. Доказана возможность создать искусственный радиационный пояс Земли и вызвать полярные сияния, изменять свойства ионосферы и генерировать низкочастотное излучение над заданным районом.

Изучение Солнечно-Земных связей является не только фундаментальной научной проблемой, но и имеет большое прогностическое значение. Прогнозы состояния магнитосферы и других оболочек Земли крайне необходимы для решения практических задач в области космонавтики, радиосвязи, транспорта, метеорологии и климатологии, сельского хозяйства, биологии и медицины.

3. Солнечная активность

Одной из самых замечательных особенностей Солнца являются почти периодические, регулярные изменения различных проявлений солнечной активности, то есть всей совокупности наблюдаемых изменяющихся (быстро или медленно) явлений на Солнце. Это и солнечные пятна – области с сильным магнитным полем и вследствие этого с пониженной температурой, и солнечные вспышки – наиболее мощные и быстроразвивающиеся взрывные процессы, затрагивающие всю солнечную атмосферу над активной областью, и солнечные волокна – плазменные образования в магнитном поле солнечной атмосферы, имеющие вид вытянутых (до сотен тысяч километров) волоконообразных структур. Когда волокна выходят на видимый край (лимб) Солнца, можно видеть наиболее грандиозные по масштабам активные и спокойные образования – протуберанцы, отличающиеся богатым разнообразием форм и сложной структурой. Нужно еще отметить корональные дыры – области в атмосфере Солнца с открытым в межпланетное пространство магнитным полем. Это своеобразные окна, из которых выбрасывается высокоскоростной поток солнечных заряженных частиц.

Солнечные пятна – наиболее известные явления на Солнце. Впервые в телескоп их наблюдал Г. Галилей в 1610 г. Мы не знаем, когда и как он научился ослаблять яркий солнечный свет, но прекрасные гравюры, изображающие солнечные пятна и опубликованные в 1613г. в его знаменитых письмах о солнечных пятнах, явились первыми систематическими рядами наблюдений.

С этого времени регистрация пятен то проводилась, то прекращалась, то возобновлялась вновь. В конце ХIX столетия два наблюдателя – Г. Шперер в Германии и Е. Маундер в Англии указали на тот факт, что в течение 70-летнего периода вплоть до 1716г. пятен на солнечном диске, по-видимому, было очень мало. Уже в наше время Д. Эдди, заново проанализировав все данные, пришел к выводу, что действительно в этот период был спад солнечной активности, названный Маундеровским минимумом.

К 1843г. после 20-летних наблюдений любитель астрономии Г. Швабе из Германии собрал достаточно много данных для того, чтобы показать, что число пятен на диске Солнца циклически меняется, достигая минимума примерно через каждые одиннадцать лет. Р. Вольф из Цюриха собрал все какие только мог данные о пятнах, систематизировал их, организовал регулярные наблюдения и предложил оценивать степень активности Солнца специальным индексом, определяющим меру "запятненности" Солнца, учитывающим как число пятен, наблюдавшихся в данный день, так и число групп солнечных пятен на диске Солнца. Этот индекс относительного числа пятен, впоследствии названный "числами Вольфа", начинает свой ряд с 1749 года. Кривая среднегодовых чисел Вольфа совершенно отчетливо показывает периодические изменения числа солнечных пятен.

Индекс "числа Вольфа" хорошо выдержал испытание временем, но на современном этапе необходимо измерять солнечную активность количественными методами. Современные солнечные обсерватории ведут регулярные патрульные наблюдения за Солнцем, используя в качестве меры активности оценку площадей солнечных пятен в миллионных долях площади видимой солнечной полусферы (м.д.п.). Этот индекс в какой-то мере отражает величину магнитного потока, сосредоточенного в пятнах, через поверхность Солнца.

Группы солнечных пятен со всеми сопутствующими явлениями являются частями активных областей. Развитая активная область включает в себя факельную площадку с группой солнечных пятен по обе стороны линии раздела полярности магнитного поля, на которой часто располагается волокно. Всему этому сопутствует развитие корональной конденсации, плотность вещества в которой по крайней мере в несколько раз выше плотности окружающей среды. Все эти явления объединены интенсивным магнитным полем, достигающим величины нескольких тысяч гаусс на уровне фотосферы.

Наиболее четко границы активной области определяются по хромосферной линии ионизованного кальция. Поэтому был введен ежедневный кальциевый индекс, который учитывает площади и мощности всех активных областей.

