АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

ИАГНИТОСФЕРНАЯ БУРЯ

Во время солнечной бури выбрасываются потоки корпуску­лярной радиации. Эти потоки достигают орбиты Земли за полтора-двое суток и, наталкиваясь на ее магнитосферу, поджи­мают ее с дневной стороны. Дальше поток солнечной плазмы обтекает магнитосферу Земли, создавая на ее границе электри­ческие токи. Радиация солнечного потока проникает внутрь магнитосферы через воронки в магнитном поле — дневные полярные каспы, на удалении около 10" от Северного и Южного геомагнитных полюсов. Кроме того, солнечная плазма проникает в хвост магнитосферы. Заряженные частицы внутри магнито­сферы изменяют характер своего движения, энергию, распре­деление по питч-углам. Это нарушает условия их захвата в геомагнитное поле, и часть из них высыпается в высоких широтах в верхнюю атмосферу.

Нас интересует вопрос, как весь этот комплекс процессов будет влиять на живые организмы и прежде всего на здоровье человека. Из дальнейшего мы увидим, что отнюдь не достаточно одного только факта наличия магнитной бури и полярных сияний. Магнитная буря на различных стадиях своего развития имеет различный характер возмущенного магнитного поля. Это отно­сится и к короткопериодическим колебаниям геомагнитного поля, которые особенно тесно связаны с состоянием организма человека. Поэтому нам необходимо достаточно детально рас­смотреть, как протекает магнитосферная буря, ее характерные черты на разных фазах ее развития.

То, что время от времени на Земле бывают магнитные бури, было установлено очень давно по поведению стрелки компаса. В отсутствие солнечных и магнитных бурь стрелка компаса направлена на север. Но в отдельные периоды, длящиеся полтора-двое суток, она сильно колеблется. Затем снова успо­каивается и показывает по-прежнему на север.

Более детально это видно по записям магнитного поля Земли с помощью приборов — магнитометров. Эти записи называют ­ся магнитограммами. Если магнитной бури нет, то записи всех трех составляющих магнитного поля представляют собой плав­ные кривые. А во время магнитной бури форма кривых резко меняется. Наибольшие изменения происходят в высоких широ­тах. Кроме медленных изменений магнитного поля, происходят и более быстрые его колебания. Эти короткопериодические колебания магнитного поля (КПК), или геомагнитные микро­пульсации, тесно связаны с состоянием живых организмов.

Что такое микропульсация? Это обыкновенные электромаг­нитные волны (как и видимый свет, радиоволны), только имеющие сверхнизкие частоты. Частота этих волн меньше частоты вращения положительных ионов вокруг магнитных силовых линий, то есть гирочастоты. В таком случае эти волны, распространяющиеся в ионизованном газе, называют магнито-гидродинамическими.

Рассмотрим, как же проявляется магнитосферная буря в различных местах на земной поверхности.

Начальная фаза бури, когда магнитное поле относительно спокойного уровня увеличивается, вызвана обжатием магнито­сферы потоком солнечной плазмы, выброшенной из Солнца во время солнечной бури. Главная фаза бури, когда магнитное поле резко уменьшается, вызвана кольцевым электрическим током вокруг нашей планеты на удалении нескольких радиусов Земли от ее центра. Этот ток создается дрейфом электронов на восток, а протонов — на запад. Сам ток поэтому направлен с востока на запад. Магнитное иоле, создаваемое этим током, согласно правилу буравчика, на поверхности Земли направлено с севера на юг, то есть противоположно магнитному полю Земли. Поэтому его наложение приводит к уменьшению геомагнитного поля. Так выглядит магнитная буря по записи магнитометров в средних широтах.

В высоких широтах, где заряженные частицы солнечной и магнитосферной плазмы имеют возможность вторгаться непо­средственно в атмосферу Земли, картина намного сложнее. Чтобы ее нарисовать и понять, нам надо начать все сначала, т.е.

2 Зек. № 550

с магнитосферы, и проследить за движением этих частиц и за тем, к каким последствиям их высыпание приведет.

