Все мы хорошо знаем, что огромное число различных процессов и явлений на Земле, сама жизнь обусловлены энергией, поступающей от Солнца. Общий поток этой энергии практически постоянен: изменения оказываются весьма малыми и не превышают одной тысячной доли общего потока. Эти изменения связаны с солнечной активностью — совокупностью нестационарных явлений в атмосфере Солнца. Из-за малой величины вариаций потока солнечной энергии длительное время все процессы, происходящие на Земле (на ее поверхности, в атмосфере, морях и океанах, в недрах), изучались автономно, независимо от солнечной активности.
Тем не менее уже давно люди стали замечать связь между процессами на Солнце и различными явлениями на Земле. В последние десятилетия с большой достоверностью, на основе строгих научных методов установлено влияние солнечной активности на атмосферу (на погоду и климат), на гидросферу и литосферу (т. е. на водную и твердую оболочки Земли), на различные биологические объекты (на фауну, флору, на человека). Таким образом, огромное число процессов на Земле, оказывается, связано с нестационарными процессами, происходящими на Солнце.
Следует отметить, что на первой стадии изучения проблемы солнечно-земных связей делалось много ошибочных сопоставлений, публиковались широковещательные и необоснованные высказывания. Это вызвало недоверие и даже полное отрицание самой возможности таких связей. Сейчас, когда задача строгого научного обоснования реальности воздействия солнечной активности на земные процессы в значительной степени решена, на передний план в проблеме солнечно-земных связей выдвигается изучение конкретных физических механизмов, приводящих к наблюдаемым эмпирическим зависимостям. Имевшиеся здесь трудности длительное время казались непреодолимыми. Так, например, неясным и даже загадочным представлялся механизм воздействия солнечной активности на биосферу. При исследовании влияния активности Солнца на погоду выяснилось, что величина всей энергии, выделяемой на площади, равной площади крупного атмосферного образования (например, циклона), значительно (почти в 100 раз) меньше энергии этого образования. Кроме того, встала задача определения каналов передачи энергии солнечного возмущения в нижние слои атмосферы. Дело в том, что энергия этого возмущения поглощается первоначально на больших высотах (>100 км), а погоду определяют процессы, происходящие в нижней атмосфере (<15 км).
Существенный сдвиг в понимании природы солнечно-земных связей произошел с наступлением «космической эры». Пространство Солнце — Земля на различных расстояниях от Земли подверглось всесторонним экспериментальным исследованиям с космических аппаратов. Выдающийся ученый, академик М. В. Келдыш говорил в 1967 г. о влиянии космических исследований на прогресс геофизики и метеорологии: «...Что же касается долгосрочных прогнозов, то в этой области — и здесь я высказываю свою личную точку зрения — все сделанное до сих пор должно быть подвергнуто фундаментальному пересмотру. Почему? Потому что весь теоретический аппарат, применяемый для расчетов долгосрочных прогнозов, до последнего времени строился на основе закономерностей тех гидродинамических процессов, которые протекают замкнуто в атмосфере. Между тем разогрев верхних слоев атмосферы, постепенно сказывающийся на процессах в нижних слоях, в значительной степени зависит от воздействий Солнца, которых мы раньше не знали и которые стали нам известны благодаря исследованиям на спутниках и других космических аппаратах».
Данные космических исследований позволили поставить проблему солнечно-земных связей на новую основу, выяснить конкретные физические процессы, разыгрывающиеся в верхней атмосфере и околоземном космическом пространстве. В последнее время в определенной степени прояснилась и общая картина механизмов солнечно-земных связей. Важное обстоятельство здесь — наличие неустойчивостей в целом ряде процессов на Земле, в земной атмосфере, в околоземном космическом пространстве. Солнечная активность выступает как своеобразный «спусковой крючок», дающий толчок развитию этих неустойчивостей. Правда, механизмы «срабатывания» изучены еще далеко не полностью, и проблема солнечно-земных связей еще далека от решения.
Для ее дальнейшего изучения требуются многосторонние и комплексные исследования в таких, зачастую весьма далеких друг от друга, областях науки, как физика Солнца, физика околоземного космического пространства и атмосферы, геомагнетизм, сейсмология, биофизика и биохимия, микробиология, экология, медицина.
Данная брошюра посвящена рассказу о конкретных физических механизмах солнечно-земных связей, о том, как воздействует активность Солнца на земные процессы. Разделы 2, 4, 7, 9, 11 — 14 написаны Л. А. Шелепиным. Разделы 3, 5, 6, 8 и 10 — Б. Ф. Гордийцом и М. Н. Марковым.
Однако прежде чем перейти к последовательному изложению, необходимо кратко остановиться на истории вопроса и проблеме реальности солнечно-земных связей.
Добавить комментарий