Самое сильное проявление солнечной активности, влияющее на Землю, – солнечные вспышки. Они развиваются в активных областях со сложным строением магнитного поля и затрагивают всю толщу солнечной атмосферы. Энергия большой солнечной вспышки достигает огромной величины, сравнимой с количеством солнечной энергии, получаемой нашей планетой в течение целого года. Это приблизительно в 100 раз больше всей тепловой энергии, которую можно было бы получить при сжигании всех разведанных запасов нефти, газа и угля. В то же время это энергия, испускаемая всем Солнцем за одну двадцатую долю секунды, с мощностью, не превышающей сотых долей процента от мощности полного излучения нашей звезды. Во вспышечно-активных областях основная последовательность вспышек большой и средней мощности происходит за ограниченный интервал времени (40-60 часов), в то время как малые вспышки и уярчения наблюдаются практически постоянно. Это приводит к подъему общего фона электромагнитного излучения Солнца. Поэтому для оценки солнечной активности, связанной со вспышками, стали применять специальные индексы, напрямую связанные с реальными потоками электромагнитного излучения. По величине потока радиоизлучения на волне 10.7 см (частота 2800 МГц) в 1963 г. введен индекс F10.7. Он измеряется в солнечных единицах потока (с.е.п.), причем 1 с.е.п. = 10-22 Вт/(м2·Гц). Индекс F10.7 хорошо соответствует изменениям суммарной площади солнечных пятен и количеству вспышек во всех активных областях. Для статистических исследований в основном используются среднемесячные значения.

С развитием спутниковых исследований Солнца появилась возможность прямых измерений потока рентгеновского излучения в отдельных диапазонах.

С 1976 года регулярно измеряется ежедневное фоновое значение потока мягкого рентгеновского излучения в диапазоне 1-8 A (12.5-1 кэВ). Соответствующий индекс обозначается прописной латинской буквой (A, B, C, M, X), характеризующей порядок величины потока в диапазоне 1-8 A (10-8 Вт/м2, 10-7 и так далее) с последующим числом в пределах от 1 до 9.9, дающим само значение потока. Так, например, M2.5 означает уровень потока 2.5·10-5. В итоге получается следующая шкала оценок:

А(1-9) = (1-9)·10-8 Вт/м2

В(1-9) = (1-9)·10-7

С(1-9) = (1-9)·10-6

М(1-9) = (1-9)·10-5

Х(1-n) = (1-n)·10-4

Этот фон изменяется от величин А1 в минимуме солнечной активности до С5 в максимуме. Эта же система применяется для обозначения рентгеновского балла солнечной вспышки. Максимальный балл Х20 = 20·10-4 Вт/м2 зарегистрирован во вспышке 16 августа 1989 года.

В последнее время стало использоваться в виде индекса, характеризующего степень вспышечной активности Солнца, количество солнечных вспышек за месяц. Этот индекс может быть использован с 1964 года, когда была введена применяющаяся сейчас система определения балльности солнечной вспышки в оптическом диапазоне.

Солнечная активность в числах Вольфа и, как выяснилось позже, и в других индексах, имеет циклический характер со средней продолжительностью цикла в 11.2 года. Нумерация солнечных циклов начинается с того момента, когда начались регулярные ежедневные наблюдения числа пятен. Эпоха, когда количество активных областей бывает наибольшим, называется максимумом солнечного цикла, а когда их почти нет – минимумом. За последние 80 лет течение цикла несколько ускорилось и средняя продолжительность циклов уменьшилась примерно до 10.5 лет. За последние 250 лет самый короткий период был равен 9 годам, а самый длинный 13.5 лет. Другими словами, поведение солнечного цикла регулярно лишь в среднем. В подъеме и спаде солнечных циклов существует некоторая закономерность. Возможно, это указывает на существование более длительного цикла, равного примерно 80-90 годам. Несмотря на различную длительность отдельных циклов, каждому из них свойственны общие закономерности. Так, чем интенсивнее цикл, тем короче ветвь роста и тем длиннее ветвь спада, но для циклов малой интенсивности как раз наоборот – длина ветви роста превышает длину ветви спада. В эпоху минимума в течение некоторого времени пятен на Солнце, как правило, нет. Затем они начинают появляться далеко от экватора на широтах ±40°. Одновременно с возрастанием числа солнечных пятен сами пятна мигрируют в направлении солнечного экватора, который наклонен к плоскости орбиты Земли (то есть к эклиптике) под углом в 7°. Г.Шперер был первым, кто исследовал эти изменения с широтой. Он и Р.Кэррингтон – английский астроном-любитель – провели большие серии наблюдений периодов обращения пятен и установили тот факт, что Солнце не вращается как твердое тело – на широте 30°, например, период обращения пятен вокруг Солнца на 7% больше, чем на экваторе.

К концу цикла пятна в основном появляются вблизи широты ±5°. В это время на высоких широтах уже могут появляться пятна нового цикла.

В 1908г. Д.Хейл открыл, что солнечные пятна обладают сильным магнитным полем. Более поздние измерения магнитного поля в группах, состоящих из двух солнечных пятен, показали, что эти два пятна имеют противоположные магнитные полярности, указывая, что силовые линии магнитного поля выходят из одного пятна и входят в другое. В течение одного солнечного цикла в одной полусфере (северной или южной) ведущее пятно (по направлению вращения Солнца) всегда одной и той же полярности. По другую сторону экватора полярность ведущего пятна противоположная. Такая ситуация сохраняется в течение всего текущего цикла, а затем, когда начинается новый цикл, полярности ведущих пятен меняются. Первоначальная картина магнитных полярностей таким образом восстанавливается через 22 года, определяя магнитный цикл Солнца. Это означает, что полный магнитный цикл Солнца состоит из двух одиннадцатилетних – четного и нечетного, причем четный цикл обычно меньше нечетного.