Когда составляющая межпланетного магнитного поля, пер­пендикулярная плоскости эклиптики, направлена противопо­ложно геомагнитному полю (которое направлено с юга на север), то наиболее часто имеют место магнитные бури. Такое направ­ление ММП создает благоприятные условия для возникновения геомагнитной бури на Земле. Мы говорили, что изменение магнитного поля в высоких широтах во время мировой магнитной бури отличается от такого в средних широтах. За время одной мировой бури в высоких широтах наблюдается целая серия маленьких бурь, или суббурь (подбурь). Продолжительность этих суббурь составляет от получаса до 2 часов. Таким образом, процессы в магнитосфере носят импульсный характер. Это неудивительно, поскольку межпланетное поле непостоянно, а свойства самой плазмы солнечного ветра крайне неоднородны и нерегулярны.

Мы видели раньше, что Земля проходит через секторы, магнитное поле в которых направлено противоположно друг другу. Начнем с того, что Земля вошла в такой сектор околосолнечного пространства, в котором составляющая меж­планетного магнитного поля, перпендикулярная плоскости эк­липтики, направлена с севера на юг. Многие суббури начина­ются менее чем через час после этой перемены направления ММП. Силовые линии ММП и магнитного поля Земли пересоединяются и уносятся с дневной стороны на ночную, то есть в хвост магнитосферы. Граница магнитосферы с дневной, подсолнечной стороны (магнитопауза) будет двигаться к Земле. При движении магнитопаузы к Земле происходит смещение областей свечения в Северном и Южном полушариях в направ­лении экватора (на несколько градусов, то есть несколько сот километров). Магнитное поле в хвосте магнитосферы в этот период увеличивается за счет обжатия магнитосферы потоком солнечной плазмы.

Затем по истечении менее 1 часа в хвосте магнитосферы начинается движение плазмы по направлению к Земле. Плазма в хвосте магнитосферы образует своеобразный слой, который разделяет хвост на северную и южную части. Этот слой называется плазменным слоем. В этом плазменном слое течет электрический ток поперек хвоста с утренней стороны на вечернюю величиной 10 миллионов А.

Магнитосферная плазма связана с верхней атмосферой вы­соких широт силовыми линиями магнитного поля, вдоль которых заряженные частицы легко перемещаются в атмосферу. Правда, для этого они должны иметь небольшой угол с магнитными полями, чтобы не отразиться обратно, а попасть в конус потерь. Поэтому движениям полярных сияний соответствуют четко определенные движения областей тех частиц, которые вызыва­ют полярные сияния. Процессы, которые проходят при магни-тосферной суббуре, чем-то напоминают то, что происходит в электронно-лучевой трубке. Полярные сияния во время магни-тосферной суббури соответствуют свечению на экране катодно-лучевой трубки, который светится при бомбардировке его потоком электронов. Верхняя атмосфера высоких широт соот­ветствует этому экрану.

ПРОБЛЕМА ПРОГНОЗОВ

Поскольку солнечные и магнитные бури влияют на жизнь на Земле, в том числе на здоровье человека, то очень важно знать, когда их следует ждать, знать прогноз солнечных и магнитных бурь. Чтобы предсказывать то или иное явление в природе, надо понимать причины, которые его вызывают.

Начало всего процесса находится на Солнце, а точнее, внутри его. Именно там зарождается то, что приведет к выбросу из Солнца плазмы, которая, дойдя до Земли, вызывает в около­земном пространстве и на ее поверхности магнитные бури и Другие связанные с ними явления. Главное звено во всей этой причинно-следственной цепи явлений — это начало, зарожде­ние всего процесса внутри Солнца. Но оно, к сожалению, плохо изучено. Одним из источников информации о космосе и космических телах является электромагнитное излучение с разными длинами волн, в том числе видимый свет, рентгенов­ские лучи и излучение с другими длинами волн, которое регистрируется приборами, но не видимо невооруженным гла­зом. Очень ценную информацию о космосе и космических телах получают с Земли с помощью регистрации электромагнитного излучения в радиодиапазонах. Появилась и бурно развивается целая наука — радиоастрономия.. Но когда речь идет о внутренних областях Солнца, то и этот мощный источник информации — электромагнитное излучение, в данном случае молчит. Оно в своем первоначальном, исконном виде не может пробиться из глубин Солнца. Энергия этого излучения, проби­ваясь из недр светила, многократно превращается из одного вида в другой, и то излучение, которое вырывается наружу, уже имеет другие свойства, прежде всего другую длину волны. Поэтому, к сожалению, процессы в глубине Солнца, которые являются причиной, точнее, первопричиной солнечных и затем магнитных бурь, находятся «за семью печатями». Конечно, это не значит, что ученые не пытаются построить возможные гипотезы и предположения, но ими нельзя заменить достоверные знания (истинную теорию), которые бы могли стать основой прогнозов.

