Вплив сонячної активності на здоров'я та життєдіяльність людини

Процеси, пов'язані з утворенням і розпадом в сонячній атмосфері сильних магнітних полів. Зміни основних характеристик магнітного поля Землі під впливом сонячної активності. Характеристика впливу магнітних збурень на здоров'я та життєдіяльність людини.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ГОЛОВНЕ УПРАВЛІННЯ ОСВІТИ І НАУКИ ДОНЕЦЬКОЇ

ОБЛАСНОЇ ДЕРЖАВНОЇ АДМІНІСТРАЦІЇ

ХАРЦИЗЬКЕ ТЕРИТОРІАЛЬНЕ ВІДДІЛЕННЯ МАЛОЇ

АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ

Секція астрономії

Вплив сонячної активності на здоров'я та життєдіяльність людини

Виконала: Мурач Анастасія Дмитрівна

Науковий керівник: Богданова Ольга Павлівна

вчитель Харцизького навчально-виховного комплексу №1

2013 р.

Вступ

В останні роки всі частіше говориться про сонячну активність, магнітні бури і їхній вплив на людей. Тому що сонячна активність наростає, те питання про вплив цього явища на здоров'ї стає в достатньому ступені актуальним.

Усе на Землі залежить від Сонця, що поставляє їй значну частину енергії. Спокійне Сонце (при відсутності на його поверхні плям, протуберанців, спалахів) характеризується сталістю в часі електромагнітного випромінювання у всьому його спектральному діапазоні, що включає рентгенівські промені, ультрафіолетові хвилі, видимий спектр, інфрачервоні промені, промені радіодіапазонів, а також сталістю в часі так називаного сонячного вітру - слабкого потоку електронів, протонів, ядер гелію, що представляє собою радіальне витікання плазми сонячної корони в міжпланетний простір.

Дана робота присвячена дослідженню впливу сонячної активності на здоров'я та життєдіяльність людини. Сонячну активність розуміємо як комплекс явищ і процесів, пов'язаних з утворенням і розпадом в сонячній атмосфері сильних магнітних полів. Сонячна активність тягне за собою явище короткочасних різких зміносновних характеристик магнітного поля Землі під впливом потужного корпускулярного потоку. Це явище, що одержало назву магнітних бур, несприятливо відбивається на стані всіх екосистем, включаючи і організм людини. Тож надалі будемо говорити не про посередній вплив сонячної активності на стан екосистем, а про безпосередній вплив магнітних бур на організм людини.

Протягом мільярдів років природне магнітне поле Землі, будучи первинним періодичним екологічним чинником, постійно впливає на стан екосистем. Саме тому ми поставили перед собою завдання - характер цього впливу на організм людини. Окрім виливу сонячної активності на стан екосистеми, в ході роботи були розглянуті причини виникнення магнітних бур. Отримані в роботі результати носять не тільки чисто теоретичний і експериментальний характер, а й мають прикладне значення. Зокрема,можливо їх використання в області медицини та в побуті людини.

У першому розділі роботи розглянуто теоретичні відомості, що стосуються теми. Тобто викладено матеріал про фізичне обґрунтування існування магнітного поля Землі та виникнення магнітних бур.

Більш суттєвою є друга частина роботи, в якій описується вплив сонячної активності через магнітні бурі на здоров'я та життєдіяльність людини. У розділі викладена теоретична модель проблеми. Наведені результати експериментально-практичних досліджень, зроблені висновки та наведені рекомендації.

1. Сонячна активність. Магнітне поле Землі. Виникнення магнітних бур

1.1 Сонячна активність

Однієї із самих чудових особливостей Сонця є майже періодичні, регулярні зміни різних проявів сонячної активності, тобто всієї сукупності явищ на Сонці. Це і сонячні плями - області із сильним магнітним полем і внаслідок цього зі зниженою температурою, і сонячні спалахи - найбільш могутні і швидкі вибухові процеси, що впливають на всю сонячну атмосферу над активною областю, і сонячні волокна - плазменні утворення в магнітному полі сонячної атмосфери, що мають вид витягнутих (до сотень тисяч кілометрів) волоконоподібних структур.

Коли волокна виходять на видимий край (лімб) Сонця, можна бачити найбільш грандіозні по масштабах активні і спокійні утворення - протуберанці, що відрізняються багатою розмаїтістю форм і складною структурою. Потрібно ще відзначити корональні діри - області в атмосфері Сонця з відкритим у міжпланетний простір магнітним полем. Це своєрідні вікна, з яких викидається високошвидкісний потік сонячних заряджених часток.

Сонячні плями - найбільш відомі явища на Сонці. Вперше в телескоп їх спостерігав Г. Галілей у 1610 р. Ми не знаємо, коли і як він навчився послабляти яскраве сонячне світло, але прекрасні гравюри, що зображують сонячні плями й опубліковані в 1613 р. у його знаменитих листах про сонячні плями, з'явилися першими систематичними рядами спостережень.