Одиннадцатилетней цикличностью обладают многие другие характеристики активных образований на Солнце – площадь пятен, частота и количество вспышек, количество волокон (и соответственно протуберанцев), а также форма короны. В эпоху минимума солнечная корона имеет вытянутую форму, которую придают ей длинные лучи, искривленные в направлении вдоль экватора. У полюсов наблюдаются характерные короткие лучи – "полярные щетки". Во время максимума форма короны округлая, благодаря большому количеству прямых радиальных лучей.

В последние годы всё чаще говорится о солнечной активности, магнитных бурях и их влиянии на людей. Так как солнечная активность нарастает, то вопрос о влиянии этого явления на здоровье становится в достаточной степени актуальным.

Всё на Земле зависит от Солнца, поставляющего ей значительную часть энергии. Спокойное Солнце (при отсутствии на его поверхности пятен, протуберанцев, вспышек) характеризуется постоянством во времени электромагнитного излучения во всём его спектральном диапазоне, включающем рентгеновские лучи, ультрафиолетовые волны, видимый спектр, инфракрасные лучи, лучи радиодиапазонов, а также постоянством во времени так называемого солнечного ветра – слабого потока электронов, протонов, ядер гелия, представляющего собой радиальное истечение плазмы солнечной короны в межпланетное пространство.

Магнитное поле планет (в том числе Земли) служит защитой от солнечного ветра, но часть заряженных частиц способно проникать внутрь магнитосферы Земли. Это происходит в основном в высоких широтах, где имеются две так называемые воронки: одна в Северном, другая в Южном полушариях. Взаимодействие этих заряженных частиц с атомами и молекулами атмосферных газов вызывает свечение, которое называется северным сиянием. Энергия, приходящая в виде этих частиц, далее распределяется в различных процессах вокруг всего земного шара, в результате чего происходят изменения в атмосфере и ионосфере на всех широтах и долготах. Но эти изменения на средних и низких широтах происходят спустя определённое время после событий в высоких широтах, и последствия их в разных областях, на разных широтах и в разное время различны. Поэтому имеется значительное многообразие последствий вторжения частиц солнечного ветра в зависимости от региона.

Волновое излучение Солнца распространяется прямолинейно со скоростью 300 тыс. км/сек и доходит до Земли за 8 минут. Молекулы и атомы атмосферных газов поглощают и рассеивают волновое излучение Солнца избирательно (на определённых частотах). Периодически, с ритмом приблизительно 11 лет, происходит усиление солнечной активности (возникают солнечные пятна, хромосферные вспышки, протуберанцы в короне Солнца). В это время усиливается волновое солнечное излучение на разных частотах, из солнечной атмосферы выбрасываются в межпланетное пространство потоки электронов, протонов, ядер гелия, энергия и скорость которых много больше, чем энергия и скорость частиц солнечного ветра. Этот поток частиц распространяется в межпланетном пространстве наподобие поршня. Через определённое время (12–24 часа) этот поршень достигает орбиты Земли. Под его давлением магнитосфера Земли на дневной стороне сжимается в 2 раза и боле (с 10 радиусов Земли в норме до 3–4х), что ведёт к увеличению напряжённости магнитного поля Земли. Так начинается мировая магнитная буря.

1. Инфразвук, представляющий собой акустические колебания очень низкой частоты. Он возникает в областях полярных сияний, в высоких широтах и распространяется на все широты и долготы, то есть является глобальным явлением. Через 4–6 часов от начала мировой магнитной бури плавно увеличивается амплитуда колебаний на средних широтах. После достижения максимума она постепенно уменьшается в течение нескольких часов. Инфразвук генерируется не только при полярных сияниях, но и при ураганах, землетрясениях, вулканических извержениях так, что в атмосфере существует постоянный фон этих колебаний, на который накладываются колебания, связанные с магнитной бурей.

2. Микропульсации или короткопериодические колебания магнитного поля Земли (с частотами от нескольких герц до нескольких кГц). Микропульсации с частотой от 0,01 до 10 Гц действуют на биологические системы, в частности на нервную систему человека (2–3 Гц), увеличивая время реакции на возмущающий сигнал, влияют на психику (1 Гц), вызывая тоску без видимых причин, страх, панику. С ними также связывают увеличение частоты заболеваемости и осложнений со стороны сердечно–сосудистой системы.

3. Также в это время меняется интенсивность ультрафиолетового излучения, приходящего к поверхности Земли из–за изменения озонового слоя в высоких широтах в результате действия на него ускоренных частиц.

Выбрасываемые из Солнца потоки очень разнообразны. Различны и условия в межпланетном пространстве, которое они преодолевают, поэтому нет строго одинаковых магнитных бурь. Каждая имеет своё лицо, отличается не только силой, интенсивностью, но и особенностями развития отдельных процессов. Таким образом, следует иметь в виду, что понятие «магнитная буря» в данной проблеме действия космоса на здоровье является своего рода собирательным образом.