В такой ситуации прогноз надо строить на фактах. Принцип состоит в том, что на основании опыта можно связать одни события с другими, если даже мы и не понимаем до конца, как осуществляются связи между этими событиями. Собственно, этим методом и пользуется в настоящее время метеорология при составлении прогнозов погоды.

Какими ж'е фактами можно пользоваться при составлении прогноза солнечной активности? Этими фактами служат все основные данные, полученные в течение последних столетий при наблюдении за Солнцем. Здесь особенно важны непрерывные наблюдения, которые позволили выявить повторяемость, цик­личность в изменении активности Солнца. Установленная повто­ряемость и может быть положена в основу прогноза.

Рассмотрим подробнее, что из известного нам о Солнце может быть использовано для составления прогнозов солнечной актив­ности.

В результате наблюдений за поверхностью Солнца было установлено, что число солнечных пятен изменяется с периодом продолжительностью 11 лет. Об опасности излучения в год активного Солнца знают все.

В 1843 году немецкий врач и астроном Швабе на основании материалов своих почти двадцатилетних наблюдений за Со­лнцем установил, что число пятен на нем изменяется со средним периодом продолжительностью около 20 лет. Во имя торжества истины надо сказать, что это открытие впервые было сделано еще в семидесятых годах XVIII в. датским астрономом Горре-бовым, который вел непрерывные наблюдения Солнца с 1761 по 1769 год и установил, что число пятен изменяется во времени. Отношение тогдашних астрономов к этому открытию было скептическим, и, кроме того, материалы наблюдений погибли при артиллерийском обстреле Копенгагена. Вскоре они и вовсе были забыты.

Астроном Р.Вольф ввел индекс относительных чисел солнеч­ных пятен. Им было установлено, что средняя продолжитель­ность цикла солнечной активности составляет 11,1 года. Но важно не только то, сколько пятен на видимой части Солнца. Важно и то, где эти пятна располагаются. Мы уже говорили о том, что пятна возникают на Солнце в течение цикла его активности не где попало, не на любых солнечных широтах, но на строго определенных широтах, которые изменяются в течение цикла так: большинство пятен появляется на широтах от +/-45" до +/-5". Ширина зоны солнечных пятен равна в среднем примерно 20°. Ученые Шпеер в 1881 году и Маундер в 1917 году показали, что зона, занятая солнечными пятнами, в течение цикла смещается от более высоких широт (отсчитываемых от солнечного экватора) к более низким. Первые группы пятен данного солнечного цикла появляются на широтах около 30° и затем постепенно спускаются к экватору до расстояния 8°. В эпоху максимума солнечной активности средняя широта зоны, занятой пятнами, составляет примерно 15°.

В эпоху минимума солнечной активности наблюдаются пятна как на низких широтах (ближе всего к солнечному экватору), так и уже возникшие солнечные пятна нового солнечного цикла на удалении от экватора на +/-45". Если судить по располо­жению пятен, то создается впечатление, что новый солнечный цикл начался, не дожидаясь окончания старого цикла. Если их раздвинуть так, чтобы один цикл следовал за предыдущим, не наплывая на него, то длина цикла получится несколько больше, чем если длину солнечного цикла измерять как время между двумя минимумами солнечной активности.

Отделить пятна старого и нового циклов по внешним призна­кам непросто. Но положение спасает то, что магнитные поля солнечных пятен одного цикла и солнечных пятен последующего цикла направлены противоположно. Поэтому, измеряя магнит­ные поля солнечных пятен, можно с уверенностью определить, к какому солнечному циклу относится данное пятно. Советский ученый М.Н.Гневышев в 1944 году показал, что если раздви­нуть солнечные циклы так, чтобы они не накладывались концами друг на друга, то области расположения солнечных пятен (кривые Шперера) точно совпадают друг с другом. Разброс (дисперсия) точек кривых для разных циклов относительно средней кривой составляет не более 1°. Более точно мы не можем определить положение солнечного пятна. Этот важный вывод о повторяемости модифицированных, по Гневышеву, «кривых Шперера» может быть использован для составления кратко­срочного прогноза. Было установлено, что чем больше актив­ность Солнца в максимуме 11-летнего цикла, тем больше средняя скорость сползания зоны пятнообразования по широте. При этом чем активнее 11-летний цикл, тем более высоких широт достигает зона пятнообразования вблизи максимума солнечной активности.

