Озонные дыры и гибель человечества

От вращения Земли и наклона географической оси относительно плоскости эклиптики зависит освещенность земной атмосферы. Другими словами, с географическими координатами (они привязаны к географическим полюсам) связано поступление энергии волнового, электромагнитного излучения Солнца. Под действием этого излучения происходит нагрев атмосферного газа, его ионизация, диссоциация и т. д. Таким образом, волновое излучение Солнца определяет тепловой режим атмосферы, ее циркуляцию, состав и пр. Поскольку поступающее излучение меняется в течение суток, периодические изменения проявляются и в атмосферных процессах. Ясно, что характер этих атмосферных процессов зависит не только от времени суток (то есть от долготы), но и от широты данного места, поскольку она влияет на количество поступающей энергии волнового излучения.

От геомагнитных координат зависят нагрев атмосферного газа, его циркуляция, диссоциация и ионизация атмосферных составляющих. Но в данном случае это результат действия на атмосферу Земли той энергии, которая приносится от Солнца не волновым его излучением, а солнечными корпускулярными потоками. Количество энергии, вносимой потоками заряженных частиц в атмосферу Земли, определяется геомагнитными, а не географическими координатами, причем зависимость значительно сложнее, чем в случае волнового излучения Солнца. Волновое излучение, в отличие от корпускулярного, весьма стабильно. Правда, наблюдаются экзотические случаи, такие как солнечные затмения и солнечные вспышки, а также изменения солнечного излучения в течение 11-летнего солнечного цикла. Но последние, во-первых, медленные, плавные, а во-вторых, далеко не столь значительные по величине, как изменения энергии потоков заряженных частиц, приносимых от Солнца.

Таким образом, на земную поверхность действуют одновременно два агента, которые вносят в нее определенную энергию и тем самым вызывают нагрев атмосферного газа, циркуляцию и другие процессы. На разных широтах и в разных условиях оба этих фактора действуют не одинаково, отличаются и удельные веса каждого из них. В тех областях, где вторжение заряженных частиц особенно эффективно, корпускулярный агент наиболее важен, причем именно в те периоды, когда действие волнового источника ослаблено. Так, в высоких широтах в периоды полярной ночи или солнечных бурь доминирующим источником энергии, вносимой в атмосферу Земли, являются заряженные частицы. Но их энергия определяется геомагнитными координатами, значит, от этих координат в данном примере зависят и процессы в атмосфере, а особенно в ее электрической составляющей — ионосфере. В общем же случае изменение параметров атмосферы и ионосферы зависит одновременно как от географических, так и от геомагнитных координат.

Важно отметить, что чем больше географическая широта, тем влияние волнового излучения Солнца меньше, а чем больше геомагнитная широта, тем влияние его корпускулярного излучения сильнее (по крайней мере до широты 70^о). На разных географических долготах соотношение между волновым и корпускулярным источниками не одинаково, даже если другие географические или геомагнитные координаты заданных областей будут совпадать. В результате атмосферные процессы на одних долготах (скажем, сибирских) будут отличаться от процессов на других долготах (американских), хотя рассматриваемые районы имеют одну и ту же географическую широту.

Итак, реальная магнитосфера Земли весьма сложна, особенно если сравнивать с магнитным диполем. Изменения в ней особенно впечатляющи в периоды солнечных бурь, когда на магнитосферу планеты налетают потоки солнечных заряженных частиц и под их давлением дневная сторона магнитосферы поджимается ближе к Земле (в периоды очень интенсивных бурь граница магнитосферы в подсолнечной точке может приблизиться к Земле от 10 земных радиусов в спокойных условиях до 3 земных радиусов). В это время под давлением солнечного корпускулярного потока радикально изменяется форма на ночной стороне магнитосферы, в ее хвосте.

Солнечная буря сильнее влияет на более внешние части магнитосферы. Это, конечно, сказывается во всем околоземном пространстве вплоть до приземного атмосферного слоя, но не прямо, а опосредованно, в результате целой цепочки преобразования энергии солнечного корпускулярного потока, который сам непосредственно к поверхности Земли не проникает.

Магнитное поле Земли имеет определенное давление, которое направлено наружу. Плазма, заполняющая магнитосферу планеты, также обладает давлением, зависящим от ее плотности, температуры и др. Если бы вокруг Земли в межпланетном поле был вакуум, то ее магнитосфера распространялась бы бесконечно далеко. При этом напряженность магнитного поля, изменяясь обратно пропорционально квадрату расстояния от центра Земли, уменьшалась бы и на бесконечном удалении становилась бесконечно малой.