Влияние солнечной активности на возникновение заболеваний установил ещё в 20-х годах А.Л.Чижевский. Его считают основоположником науки гелиобиологии. С тех пор проводятся исследования, накапливаются научные данные, подтверждающие влияние солнечных и магнитных бурь на здоровье. Замечено, что ухудшение состояния больных максимально проявляется, во-первых, сразу после солнечной вспышки и, во-вторых, – с началом магнитной бури. Это объясняется тем, что спустя примерно 8 минут от начала солнечной вспышки солнечный свет (а также рентгеновское излучение) достигают атмосферы Земли и вызывают там процессы, которые влияют на функционирование организма, а примерно через сутки начинается сама магнитосферная буря Земли.

Исследования сердечного ритма показали, что слабые возмущения магнитного поля Земли не вызывали увеличения числа нарушений сердечного ритма. Но в дни с умеренными и сильными геомагнитными бурями нарушения ритма сердца происходят чаще, чем при отсутствии магнитных бурь. Это относится как к наблюдениям в состоянии покоя, так и при физических нагрузках.

Наблюдения за больными гипертонической болезнью показали, что часть больных реагировала за сутки до наступления магнитной бури. Другие чувствовали ухудшение самочувствия в начале, середине или по окончании геомагнитной бури. В начале и на протяжении бури увеличивалось систолическое давление (приблизительно на 10 – 20%), иногда в конце, а также в продолжение первых суток после её окончания увеличивалось как систолическое, так и диастолическое артериальное давление. Только на вторые сутки после бури артериальное давление у больных стабилизировалось.

Выявлена связь солнечной активности и с функционированием других систем организма, с онкозаболеваниями. В частности, изучалась заболеваемость раком в Туркмении за время одного цикла солнечной активности. Было установлено, что в годы снижения солнечной активности заболеваемость злокачественными опухолями возрастала. Наибольшая заболеваемость раком имела место в период спокойного Солнца, наименьшая – при самой высокой солнечной активности. Предполагают, что это связано с тормозящим действием солнечной активности на малодифференцированные клеточные элементы, в том числе на раковые клетки.

Во время магнитной бури чаще начинаются преждевременные роды, а к концу бури увеличивается число быстрых родов. Учёные также пришли к выводу, что уровень солнечной активности в год рождения ребёнка существенно отражается на его конституционных особенностях.

Необходимо отметить, что больной и здоровый организм по-разному реагирует на изменения космических и геофизических условий. У больных ослабленных, утомлённых, эмоционально неустойчивых лиц в дни, характеризующиеся изменением космических и геофизических условий, ухудшаются показатели энергетики, иммунологической защиты, состояния различных физиологических систем организма, появляется психическое напряжение. А психологически и физически здоровый организм оказывается в состоянии перестроить свои внутренние процессы в соответствии с изменившимися условиями внешней среды. При этом активируется иммунная система, соответственно перестраиваются нервные процессы и эндокринная система; сохраняется или даже увеличивается работоспособность. Субъективно это воспринимается здоровым человеком как улучшение самочувствия, подъём настроения.

Влияние Солнечной Активности на ребенка. Известно, что любая нагрузка даётся детям большим напряжением психических, эмоциональных и физических функций. Во время экстремальных космических и геофизических ситуаций страдает энергетика ребёнка, развиваются функциональные расстройства со стороны нервной, эндокринной, сердечно–сосудистой, дыхательной и других систем. Ребёнок ощущает дискомфорт, который не может объяснить. Появляются нарушения сна, беспокойство, плаксивость, теряется аппетит. Иногда может подниматься температура. После окончания экстремальной ситуации всё приходит в норму, и в этом случае прибегать к лечению неизвестной болезни не нужно. Лекарственная терапия детей, прореагировавших на изменение геомагнитной обстановки, не оправдана и может иметь неблагоприятные последствия. В это время ребёнку больше необходимо внимание близких людей. У детей в такие моменты может появиться повышенная возбудимость, нарушение внимания, некоторые становятся агрессивными, раздражительными, обидчивыми. Ребёнок может более медленно выполнять школьную работу. Непонимание состояния детей в такие периоды со стороны родителей, воспитателей, учителей усугубляет отрицательный эмоциональный фон ребёнка. Могут возникать конфликтные ситуации. Чуткое отношение к ребёнку, поддержка в преодолении психологического и физического дискомфорта – наиболее реальный путь к достижению гармоничного развития детей. Ещё больше трудностей может быть при совпадении повышенной геомагнитной активности с началом учебного года. В этой ситуации, как показывают наблюдения учёных, помогает творческое начало. Другими словами, учебный материал, методика его преподнесения должны вызывать у ребёнка интерес к познанию нового. А это приведёт к удовлетворению потребности в творческой деятельности и станет источником радости. Освоение школьного материала должно быть направлено больше не на механическое запоминание, а на обучение творческого осмысления и использования знаний.