Имеются различные числа солнечной активности (например, основанные на измерении площади протуберанцев или площади кальциевых флоккулов), но исследования показали, что они изменяются почти так же, как и числа Вольфа. Конечно, различия есть, и они представляют интерес для исследователей Солнца. Но для прогнозирования солнечной активности и рассматриваемой здесь проблемы это отличие не является принципиально важным. Полное число хромосферных вспышек так же изменяется в течение цикла, как и число Вольфа.

Таким образом, мы можем сделать первый вывод о возмож­ности прогноза солнечной активности на основании того, что относительные числа пятен (числа Вольфа) изменяются с периодом 11 лет. Так же изменяются и многие другие характе­ристики активности Солнца.

Кроме 11-летнего цикла солнечной активности есть 22-летний цикл. На существование этого цикла указывал еще Вольф, но достоверность его существования была показана после открытия того факта, что магнитные поля солнечных пятен меняются с периодом в 22 года. Напомним, что при переходе от одного 11-летнего солнечного цикла к последующему направле­ние магнитного поля (положения северного и южного полюсов магнитного поля) меняется на противоположное. Поэтому 22-летний солнечный цикл называют магнитным. Было показано, что 22-летний солнечный цикл обычно начинается четным 11-летним циклом. Нумерация солнечных циклов начинается с 1755 года. Поэтому каждый солнечный цикл, начиная с 1755 года, является четным или нечетным. Исследуя данные о среднего-дичных числах Вольфа за 1700-1944 годы, М.Н.Гневышев и А.И.Оль показали, что связь между суммами чисел Вольфа четных и нечетных 11-летних циклов очень тесная, а связь между этими же индексами нечетных и четных циклов слабая. Мак­симальное среднегодовое число Вольфа нечетного 11-летнего цикла определяется величиной среднегодового числа Вольфа для четного цикла. Было также показано, что чем мощнее 22-летний цикл, тем короче его продолжительность.

Следует особо подчеркнуть, что 22-летний цикл является циклом качественных, а не количественных характеристик

солнечной активности. Важнее в смысле цикличности измене­ния солнечной активности 80-90-летний цикл.

Этот цикл также был обнаружен Вольфом, хотя еще до последнего времени велись споры даже о самом факте его существования. Для обоснования существования 80-90-летнего цикла были проанализированы данные о полярных сияниях и исторические сведения о наблюдениях солнечных пятен за 2 тысячи лет. Этот анализ подтвердил, что 90-летний цикл имеется. Правда, до сих пор остается некоторая неуверенность в определении точной продолжительности этого цикла.

11-летний цикл, как мы видели, проявляется в числе групп солнечных пятен. Если нарисовать изменение этого числа в течение двух столетий (и больше), то будет видно, что величина активности, то есть величина максимумов на этой кривой, изменяется с периодом в 80-90 лет. Можно сказать, что 80-90-летний цикл проявляется не в частоте групп солнечных пятен, а в средней их мощности. Этот цикл чаще всего называют вековым. Было показано, что первый год после эпохи максимума 11-летнего цикла является определяющим для векового цикла.

Вековой цикл солнечной активности проявляется в том, что пятна образуются по-разному в Северном и Южном полушариях Солнца. Это различие (асимметрия) состоит в том, что формы кривых 11-летних циклов в обоих полушариях различаются, суммарная площадь и число групп пятен в одном из полушарий больше, чем в другом. Времена максимумов и минимумов 11-летних циклов в разных полушариях также различаются.

Имеются также и более продолжительные циклы, но для нас важна возможность прогнозирования солнечной активности на обозримое будущее. Укажем только, что был установлен двойной вековой цикл солнечной активности, равный 169 годам, а также 600-летний цикл. Что касается последнего цикла, то исполь­зование его в прогностической практике оказалось вполне успешным. Интересно, что когда было подсчитано число пятен, открытых невооруженным глазом, то оказалось, что оно изме­няется с периодом 600 и 900 лет. Период в 600 лет в циклическом изменении активности Солнца был обнаружен и при анализе изменения колец древесины за длительные интер­валы времени.