З цього часу реєстрація плям те проводилася, те припинялася, те відновлялася знову. Наприкінці ХІ сторіччя два спостерігачі - Г. Шперер у Німеччині й Е. Маундер в Англії вказали на той факт, що протягом 70-літнього періоду аж до 1716р. плям на сонячному диску, очевидно, було дуже мало. Вже в наш час Д. Эдди, заново проаналізувавши всі дані, прийшов до висновку, що дійсно в цей період був спад сонячної активності, названий Маундерівським мінімумом.

До 1843 р. після 20-літніх спостережень аматор астрономії Г. Швабі з Німеччини зібрав досить багато даних для того, щоб показати, що число плям на диску Сонця циклічно міняється, досягаючи мінімуму приблизно через кожні одинадцять років. Р. Вольф з Цюріха зібрав усі які тільки міг дані про плями, систематизував їх, організував регулярні спостереження і запропонував оцінювати ступінь активності Сонця спеціальним індексом, що визначає міру "заплямованості" Сонця, що враховує як число плям, що спостерігалися в даний день, так і число груп сонячних плям на диску Сонця. Цей індекс відносного числа плям, згодом названий "числами Вольфа", починає свій ряд з 1749 року. Крива середньорічних чисел Вольфа зовсім чітко показує періодичні зміни числа сонячних плям.

Індекс "числа Вольфа" добре витримав іспит часом, але на сучасному етапі необхідно вимірювати сонячну активність кількісними методами. Сучасні сонячні обсерваторії ведуть регулярні патрульні спостереження за Сонцем, використовуючи як міру активності оцінку площ сонячних плям у мільйонних частках площі видимої сонячної півсфери (м. ч. п.). Цей індекс якоюсь мірою відбиває величину магнітного потоку, зосередженого в плямах, через поверхню Сонця.

Групи сонячних плям із усіма супутніми явищами є частинами активних областей. Розвита активна область містить у собі смолоскипову площадку з групою сонячних плям по обох сторони лінії роздягнула полярності магнітного полючи, на якій часто розташовується волокно. Усьому цьому супроводжує розвиток корональної конденсації, густина речовини в який принаймні в кілька разів вище щільності навколишнього середовища. Усі ці явища об'єднані інтенсивним магнітним полем, що досягає величини декількох тисяч Гаусс на рівні фотосфери.

Найбільше чітко границі активної області визначаються по хромосферній лінії іонізованого кальцію. Тому був уведений щоденний кальцієвий індекс, що враховує площі і потужності всіх активних областей.

Найдужчий прояв сонячної активності, що впливає на Землю, -сонячні спалахи.Вони розвиваються в активних областях зі складною будівлею магнітного поля і торкаються всієї товщі сонячної атмосфери. Енергія великого сонячного спалаху досягає величезної величини, порівнянної з кількістю сонячної енергії, одержуваною нашою планетою протягом цілого року. Це приблизно в 100 разів більше всієї теплової енергії, котру можна було б одержати при спалюванні всіх розвіданих запасів нафти, газу і вугілля. У той же час це енергія, що випускається всім Сонцем за одну двадцяту частку секунди, з потужністю, що не перевищує сотих часток відсотка від потужності повного випромінювання нашої зірки.

В спалахо-активних областях основна послідовність спалахів великої і середньої потужності відбувається за обмежений інтервал часу (40-60 годин), у той час як малі спалахи й уярчення спостерігаються практично постійно. Це приводить до підйому загального тла електромагнітного випромінювання Сонця. Тому для оцінки сонячної активності, зв'язаної зі спалахами, сталі застосовувати спеціальні індекси, прямо зв'язані з реальними потоками електромагнітного випромінювання.

По величині потоку радіовипромінювання на хвилі 10.7 див (частота 2800 МГЦ) у 1963 р. введений індекс F10. 7. Він виміряється в сонячних одиницях потоку (с. о. п.), причому 1 с. о. п. = 10-22 Ут/ (м2·Гц). Індекс F10. 7 добре відповідає змінам сумарної площі сонячних плям і кількості спалахів у всіх активних областях. Для статистичних досліджень в основному використовуються середньомісячні значення.

З розвитком супутникових досліджень Сонця з'явилася можливість прямих вимірів потоку рентгенівського випромінювання в окремих діапазонах.

З 1976 року регулярно виміряється щоденне фонове значення потоку м'якого рентгенівського випромінювання в діапазоні 1-8 A (12.5-1 кэв). Відповідний індекс позначається прописною латинською буквою (A, B, C, M, X), що характеризує порядок величини потоку в діапазоні 1-8 A (10-8 Ут/м2, 10-7 і так далі) з наступним числом у межах від 1 до 9.9, що дає саме значення потоку. Так, наприклад, M2. 5 означає рівень потоку 2.5·10-5. У підсумку виходить наступна шкала оцінок:

А (1-9) = (1-9) ·10-8 Ут/м2

У (1-9) = (1-9) ·10-7

З (1-9) = (1-9) ·10-6

М (1-9) = (1-9) ·10-5

Х (1-n) = (1-n) ·10-4

Це тло змінюється від величин А1 у мінімумі сонячної активності до З5 у максимумі. Ця ж система застосовується для позначення рентгенівсько...