Имеются индивидуальные различия чувствительности человека к воздействию возмущений геомагнитного поля. Так, люди, рождённые в период активного Солнца, менее чувствительны к магнитным бурям. Всё больше данных свидетельствует о том, что сила фактора внешней среды в период развития беременности, а также изменения в самом организме матери определяет устойчивость будущего человека к тем или иным экстремальным условиям и склонность к определённым заболеваниям. Это позволяет предположить, что сила воздействия космических, геофизических и других факторов, их соотношение и ритм воздействия на организм беременной женщины как бы заводят внутренние биологические часы каждого из нас.

Результаты научных наблюдений за солнечной активностью в течение последних 170 лет позволяют отнести максимум 11–летнего цикла в 2001г. к самому мощному за этот период. Он совпадает с вхождением в максимум 576 летнего цикла противостояния больших планет в 2000г., что позволяет учёным предположить усиление психопатогенного космического воздействия на биосферу в 2000–2001гг., а далее в 2004–2006гг. вызвать наибольшее усиление сейсмической активности Земли в новейшей истории.

Заключение

Солнце освещает и согревает нашу планету, без этого была бы невозможна жизнь на ней не только человека, но даже микроорганизмов. Солнце – главный (хотя и не единственный) двигатель происходящих на Земле процессов. Но не только тепло и свет получает Земля от Солнца. Различные виды солнечного излучения и потоки частиц оказывают постоянное влияние на её жизнь.

Солнце посылает на Землю электромагнитные волны всех областей спектра – от многокилометровых радиоволн до гамма-лучей. Окрестностей Земли достигают также заряжённые частицы разных энергий – как высоких (солнечные космические лучи), так и низких и средних (потоки солнечного ветра, выбросы от вспышек). Наконец, Солнце испускает мощный поток элементарных частиц – нейтрино. Однако воздействие последних на земные процессы пренебрежимо мало: для этих частиц земной шар прозрачен, и они свободно сквозь него пролетают.

Только очень малая часть заряженных частиц из межпланетного пространства попадает в атмосферу Земли (остальные отклоняет или задерживает геомагнитное поле). Но их энергии достаточно для того чтобы вызвать полярные сияния и возмущения магнитного поля нашей планеты, все это неизбежно влияет на все живое и возможно неживое на планете Земля.

Литература:

1. Чижевский А.Л. «Земное эхо солнечных бурь»: М., Мысль 1976г.

2. Мирошниченко Л.И. «Солнечная активность и земля»: М., Наука 1981г.

3. Широкова Е. «В плену солнечных бурь» // Камчатское Время 26.04.2001г.

http://troyka.iks.ru/kv/archive/26_04_2001/7.shtml

4. Кауров Э. «Человек, Солнце и Магнитные Бури» // "Астрономия" РАН. 19.01.2000г. http://scie ce.ng.ru/astronomy/2000-01-19/4_magnetism.html

5. Короновский Н.В. «Магнитное поле геологического прошлого земли» // СОЖ, 1996г. №6

6. Воронов, Гречнева «Основы современного естествознания»:М. Учебное пособие.

В детстве мы каждый летний день радовались солнечным лучам и совершенно не понимали взрослых, которые что-то говорили о «магнитных бурях» и о необходимости обязательно надевать панаму и вообще, они советовали находиться в теньке. Однако мы взрослеем, и влияние солнечной активности на здоровье человека нам становится все более понятно.

Со временем солнце нам уже не кажется лучистым и теплым пятнышком на голубом небе, оно уже предстает перед нами, как огромный газовый шар, внутри которого все время проходят термоядерные реакции. Влияние всех этих реакций приводит к тому, что солнце все время кипит, производит поток различных частиц, магнитных полей и излучений. Все эти ученые называют «солнечным ветром». Этот ветер имеет не постоянную скорость, он может достичь земли и за три дня и за день, принося с собой ультрафиолетовую и инфракрасную радиацию, что влияет на здоровье человека и общее самочувствие.

Воздействие солнечной активности помогает нам не только ориентироваться в пространстве, различать предметы, но и чувствовать тепло. Однако если не приложить никаких мер защиты кожи, то можно получить ожоги. Полезное влияние солнечного света на здоровье человека заключается в том, что под действием радиации кровеносные сосуды расширяются, ускоряется кровоток, увеличивается всасываемость кожей множества биологически активных веществ, поэтому так часто инфракрасное облучение применяют для борьбы со многими заболеваниями.

Ультрафиолетовое излучение – наиболее активная часть солнечной энергии. Данное излучение подразделяется на лучи А, В, С. Наиболее опасными из них являются С лучи, однако благодаря озоновому защитному слою нашей планеты их активности по достижению поверхности земли сильно снижается. Но вот влияние лучей А и В вырабатывает в нашей коже витамин D, который необходим для здоровья человека. При этом ультрафиолетовые лучи – основной источник этого витамина, поскольку в продуктах питания его содержится очень мало. Суточная норма витамина D составляет от 20 до 30 мкг, а в желтках, которые находятся на первом месте среди всех продуктов по содержанию этого витамина, находится всего 3-8 мкг. В стакане молока витамина D содержится около 0, 5мкг, а в остальных продуктах и того меньше. Витамин D оказывает положительное влияние на усвоение кальция. При дефиците этого витамина кальций просто начнет вымываться из организма, произойдет сбой в работе надпочечников, нарушатся функции щитовидной железы, обмен веществ и ухудшиться иммунитет.