Мы не будем здесь останавливаться на физических гипотезах, пытающихся объяснить изменение солнечной активности, по­скольку они не могут быть положены в основу ее прогнозиро­вания. Рассмотрим, какие прогнозы солнечной активности в настоящее время составляются и на чем они основаны.

Имеются два типа прогнозов солнечной активности. Пер­вый — предсказание определенных индексов солнечной актив­ности, а второй — прогнозирование отдельных событий, свя­занных с солнечной активностью, например, солнечных хромо­сферных вспышек.

Прогнозы индексов солнечной активности основаны на про­должительных наблюдениях и статистической обработке дан­ных наблюдений. Составляются краткосрочные, долгосрочные и сверхдолгосрочные прогнозы. Ясно, что краткосрочные про­гнозы самым тесным образом связаны с прогнозированием отдельных индивидуальных событий на Солнце. Краткосрочные прогнозы имеют своей целью предсказать изменение индексов солнечной активности за несколько дней вперед. Конечно, такая задача является наиболее сложной, поскольку этот период меньше периода одного оборота Солнца вокруг своей оси. Раньше мы уже говорили о том, что многие активные области на Солнце функционируют в течение нескольких его оборотов. Значит, зарегистрировав такую активную область на Солнце, можно ждать ее повторного появления в следующем обороте и, возможно, в нескольких оборотах подряд. При краткосрочном прогнозировании активности Солнца мы не можем использовать эту информацию. Этот вид прогнозов является наиболее важным для рассматриваемой нами проблемы, но, к сожалению, он наименее разработан.

Прогнозы долгосрочные предусматривают вычисление ин­дексов, усредненных за месяц или за один оборот Солнца, за квартал или за год. Они бывают средней и длительной срочности. Средняя срочность — это прогнозы среднемесяч­ные и среднеквартальные. Ясно, что наибольшей оправдывае-мостью отличаются прогнозы солнечной активности с заблаго-временностью на год и на несколько лет. Сверхдолгосрочные прогнозы предсказывают солнечную активность на следующий цикл или на несколько циклов вперед. Конечно, составление таких прогнозов — дело очень непростое, если помнить, что в настоящее время нет физической теории явления. Оправдыва-емость этих прогнозов меньше, чем прогнозов внутри текущего цикла.

Прогнозы отдельных явлений на Солнце также бывают двух типов в зависимости от их заблаговременности: краткосрочные и долгосрочные. Краткосрочные прогнозы предсказывают дан­ное явление (скажем, хромосферную вспышку) с заблаговре-менностью от нескольких часов до нескольких дней в пределах одного оборота Солнца. Методика этих прогнозов разрабаты­валась особенно тщательно применительно к сильным хромо-сферным вспышкам. Долгосрочные прогнозы явлений предска­зывают их возникновение за несколько месяцев или лет. Этот тип прогнозов пока что плохо разработан.

Рассмотрим, как методически составляются прогнозы. Про­гнозы индексов солнечной активности составляются путем продолжения (экстраполяции) данных наблюдений на некото­рое время вперед (на дни, месяцы или годы в зависимости от того, какой заблаговременности прогноз составляется). Наибо­лее просто применять линейные формы экстраполяции, что вполне оправдано при прогнозировании относительных чисел солнечных пятен. Обычно при экстраполяции отталкиваются от моментов максимума или минимума солнечной активности или от других критических точек в цикле солнечной активности. Рассчитывают либо сами величины данного солнечного индекса, либо их отклонения от среднего их значения.

При прогнозировании отдельных явлений на Солнце приме­няют метод, при котором используются синоптические карты магнитных полей, групп пятен и хромосферных образований для отдельных областей на нем. Затем свойства этих областей сравнивают между собой. Конечно, здесь применяется чисто качественный подход одновременно с некоторыми количествен­ными оценками. При этом важны на картах главные элементы. Такие синоптические карты поверхности Солнца составляются на моменты времени через несколько часов или через сутки в зависимости от характера того процесса, который рассматрива­ется. Построить такие карты по данным одной обсерватории не всегда возможно из-за облачности и вообще вследствие погод­ных условий, поэтому используются данные наблюдений не­скольких обсерваторий. При этом методики определения дан­ных и их представления должны быть идентичными. Эти функции и выполняет служба Солнца, в которую входит целая сеть обсерваторий, ведущих непрерывное наблюдение за свети­лом, и объединенная система оперативной связи. Осуществля­ется оперативный обмен солнечными данными между обсерва­ториями различных стран.

