Hoạt động mặt trời. Giám sát hoạt động năng lượng mặt trời theo thời gian thực

Các hình dạng bất thường thường được nhìn thấy trên đĩa Mặt trời: các khu vực có độ sáng thấp - vết đen mặt trời và độ sáng cao - faculae. Ở rìa của đĩa, có thể nhận thấy rõ các phần nhô ra của sắc quyển - các điểm nổi bật và đôi khi xuất hiện các đốm rất sáng tồn tại trong thời gian ngắn. Tất cả đều nhận được một tên chung - hình thành hoạt động.

Thông thường, sự hình thành hoạt động phát sinh trong cái gọi là vùng hoạt động của Mặt trời. Những vùng này có thể chiếm một phần đáng kể của đĩa mặt trời. Đặc điểm chính của vùng hoạt động là sự xuất hiện của từ trường cục bộ (tức là cục bộ) mạnh trên bề mặt, mạnh hơn nhiều so với từ trường thông thường của Mặt trời. Sơ đồ từ trường điển hình cho vùng hoạt động được thể hiện trên Hình 62.

Mặt trời, giống như các thiên thể khác, quay quanh trục của nó. Điều này giúp có thể xác định các cực và đường xích đạo trên đó và xây dựng hệ tọa độ nhật ký (Helios - Sun), hoàn toàn giống với hệ tọa độ địa lý.

Thông thường, ở cả hai phía của đường xích đạo, trong dải vĩ độ nhật văn 10-30°, các vết đen mặt trời và mặt xuất hiện - các đốm sáng có thể nhìn thấy rõ gần các vết đen mặt trời và ở rìa đĩa. Qua kính thiên văn, có thể nhìn thấy rõ vết hình bầu dục sẫm màu và vùng nửa tối xung quanh. Các đốm thường xuất hiện theo nhóm. Kích thước đặc trưng của điểm tối là khoảng 20.000 km. Tuy nhiên, điểm trên nền của quang quyển có màu đen hoàn toàn, tuy nhiên, vì nhiệt độ tại điểm đó là 4500 K nên bức xạ của nó chỉ yếu hơn 3 lần so với bức xạ của quang quyển.

Tại chỗ cho thấy mạnh mẽ từ trường(lên tới 4,5 Tesla). Chính sự hiện diện của từ trường quyết định sự giảm nhiệt độ, vì nó ngăn cản sự đối lưu và do đó làm giảm dòng năng lượng từ các lớp sâu của Mặt trời. Vết đốm xuất hiện dưới dạng một khoảng cách hơi giãn ra giữa các hạt - dưới dạng lỗ chân lông. Sau khoảng một ngày, lỗ chân lông phát triển thành vết tròn và sau 3-4 ngày xuất hiện bóng râm một phần.

Theo thời gian, diện tích của một hoặc một nhóm đốm sẽ phát triển và đạt mức tối đa sau 10-12 ngày. Sau đó, các đốm của nhóm bắt đầu biến mất và sau một tháng rưỡi đến hai tháng, nhóm đó biến mất hoàn toàn. Thường thì nhóm không có thời gian để trải qua tất cả các giai đoạn và biến mất trong thời gian ngắn hơn nhiều.

Sự hình thành vết đen mặt trời

Với sự gia tăng từ trường trong quang quyển, sự đối lưu ban đầu thậm chí còn tăng cường. Từ trường không mạnh lắm sẽ ức chế sự nhiễu loạn và do đó tạo điều kiện thuận lợi cho sự đối lưu. Nhưng một trường mạnh hơn đã cản trở sự đối lưu và tại thời điểm trường thoát ra, nhiệt độ giảm xuống - một vết đen mặt trời được hình thành.

Các điểm thường được bao quanh bởi một mạng lưới các chuỗi sáng - một chùm quang quyển. Chiều rộng của chuỗi được xác định bởi đường kính của các phần tử sáng (loại hạt) của nó và khoảng 500 km, và chiều dài đạt tới 5000 km. Diện tích ngọn đuốc lớn hơn nhiều (thường là 4 lần) so với diện tích điểm. Faculae cũng được tìm thấy bên ngoài nhóm hoặc các điểm đơn lẻ. Trong trường hợp này, chúng yếu hơn nhiều và thường dễ nhận thấy ở rìa đĩa. Điều này cho thấy ngọn đuốc là một đám mây khí nóng hơn ở các lớp trên cùng của quang quyển. Đuốc là đội hình tương đối ổn định. Chúng có thể tồn tại trong vài tháng.