Также положительное влияние воздействие солнечной активности оказывает и на уровень эндорфинов в организме. И в самом деле, разве можно грустить в солнечный теплый день, особенно если мы лежим на пляже где-нибудь на море. А вот дефицит солнечной энергии приводит к ухудшению самочувствия, снижению умственной активности, ухудшению работоспособности, снижается сопротивляемость заболеваниям, процесс восстановления и выздоровления значительно удлиняется, а также повышается риск повреждения опорно-двигательного аппарата.

Опасное влияние солнечной активности

Во всем нужно знать меру, и на сегодняшний день шанс получить избыток солнечного тепла у нас гораздо больше, нежели недополучить, а это приводит к абсолютно обратному эффекту, отрицательно влияя на здоровье человека.

Желая получить красивый, золотистый загар в короткие сроки без использования специальных защитных кремов, мы подвергаем свое здоровье огромному риску. Ведь это может привести к развитию злокачественных образования на коже, ухудшению работы сердечной мышцы и обострению болезней эндокринной системы.

«Солнечный ветер» состоит не только из ультрафиолетовых излучений, и из магнитного потока, который мы называем магнитные бури. Если негативное влияние ультрафиолетовых лучей каким-то образом сокращает озоновый слой, то от магнитных бурь у нас защиты нет. Магнитные потоки к тому же всегда различны по силе и развитию, поэтому их невозможно как-то классифицировать. Однако их всех объединяет влияние на здоровье человека. С начала двадцатых годов было замечено воздействие магнитных бурь на состояние здоровья. Было замечено, что состояние больных начинает резко ухудшаться после солнечной вспышки. В первую очередь были выделены заболевания сердца и сосудистой системы. У пациентов наблюдалось повышение давления, нарушение ритма сердцебиения, увеличивалась число инфаркта миокарда.

Также магнитные бури влияют и на беременность, вызывая угрозу преждевременных родов. Кроме того, в период повышенной солнечной активности наблюдается увеличение числа несчастных случаев, у людей ухудшается сообразительность и замедляется реакция.

Проблема влияния солнечной активности на здоровье человека представляет значительный интерес и увеличение количества исследований в этой области свидетельствует о весомости постановки такой задачи в настоящем. Физические аспекты этой проблемы представляют заметную часть солнечно-земной физики, ее современные успехи позволяют делать более или менее обоснованные прогнозы геомагнитной обстановки на 3-4 дня. Как известно , Солнце излучает энергию практически во всем спектре электромагнитного излучения. Этот спектр составляет приблизительно 20 октав.

Самая большая часть этой энергии сосредоточена в лучах видимого света и тепловых инфракрасных лучах. Энергия этих излучений предоставляет возможность существования всех многочисленных форм жизни на нашей планете. Однако даже небольшая по количеству часть опасной для живых организмов ионизирующей радиации, которая проникает на Землю, способна убить все живое. Поэтому можно сказать, что жизнь на нашей планете возможна в большая степени благодаря нескольким естественным защитным оболочкам. Они входят в структуры атмосферы и окружающее Землю космическое пространство. Первой из них, начиная от границы межпланетной среды является магнитосфера. Она воспринимает поток галактических и солнечных лучей и солнечного ветра.

Последний рождается в верхних прослойках солнечной атмосферы. Температура этих прослоек довольно значительна (около 6000К), поэтому они постоянно испаряются в окружающее космическое пространство. Главной составляющей вещества, которая вследствие такого процесса образовалась и распространяется в объем Солнечной системы, является плазма. Она состоит из ионов водорода и гелия и, конечно, электронов. Этот поток «прихватывает» с собой и частицу магнитного поля Солнца, заполняя в таком составе всю планетную систему и распространяется даже далеко за ее границы. Именно этой поток и должен репрезентовать солнечный ветер. Скорость его разлета составляет сотни километров за секунду даже тогда, когда Солнце спокойно и увеличивается в несколько раз при возмущениях.

Такие данные и возможные границы влияния резких изменений в космической погоде на состояние биологических объектов и, в частности, человека являются достаточно важными для терапии и профилактики целого ряда заболеваний . В этой области ценность, прежде всего имеют безмедикаментозные практики традиционной медицины. Статья организована следующим образом: в первом разделе рассмотренны физические факторы влияния солнечной активности на биосферу; второй раздел посвящен анализу статистических данных о состоянии человека в условиях геомагнитных возмущений; в третьем разделе рассмотрены возможности традиционного восточного метода (иглотерапии) для профилактики негативного влияния и сделан вывод о перспективности такого подхода.