При составлении прогноза отдельных явлений солнечной активности одновременно с синоптическими картами использу­ются карты фотосферы, хромосферы и короны за полный оборот Солнца. Они дают информацию о развитии долгоживущих активных образований на Солнце. Кроме карт, используются также табличные материалы.

При составлении долгосрочных прогнозов солнечной актив­ности используются также карты, на которых нанесены индек­сы, усредненные за несколько лет или за 11-летний цикл. Обычно на этих картах нанесены линии, соединяющие области с одинаковым значением данного индекса.

Рассмотрим более подробно методику составления долгос­рочных прогнозов солнечной активности, то есть прогнозов с заблаговременностью на год и на несколько лет в пределах 11-летнего цикла. Детальное рассмотрение методик солнечных прогнозов не входит в нашу задачу. Нам важно дать представ­ление о возможностях методов, об оправдываемости прогнозов.

Метод Вальдмайера успешно применялся в течение несколь­ких циклов солнечной активности (начиная с 17-го цикла). Он был вполне оправдан для того времени. Величины чисел Вольфа, рассчитанные в эпоху максимума цикла и полученные из наблюдений, отличались очень незначительно. Например, для 17-го цикла эти величины равны 124 и 119 соответственно, для 18-го — 139 и 152, для 19-го цикла — 170 и 201, для 20-го

цикла — 110 и 111 соответственно. Год наступления макси­мальной солнечной активности в солнечном цикле был предска­зан также весьма точно: 1937, 3 (1937, 4), 1947, 6 (1947, 5), 1957, 5 (1957, 9), 1968, 5 (1968, 9). В скобках приведено время, когда максимум солнечной активности имел место. Как видно, и этот параметр был предсказан достаточно точно. Вальдмайером было показано, что значение >У = 50 отстоит от эпохи максимума солнечного цикла на 1,9 года. Это значит, что если в настоящий момент число Вольфа XV = 50, то дальше мы можем рассчитать всю кривую чисел Вольфа данного солнечного цикла, если воспользуемся имеющимися таблицами со сглаженными среднемесячными числами Вольфа через каж­дые полгода.

Кроме этого метода, были предложены и многие другие. Все они основаны на экспериментальных данных о солнечной активности за предыдущее время.

Не будем рассматривать эти методы более подробно, отметим только, что в настоящее время вопросы методики прогноза солнечной активности в пределах 11-летнего цикла достаточно успешно решаются несмотря на отсутствие физической теории солнечной активности.

Мы рассмотрели прогнозирование индексов солнечной актив­ности, главным образом чисел Вольфа. Теперь рассмотрим прогнозы солнечных вспышек. Такие прогнозы составляются заблаговременно на несколько дней (краткосрочные) и долгос­рочные. При составлении краткосрочных прогнозов использу­ются синоптические карты Солнца, по которым анализируются появившиеся центры активности. Конечно, за это время могут появиться и новые центры активности, но прогнозировать их появление мы пока что не умеем. Составляются также прогнозы вспышечной эффективности активных центров.

Основной физический фактор, который используется при прогнозировании сильных солнечных вспышек с заблаговремен-ностью на несколько дней — особенность конфигурации маг­нитного поля в центрах активности. Дело в том, что почти все сильные вспышки возникают около точек или линий, где магнитное поле отсутствует (так называемых нейтральных точек или нейтральных линий). Такие точки и линии появляются около нескольких солнечных пятен различной полярности. В этих областях имеются большие перепады (градиенты) магнит­ного поля. Сильные вспышки возникают как раз в областях с высокими градиентами магнитного поля. Кроме того, сильные вспышки возникают там, где направление вектора магнитного поля сильно изменяется.- На основании этих факторов академи­ком Северным и его сотрудниками был предложен метод прогнозирования сильных хромосферных вспышек. Кроме ха­рактера магнитного поля при составлении прогноза вспышек используются данные о новых пятнах в группе и усилении уже существующих пятен, движении пятен, яркости флоккулов, а также радиоизлучении активной области. Метод Северного позволяет предсказывать появление солнечных вспышек с оправдываемостью примерно 80 процентов. В настоящее время этот метод существенно модифицирован. Существует также метод прогнозирования солнечных вспышек советского ученого Кривицкого. Этим методом были успешно предсказаны протон­ные вспышки в 1966 и 1967 годах.