Phía trên các đốm và mặt có một khối bông - một vùng trong đó độ sáng của sắc quyển được tăng lên. Mặc dù độ sáng tăng lên, nhưng bông tuyết, giống như sắc quyển, vẫn vô hình trước nền của đĩa sáng chói của Mặt trời. Nó chỉ có thể được quan sát với sự trợ giúp của các dụng cụ đặc biệt - máy quang phổ, tạo ra hình ảnh của Mặt trời dưới dạng bức xạ ở bước sóng của vạch quang phổ. Trong trường hợp này, hình ảnh của bông xuất hiện dưới dạng sọc tối.

Sự hình thành bông

Khi plasma tích tụ trong vùng trũng được hình thành bởi các đường căng (Hình 62), bức xạ tăng lên do mật độ tăng, nhiệt độ và áp suất giảm, từ đó dẫn đến mật độ tăng và bức xạ tăng. Dần dần, “bẫy” tràn ra và plasma chảy dọc theo các đường căng vào quang quyển. Trạng thái cân bằng được thiết lập: khí nóng của quầng sáng rơi vào “bẫy”, giải phóng năng lượng và chảy vào quang quyển. Đây là cách một khối được hình thành.

Khi chuyển động quay của Mặt trời mang các hạt keo đến rìa Mặt trời, chúng ta thấy một khối treo điềm tĩnh nổi bật. Sự biến đổi của từ trường có thể dẫn đến hiện tượng các đường sức căng bị kéo thẳng và plasma của khối bị bắn lên trên. Cái này sự nổi bật phun trào.

Nếu hai từ trường có cực tính ngược nhau gặp nhau trong plasma thì sự hủy diệt của các trường sẽ xảy ra. Sự hủy diệt (hủy diệt) của từ trường theo định luật Faraday do cảm ứng điện từ gây ra sự xuất hiện của một điện trường xoay chiều mạnh. Bởi vì điện trở Có rất ít plasma, điều này gây ra một dòng điện cực mạnh, trong từ trường chứa năng lượng khổng lồ. Sau đó, trong quá trình nổ, năng lượng này được giải phóng dưới dạng ánh sáng và tia X (Hình 61). Một người quan sát trên Trái đất nhìn thấy ngọn lửa là một điểm sáng bất ngờ xuất hiện trên đĩa Mặt trời, thường ở gần một nhóm vết đen mặt trời. Ngọn lửa có thể được quan sát qua kính thiên văn và trong những trường hợp đặc biệt mắt thường.Tài liệu từ trang web

Tuy nhiên, phần năng lượng chính được giải phóng dưới dạng động năng của sự phát xạ vật chất và các dòng electron, proton được gia tốc thành năng lượng khổng lồ (lên đến hàng chục gigaelectron-volt) di chuyển trong quầng mặt trời và không gian liên hành tinh với tốc độ lên tới tới 1000 km/s.

Từ trường xuyên qua quầng sáng bị dòng gió mặt trời bắt giữ. Với một cấu hình nhất định của từ trường, nó nén plasma, tăng tốc lên tốc độ rất cao. Đồng thời, dòng plasma mở rộng các đường cảm ứng từ. Điều này tạo ra một chùm tia vành.

Tác động của dịch bệnh

Bão mặt trời có tác động mạnh đến tầng điện ly của Trái đất và ảnh hưởng đáng kể đến trạng thái không gian gần Trái đất. Có bằng chứng về tác động của dịch bệnh đối với

