ГЕЛИОГЕОФИЗИЧЕСКИЕ СВЯЗИ

ГЕЛИОГЕОФИЗИЧЕСКИЕ СВЯЗИ – влияние Солнца на основные оболочки Земли (магнитосферу, атмосферу, гидросферу и литосферу) существенны для биосферы, техносферы и практической деятельности людей. Солнце и его излучение, в основном, определяет энергетику всех процессов, происходящих в околосолнечном пространстве. Выяснение природы гелиогеофизических связей имеет практическое значение и необходимо для обеспечения безопасности космических полетов, защиты космонавтов и надежности работы аппаратуры как в космосе, так и на Земле. Для земной биосферы, которая, в принципе, надежно защищена от космических излучений, существенно влияние солнечной активности на динамику земных атмосферы и гидросферы, определяющих погодные и климатические явления в различных регионах Земли. (См. АТМОСФЕРА ЗЕМЛИ; ЗЕМЛИ СТРОЕНИЕ)

Наиболее энергичным проявлением солнечной активности (являются спорадически возникающие на Солнце взрывные процессы – вспышки, с которыми связана целая система сопровождающих их геофизических явлений. Во время вспышек на Солнце резко изменяются потоки ионизующего излучения (жесткий ультрафиолет, рентгеновские и гамма лучи), а также проникающее излучение (энергичные элементарные частицы солнечных космических лучей), которые оказывают сильное воздействие на всю атмосферу Земли. Они существенно увеличивают ионизацию ионосферы, вызывают глобальные магнитные возмущения, обуславливают многие геофизические, биологические и прочие явления на Земле.

Вспышка сопровождается мощным излучением электромагнитных волн, выбросом заряженных частиц с энергиями до 10¹⁰ эВ (солнечные космические лучи) и выбросом корональной массы. Электромагнитное излучение достигает Земли за 8,5 мин., лучи – менее чем через 1 час, а плазменный выброс достигает Земли спустя 1–2 суток. Электромагнитное излучение вызывает практически одновременные явления, а корпускулярное излучение – запаздывающие явления.

Прохождение излучений через атмосферу Земли.

На графике представлен весь электромагнитный спектр Солнца, от ультрафиолетовых длин волн (10² нм) до метровых радиоволн с указанием областей сильного атмосферного поглощения. Радиоспектр обрезается со стороны коротких длин волн из-за поглощения их в земной атмосфере молекулами и атомами кислорода, азота и водяных паров. На метровых волнах излучает корона с Т = 10⁶ К. Ионосфера отражает и не пропускает волны длиннее 30 м.

Ионосферные возмущения.

В магнитосфере ближе всего к Земле располагается ионосфера, на высотах примерно от 50 до 1000 км. Внезапное и резкое увеличение энергии ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца в начале вспышки, распространяясь со световой скоростью, через 8 мин 20 с доходит до Земли и вызывает дополнительную ионизацию ионосферных слоев на высотах около 75 км (слой D) и 110 км (слой E). Это приводит к тому, что на всей освещенной Солнцем части земного шара усиливается поглощение радиоволн, особенно в коротковолновом диапазоне и наступает внезапное ухудшение (замирание) и даже прекращение коротковолновой радиосвязи (фейдаут). Одновременно на более длинных волнах слышимость может улучшаться за счет отражения длинных волн от этих слоев (эффект Деллинджера), больше всего эти эффекты проявляются в области полярных широт. Дополнительная ионизация дневной ионосферы приводит к возникновению в ней электрических токов, магнитное действие которых изменяет геомагнитное поле на величину до 50 нТл, при этом в зависимости от направления тока возникает незначительное плавное уменьшение или увеличение общего магнитного поля Земли (магнитное крошé).