І) Большинство планет Солнечной системы (за исключением Венеры) имеют собственные магнитные поля. Солнечный ветер приносит также поле от Солнца, поэтому в этой системе образовывается так называемое межпланетное магнитное поле. Его состояние существенен для процесса взаимодействия составляющих солнечного ветра с магнитным полем Земли (Рис. 1).
Рис. 1. Взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой Земли.
Следующая важная оболочка - ионосфера. Эта прослойка имеет толщину в несколько сотен километров, а его нижняя граница находится на расстоянии 90 км от поверхности Земли. Он имеет значительную плотность газа, заметная часть которого ионизирована. Такое состояние поддерживается за счет поглощения вредных для жизни рентгеновских и ультрафиолетовых лучей. Остальное далекое ультрафиолетовое излучение, которое проходит еще ближе к земной поверхности, поглощает особая прослойка атмосферы - озоновая. Она существует за счет поглощения ультрафиолета с длиной волны, менее 0,3 мкм. Поэтому энергичные изменения в солнечном ветре и коротковолновом излучении, которые обусловлены солнечной активностью, не проникают в биосферу.

Рис.2. Спектр солнечного излучения за пределами земной атмосферы: 1 - максимум солнечной активности, 2 - минимум солнечной активности, 3 - трехбалльная вспышка.
Внизу указаны области солнечной атмосферы, где большей частью формируется наблюдаемое излучение. Заштрихована область спектру а-б, которая воспринимается человеческим глазом. В той же строке отмечены области спектра поглощения и излучения, которое поглощается в атмосфере Земли, или отражается ионосферой.

Как было указано выше, Земля имеет собственное магнитное поле, которое довольно сильно взаимодействует с межпланетным магнитным полем. Энергетика этого процесса практически полностью определяется солнечным ветром. Для упрощенного описания явлений, которые вызваны при этом (так называемые геомагнитные возмущения), можно ввести следующую градацию:

1. спокойный солнечный ветер, то есть постоянно существующий поток солнечной плазмы, которая заполняет все межпланетное пространство;

2. квазистационарные высокоскоростные потоки солнечной плазмы, которые отвечают за более или менее регулярные геомагнитные возмущения;

3. спорадические высокоскоростные потоки, относительно кратковременные, но очень неоднородные, сложные по структуре. Они являются ответственными за сильные возмущения магнитосферы.

Силовые линии межпланетного магнитного поля
Рис. 3. Магнитосфера Земли:
1 - авроральна зона, 2 - плазмовый пласт, 3 - кольцевой пласт, 4 - касп, 5 - магнитопауза, 6 - главная ударная волна, 7 - плазменная мантия, 8 - сечение линии с плоскостью.

Рассмотрим область взаимодействия более внимательно. Магнитосфера Земли (Рис. 3) - это область околоземного космического пространства, которая определяется взаимодействием солнечного ветра с геомагнитным полем, которое подобно полю диполя. Магнитосфера есть сложной открытой системой, в которой происходит дисипация энергии солнечного ветра в следствие коллективных взаимодействий частичек плазмы с возбужденными в ней колебаниями . Так формируется магнитосфера, граница которой (магнитопауза) разделяет области межпланетного и геомагнитного полей и разных плазмовых сред. Можно сказать, что эта граница магнитосферы проходит там, где давление солнечного ветра уравнивается с давлением геомагнитного поля. В подсолнечной точке она находится в среднем на расстоянии около девяти радиусов Земли (55-60 тыс. км) от ее центра.

Полное усилие, которое солнечный ветер передает магнитосфере очень мало, тем не менее, внешние области магнитосферы, заполненные слабым геомагнитным полем, сильно искажаются относительно первоначальной (дипольной) формы. В процессе взаимодействия солнечного ветра с магнитным полем Земли формируется безсоприкосновательная главная ударная волна, а линии геомагнитного поля окажутся вытянутыми в длинный хвост (похожий на хвосты кометы) на расстоянии порядка нескольких сотен земных радиусов в направлении от Солнца. Кроме магнитной границы, существуют плазмовые границы - низкоширотная предельная прослойка и мантия (высокоширотная прослойка). Глубже, в середине магнитосферы, находится плазмосфера, которая оборачивается вместе с Землей. У внутренней магнитосферы есть область захваченных частичек (радиационные пояса и кольцевой ток), которая является накопителем значительных энергий в магнитосфере. Кольцевой ток приводит к глобальному ослаблению магнитного поля на земной поверхности. Второй большой областью накопления энергии в магнитосфере является протяжный геомагнитный хвост.

Переход энергии магнитного поля в другие ее виды также может сопровождаться умеренной геомагнитной активностью, предоставляя принципиальное влияние на состояние атмосферы, гидросферы, биосферы, включая организм человека .
В статье уже было отмечено, что вместе с плазмой солнечного ветра выносятся магнитные поля, которые определяют структуру солнечного ветра. Эти поля, взаимодействуя с геомагнитным полем, влияют на экологию Земли . Каждая возмущенность солнечного ветра можно зафиксировать даже на Земле при регистрации изменений составляющих вектора магнитного поля. Сейчас можно считать установленным, что изменения межпланетного магнитного поля вызывают изменения космической погоды в магнитосфере. Наиболее сильные магнитосферные возмущения происходят от взаимодействия с плазмовой тучей, которая выброшена в межпланетное пространство при развитии достаточно сильной солнечной вспышки. Комплекс явлений, которые развиваются при этом имеют название - магнитная буря. Это название возникшее после того, как на Земле были зафиксированы хаотичные вариации напряженности геомагнитного поля - эффект «сумасшедшей» стрелки магнитного компасу.