Vùng hoạt động trên Mặt trời (AO) là tập hợp các dạng cấu trúc thay đổi trong một vùng giới hạn nhất định của khí quyển mặt trời, gắn liền với sự gia tăng từ trường trong đó từ giá trị 1020 lên vài (45) nghìn oersted. Trong ánh sáng khả kiến, sự hình thành cấu trúc dễ nhận thấy nhất của vùng hoạt động là các vết đen mặt trời tối, được xác định rõ ràng, thường tạo thành toàn bộ nhóm. Thông thường, trong số nhiều điểm nhỏ ít nhiều, có hai điểm lớn nổi bật, tạo thành một nhóm các điểm lưỡng cực có cực tính ngược nhau của từ trường trong đó. Các điểm riêng lẻ và toàn bộ nhóm thường được bao quanh bởi các ngọn đuốc có cấu trúc dạng lưới, có cấu trúc mở sáng sủa. Ở đây từ trường đạt giá trị hàng chục oersted. Trong ánh sáng trắng, các mặt có thể nhìn thấy rõ nhất ở rìa đĩa mặt trời, tuy nhiên, trong các vạch quang phổ mạnh (đặc biệt là hydro, canxi ion hóa và các nguyên tố khác), cũng như ở vùng tia cực tím và tia X xa của quang phổ, chúng sáng hơn nhiều và chiếm diện tích lớn hơn. Chiều dài của vùng hoạt động lên tới vài trăm nghìn km và thời gian tồn tại từ vài ngày đến vài tháng. Theo quy luật, chúng có thể được quan sát thấy ở hầu hết các dải phổ điện từ mặt trời từ tia X, tia cực tím và tia nhìn thấy được tới sóng hồng ngoại và sóng vô tuyến. Ở rìa của đĩa mặt trời, khi vùng hoạt động có thể được nhìn thấy từ bên cạnh, phía trên nó, trong quầng mặt trời, các điểm nổi—những “đám mây” plasma khổng lồ có hình dạng kỳ quái—thường được quan sát thấy trong các vạch phát xạ. Thỉnh thoảng, các vụ nổ plasma và tia sáng mặt trời đột ngột xảy ra trong vùng hoạt động. Chúng tạo ra bức xạ ion hóa mạnh (chủ yếu là tia X) và bức xạ xuyên thấu (các hạt cơ bản mang năng lượng, electron và proton). Dòng plasma hạt tốc độ cao làm thay đổi cấu trúc của quầng mặt trời. Khi Trái đất rơi vào dòng chảy như vậy, từ quyển của nó bị biến dạng và xuất hiện bão từ. Bức xạ ion hóa ảnh hưởng lớn đến các điều kiện ở tầng trên của khí quyển và tạo ra sự xáo trộn trong tầng điện ly. Những ảnh hưởng có thể xảy ra đối với nhiều hiện tượng vật lý khác ( cm. phần MỐI QUAN HỆ MẶT TRỜI-Mặt Trời).

Pikelner S.B. Mặt trời. M., Fizmatgiz, 1961
Menzel D. Mặt trời của chúng ta. M., Fizmatgiz, 1963
Vitinsky Yu.I., Ol A.I., Sazonov B.I. Mặt Trời và Khí quyển Trái Đất. L., Gidrometeoizdat, 1976
Kononovich E.V. Ngôi sao ngày mặt trời. M., Giáo dục, 1982
Mitton S. Ngôi sao ngày. M., Mir, 1984
Kononovich E.V., Moroz V.I. Khóa học thiên văn học tổng quát. M., URSS, 2001

Tìm thấy " HOẠT ĐỘNG MẶT TRỜI" TRÊN

Hoạt động của mặt trời là tập hợp các hiện tượng xảy ra định kỳ trong bầu khí quyển mặt trời. Biểu hiện của hoạt động mặt trời gắn liền với tính hấp dẫn plasma mặt trời.

Nguyên nhân gây ra hoạt động của mặt trời? Từ thông ở một trong các vùng của quang quyển tăng dần. Khi đó độ sáng trong dòng hydro và canxi tăng lên ở đây. Những khu vực như vậy được gọi là bông tuyết.

Ở những khu vực gần giống nhau trên Mặt trời trong quang quyển (tức là sâu hơn một chút), người ta cũng quan sát thấy sự gia tăng độ sáng của ánh sáng trắng (nhìn thấy được). Hiện tượng này được gọi là ngọn đuốc.

Sự gia tăng năng lượng được giải phóng trong vùng chùm và bông là kết quả của cường độ từ trường tăng lên.
1-2 ngày sau khi xuất hiện bông cặn ở vùng hoạt động, vết đen mặt trờiở dạng chấm đen nhỏ - lỗ chân lông. Nhiều trong số chúng sẽ sớm biến mất, chỉ có các lỗ chân lông riêng lẻ biến thành những khối lớn sẫm màu trong 2-3 ngày. Một vết đen mặt trời điển hình có kích thước vài chục nghìn km và bao gồm phần trung tâm tối (umbra) và phần penumbra dạng sợi.