Кроме указанных двух методов, используются и статистичес­кие методы прогноза солнечных вспышек, которые позволяют прогнозировать их за 2-35 суток. Для того, чтобы успешно предсказывать солнечные вспышки, важно располагать инфор­мацией о развитии активных центров. Способность к образова­нию вспышки (эруптивность) существенным образом зависит от структуры магнитного поля активного центра. Когда магнитная структура активной области усложняется, то вероятность воз­никновения в этой области сильных вспышек увеличивается. На линии изменения полярности магнитного поля указывают волок­на факельных площадок. По ним можно определить те места, где возможно появление сильных вспышек. Напомним, что вспышки чаще всего появляются по обе стороны от линии обращения магнитного поля. Было установлено, что сильные вспышки чаще всего возникают в группах солнечных пятен с противоположной полярностью в одной полутени.

Полезную информацию об активности Солнца дает радиоиз­лучение его активных областей. Усиление этого излучения на длинах волн 10,7 и 3 см связано с увеличением доли тени пятна, которая покрыта вспышкой. Как показатель благоприятных условий возникновения вспышек считается отношение плотнос­тей потоков радиоизлучения на длинах волн 3,2 и 7,5 см. Оно превышает 1 при возникновении протонных вспышек. Долгос­рочные прогнозы солнечных вспышек для нас представляют меньший интерес, тем более что методы этих прогнозов разра­ботаны намного хуже, чем краткосрочные прогнозы.

Выше мы говорили исключительно о прогнозах солнечной активности, то есть о предсказании солнечных бурь. Солнечные бури вызывают магнитные бури, которые, в свою очередь, влияют на биосферу и сказываются на здоровье человека. Поэтому важно уметь предсказывать не только солнечные, но и магнитные бури. Эти два процесса связаны между собой. На основании этой связи был предложен метод прогнозирования солнечной активности по наблюдаемой магнитной активности (метод А.И.Оля). Им было установлено, что максимальные среднегодичные числа Вольфа ^ в данном цикле связаны с наименьшим среднегодичным значением индекса геомагнитной возмущенности. На основе анализа магнитной активности за истекший 11-летний цикл было предложено прогнозировать максимальные среднегодичные числа Вольфа в последующем цикле. Здесь, правда, используется, если можно так сказать, связь «наоборот», так как первопричиной является солнечная активность, а ее следствием — геомагнитная активность.

Проблема прогнозов геомагнитной активности решается на основе прогнозов солнечной активности. Эти методики хорошо разработаны, поскольку они служат основой прогноза ионосфер­ных возмущений. Дело в том, что ионосфера играет исключи­тельно важную роль в распространении радиоволн, особенно коротковолнового диапазона. От нее зависят осуществление радиосвязи и работа многих технических средств, связанных с распространением радиоволн. Это обстоятельство побудило весьма тщательно разработать прогнозы магнитной возмущен­ности. Для этой цели собирается информация из мировой сети магнитно-вариационных станций, вычисляются различные ин-^_ексы геомагнитной активности (местные и планетарные) и оставляются прогнозы магнитной активности, как краткосроч-ые, так и долгосрочные. Для распространения радиоволн была "рганизована сеть оперативной связи прогностических центров многочисленными магнитными и ионосферными станциями, то позволяет получать информацию о текущем состоянии агнитного поля Земли и ионосферы. Существует сеть магнитных и ионосферных станций, а также -истема оперативного сбора данных наблюдений, которые текаются в прогностические центры и вместе с солнечными рогнозами используются для составления прогнозов магнитных урь. По уже существующей системе оповещения эти прогнозы ообщаются потребителям.

Прогнозы солнечных и магнитных бурь, которые составляют -я в прогностических центрах и передаются потребителям, спользуются при составлении медицинского прогноза геомаг-гной обстановки или, другими словами, космической погоды Земле.

Дата добавления: 2016-06-05 | Просмотры: 534 | Нарушение авторских прав