СОЛНЕЧНО-ЗЕМНЫЕ СВЯЗИ

СОЛНЕЧНО-ЗЕМНЫЕ СВЯЗИ – междисциплинарный раздел астрофизики и геофизики, рассматривающий воздействия Солнца на процессы и явления, происходящие на Земле, начиная с его роли в формировании общего теплового режима планеты и ее атмосферы и вплоть до влияния на них самых разнообразных проявлений солнечной активности (СА). Важнейшие из них – солнечные вспышки, – внезапные плазменные взрывы на Солнце, начинающиеся обычно в его хромосфере и привносящие в Солнечную систему огромную дополнительную энергию. Наиболее мощные события равносильны взрывам миллионов атомных бомб. Примерно половина этой энергии переходит в кинетическую энергию потоков и выбросов намагниченной корональной плазмы. Другая половина – жесткое ионизующее электромагнитное и проникающее корпускулярное излучения. Поток протонов в солнечном ветре спокойного Солнца на расстоянии 1 астрономической единицы, т.е. составляет 2,4·10^{\up5 8} через 1 см^{\up5 2} за 1 с. Во время солнечных вспышек этот поток внезапно возрастает в десятки раз. Встречаясь с геомагнитным полем, он образует ударную волну, которая деформирует земную магнитосферу и вызывает магнитную бурю на Земле, в то время как энергичное ультрафиолетовое и рентгеновское излучение Солнца воздействует на все оболочки атмосферы Земли.

Солнечная (или хромосферная) вспышка – внезапный плазменный взрыв, возникающий в хромосфере или нижней короне Солнца, в области неустойчивой конфигурации магнитного поля. Вспышки наблюдаются во всем электромагнитном спектре от рентгеновской и далекой ультрафиолетовой области до радиоизлучения на метровых волнах. Видимое излучение вспышек в основном состоит из эмиссионных линий водорода (наиболее яркая красная линия водорода Ha 656 нм) и нейтрального и ионизованного гелия, а также атомов и ионов кальция, натрия, железа и других химических элементов. Вспышки сопровождаются увеличением потока солнечного ветра и выбросом высокоэнергичных частиц и сгустков плазмы. Общая энергия взрыва составляет от 10²⁰ Дж для слабых событий (субвспышки) до 10²⁵–10²⁶ Дж для мощных вспышек. Во время вспышек магнитная энергия переходит в тепло и в энергию ускоренных частиц, образующих корпускулярные потоки (см. СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ)

Экологические условия нашей среды обитания существенно зависят от вариаций солнечного излучения, в первую очередь, от потока электромагнитных волн. Основная доля излучаемой Солнцем энергии приходится на видимую часть спектра, эта область спектра вносит основной вклад в энергетику атмосферы Земли и ее поверхности и практически определяет весь поток лучистой энергии Солнца, называемый солнечной постоянной и равный 1368 Вт/м². Это значение стабильно.

Внеатмосферные измерения последних двух десятилетий показали, что вариации солнечной активности за 11-летний цикл изменяют среднее значение «солнечной постоянной» не более чем на 0,2%, причем это изменение происходит в фазе с числом пятен на Солнце. В ясную погоду видимый свет проникает к поверхности Земли практически без поглощения (этот диапазон длин волн называют «оптическим окном» прозрачности атмосферы). При минимуме солнечной активности потоки более энергичного ультрафиолетового и рентгеновского излучений сравнительно невелики и достаточно постоянны, однако при усилении СА потоки коротковолнового излучения Солнца сильно возрастают и быстро изменяются, причем с уменьшением длины волны амплитуды изменений сильно возрастают. Во время быстрого развития сильной хромосферной вспышки коротковолновое излучение усиливается в десятки и сотни раз. В это время Солнце также становится источником заметного гамма-излучения, однако непосредственно на Земле эти мощные кванты излучения не регистрируются, благодаря защите различных оболочек земной атмосферы, защищающей все живое от губительного влияния ионизующей и проникающей солнечной радиации. В телескопы с Земли очень трудно наблюдать динамические процессы в горячей солнечной короне, однако их детали можно регистрировать в рентгеновских лучах. Грандиозные корональные выбросы вещества из солнечной короны в межпланетное пространство были обнаружены только после того, как при помощи космических аппаратов рентгеновские телескопы были вынесены за пределы атмосферы.