Озонные дыры и гибель человечества

Чем больше на Солнце пятен, тем более активным считается Солнце. Поэтому количество солнечных пятен является мерой солнечной активности. Закон Шперера вместе с законом Швабе-Вольфа о периодическом изменении числа солнечных пятен являются основными законами, описывающими изменение солнечной активности.

У читателя мог возникнуть вопрос, как можно отличить солнечные пятна одного 11-летнего цикла от другого. Оказывается, это делается с большой долей уверенности. Дело в том, что направление магнитного поля в пятнах от данного солнечного цикла к последующему меняется на противоположное. Поэтому, измеряя направление магнитного поля пятна, можно определить принадлежность его к определенному циклу. Точнее, эта закономерность выглядит так. В течение одного 11-летнего солнечного цикла в северном полушарии Солнца головное пятно имеет южную полярность, а хвостовое — северную. Это относится ко всем пятнам в данном полушарии. Когда через 11 лет начнется новый цикл солнечной активности, то направление магнитных полей пятен изменится на противоположное. То есть в северном полушарии головные пятна будут иметь магнитное поле северной полярности, а хвостовые — южной. Мы говорили все время только о северном полушарии. В южном полушарии Солнца все направления магнитных полей солнечных пятен являются противоположными тем, которые имеют место в северном полушарии. Это показано на рис. 48. Полярности магнитного поля обозначены S (южная полярность) и N (северная). Таким образом, направление магнитных полей солнечных пятен повторяется не через 11 лет, как повторяется их положение на солнечном диске, а через два 11-летних цикла, то есть примерно через 22 года. Так что имеются основания говорить о двух циклах продолжительностью 11 и 22 года.

_{Рис. 48. Изменение широты солнечных пятен в продолжение одиннадцатилетнего солнечного цикла. Показана полярность парных пятен (N — северный магнитный полюс, S — южный).}

Все приведенные закономерности изменения солнечных пятен и их магнитных полей не могут не удивлять. Создается впечатление, что внутри Солнца содержится некоторый «часовой механизм», обеспечивающий перемену направления всех магнитных полей через определенный срок. Нельзя сказать, что устройство этого механизма уже разгадано полностью, сейчас нет даже уверенности в том, что он находится целиком внутри Солнца. Очень известный немецкий астроном В. Глайсберг писал: «Сколько раз исследователям солнечной активности казалось, что наконец-то им удалось установить все основные закономерности 11-летнего цикла. Но вот наступал новый цикл, и уже первые его шаги начисто отбрасывали всю их уверенность и заставляли заново пересматривать то, что они считали окончательно установленным».

ЦИКЛЫ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ

Процессы солнечной активности охватывают всю атмосферу Солнца, а также конвективную зону, которая не видна. Энергия в конвективную зону поступает из солнечного ядра через переходную зону. Поэтому можно уверенно сказать, что понять эти процессы — значит понять само Солнце. С изменением солнечной активности меняется и количество энергии, которую оно излучает в межпланетное пространство, а значит, и той ее доли, которую получает Земля. В сущности, меняется не только количество, но и качество этой энергии, поскольку Солнце в зависимости от его активности излучает разную энергию в разных диапазонах электромагнитных волн. При усилении активности излучение в некоторых участках солнечного спектра усиливается в десятки и даже сотни раз. Но этого мало. При усилении солнечной активности усиливаются и потоки заряженных частиц, выбрасываемых из солнечной атмосферы. Этими частицами являются электроны, протоны, ядра легких химических элементов.

В разных процессах, которые составляют сложный комплекс солнечной активности, выбрасывается разный состав частиц, энергии которых также существенно различаются. Это особенно хорошо прослеживается в процессах, которые протекают в солнечной атмосфере в периоды солнечных вспышек. Большинство из вспышек приводит к выбросу в межпланетное пространство потоков высокоэнергичных электронов. Такие вспышки, поскольку они составляют большинство, называют обычными или электронными. Во время другого типа вспышек выбрасываются в межпланетное пространство потоки высокоэнергичных протонов, которые были названы солнечными космическими лучами. Сами вспышки были названы протонными. Время от времени в период протонных вспышек протоны ускоряются до чрезвычайно высоких энергий, при этом их скорости становятся сравнимыми со скоростью света.

Таким образом, важно не только изменение суммарной, общей энергии, которую излучает Солнце при разной активности, но и то, в каком виде эта энергия излучается.