II) Взаимодействие солнечной активности и биосферы Земли представляет собой значительный интерес и увеличение исследований в этом направлении свидетельствует о наличии проблемы в этой области. Возможность определить допустимые границы такого действия может быть очень важной для медиков. Можно считать доказанным (по крайней мере статистическими исследованиями), что количество людей госпитализированных «скорой помощью» и число обострений сердечно-сосудистых заболеваний существенно увеличивается в разных фазах магнитной бури .

Здесь надо заметить, что полная научная картина этих явлений на сегодняшний день отсутствует. Прежде всего это происходит по причине того, что в организме человека до сих пор не найдены типы клеток, которые могли быть достаточно чувствительными приемниками магнитных возмущений. Поэтому сегодня существуют лишь теории этого влияния с помощью других факторов, величина которых контролируется возмущениями геомагнитного поля. Пример такой теории приведен в . Она базируется на значительном увеличении интенсивности инфразвуковых волн в период магнитных бур.

Кроме сложной физической картины упомянутых выше процессов существует проблема количественного описания геомагнитной активности для исследования влияния физических процессов в околоземной среде на биосферу. Наблюдения проведенные геомагнитными обсерваториями и непосредственные измерения с борта специальных спутников позволили выделить наиболее информативный параметр - это вертикальная (касательная к геомагнитному полю на экваторе) компонента межпланетного магнитного поля Вz.

Параллельными медицинскими исследованиями выявлена специфическая динамика недельного ритма и достоверная зависимость числа вызовов «скорой помощи» по поводу инфаркта миокарда и внезапной смерти при определенном уровне Вz. Из свыше 6 млн. медицинских показателей, к числу которых входило 10 заболеваний и травм разного характера, эффекты, которые потенциально можно отнести к следствиям действия геомагнитных факторов, наблюдались практически лишь в группе больных с резкой патологией сердечно-сосудистой системы, преимущественно с инфарктом миокарда . Уровень связи этого заболевания с геомагнитной активностью отличается среди других заболеваний, которые были проанализированы: инсульты головного мозга, гипертонические кризисы, эпилепсия, бронхиальная астма и др. Можно лишь отметить, что новейшие исследования нейрофизиологических аспектов этой проблемы указывают на дополнительные каналы связи между геомагнитной активностью и высшей нервной деятельностью. Надо также отметить, что сравнения проводились на разных географических широтах. Известно (см. первую часть), что интенсивность геомагнитной активности в период магнитных возмущений довольно сильно зависит от широты. Максимум ее достигается в приполярных областях. Достоверно показанное влияние геомагнитной активности на физиологические параметры и здоровье человека не только во время ее повышения, но также во время уменьшения.

Кроме того, введение параметру Вz, который может быть довольно уверенно определен, позволило ввести классификацию геомагнитных возмущений после анализа данных почти за 40-летний период . Также были просчитаны средние количества типов возмущений и приведена оценка их среднегодовой продолжительности.

256 бурь (сильных, очень сильных и гигантских) за 37 лет: в среднем, 7 таких бурь в год; в среднем, 14 суток из 365 (продолжительность бури 2 суток) = 4% всего от продолжительности года.

346 умеренных бурь за 37 лет: в среднем, 9,5 таких бурь в год; в среднем 14 суток из 365 (продолжительность буры 1,5 суток) = 4% всего от продолжительности года.

482 слабых бурь: в среднем, 13 таких бурь в год; в среднем, 14 суток с 365 (продолжительность бури 1 сутки) = 4% всего от продолжительности года.

То есть средняя продолжительность увеличенной активности занимает время, которое представляет около 10% продолжительности года. Кроме того, надо обратить внимание на то обстоятельство, что количество сильных и умеренных бурь составляет большую часть от общего количества возмущений и их общей продолжительности. За подобной классификацией складывается и 3-дневный прогноз геомагнитной обстановки. Его выставляют на свои сайты все ведущие метеослужбы мира .

Конечно, нужно также принимать во внимание влияние солнечных возмущенмй через изменения в его электромагнитном излучении разных диапазонов. Первые регулярные наблюдения радиоизлучения невозмущенного Солнца, начатые в середине прошлого века (сначала в диапазоне 1-10 см, а со временем и соседних областях), и связей между интенсивными радиовсплесками и солнечными вспышками, позволили классифицировать эти возмущенности на основе спектрально-временных характеристик. Оказалось, что основная часть такого излучения (при разных типах возмущений) принадлежит диапазону 300 кГц - 300 МГц. Это означает, что со стороны коротких волн граница этих явлений принадлежит к дециметровому диапазону. Однако известно, что Чижевский еще в конце 30-х годов утверждал: «Агентом влияния солнечной активности является, в частности, и миллиметровое излучение" . Современные радиофизические исследования дают основание считать, что интенсивность микроволнового излучения ионосферы в период средней солнечной вспышки увеличивается на порядок, а в период сильной геомагнитной бури - на два порядка .