Từ lịch sử nghiên cứu vết đen mặt trời

Những báo cáo đầu tiên về vết đen mặt trời có từ năm 800 trước Công nguyên. đ. ở Trung Quốc, những hình vẽ đầu tiên có từ năm 1128. Năm 1610, các nhà thiên văn học bắt đầu sử dụng kính thiên văn để quan sát Mặt trời. Nghiên cứu ban đầu tập trung chủ yếu vào bản chất của các đốm và hành vi của chúng. Tuy nhiên, bất chấp nghiên cứu, bản chất vật lý của các đốm vẫn chưa rõ ràng cho đến thế kỷ 20. Đến thế kỷ 19, đã có một chuỗi quan sát đủ dài về số lượng vết đen mặt trời để xác định các chu kỳ tuần hoàn trong hoạt động của mặt trời. Năm 1845, Giáo sư D. Henry và S. Alexander của Đại học Princeton đã quan sát Mặt trời bằng nhiệt kế và xác định rằng các vết đen mặt trời phát ra ít bức xạ hơn các khu vực xung quanh Mặt trời. Sau đó, bức xạ trên mức trung bình được xác định ở các vùng có chùm tia.

Đặc điểm của vết đen mặt trời

Đặc điểm quan trọng nhất của vết bẩn là sự hiện diện mạnh mẽ từ trường, đạt độ căng lớn nhất ở vùng bóng tối. Hãy tưởng tượng một ống chứa các đường sức từ kéo dài vào quang quyển. Phần trên của ống giãn ra và các đường sức trong nó phân kỳ, giống như những bắp ngô trong bó lúa. Vì vậy, xung quanh cái bóng, các đường sức từ có hướng gần với phương ngang. Từ trường, có thể nói, mở rộng điểm từ bên trong và triệt tiêu các chuyển động đối lưu của khí, truyền năng lượng từ độ sâu lên trên. Do đó, trong khu vực của điểm, nhiệt độ thấp hơn khoảng 1000 K. Điểm này giống như một lỗ nguội trong quang quyển mặt trời bị ràng buộc bởi một từ trường.
Thông thường, các đốm xuất hiện theo cả nhóm, nhưng nổi bật trong đó có hai đốm lớn. Một cái nhỏ ở phía tây và cái kia nhỏ hơn ở phía đông. Thường có nhiều đốm nhỏ xung quanh và giữa chúng. Nhóm vết đen mặt trời này được gọi là lưỡng cực vì những vết đen mặt trời lớn luôn có cực tính ngược với từ trường. Chúng dường như được kết nối với cùng một ống chứa các đường sức từ, có dạng một vòng khổng lồ nhô ra từ dưới quang quyển, để lại các đầu ở đâu đó trong các lớp sâu, không thể nhìn thấy được. Điểm mà từ trường thoát ra khỏi quang quyển có cực bắc, và điểm mà trường lực quay trở lại dưới quang quyển có cực nam.

Bão mặt trời là biểu hiện mạnh mẽ nhất của hoạt động mặt trời. Chúng xảy ra ở những vùng tương đối nhỏ của sắc quyển và quầng sáng nằm phía trên các nhóm vết đen mặt trời. Chỉ cần đặt, bùng phát là một vụ nổ gây ra bởi sự nén đột ngột của plasma mặt trời. Quá trình nén xảy ra dưới áp suất của từ trường và dẫn đến sự hình thành một sợi dây plasma dài hàng chục, thậm chí hàng trăm nghìn km. Lượng năng lượng của vụ nổ là từ 10²³ J. Nguồn năng lượng của ngọn lửa khác với nguồn năng lượng của toàn bộ Mặt trời. Rõ ràng là pháo sáng có tính chất điện từ. Năng lượng phát ra từ ngọn lửa ở vùng sóng ngắn của quang phổ bao gồm tia cực tím và tia X.
Giống như bất kỳ vụ nổ lớn nào, ngọn lửa tạo ra sóng xung kích truyền lên vành nhật hoa và dọc theo các lớp bề mặt của khí quyển mặt trời. Bức xạ từ các ngọn lửa mặt trời có tác động đặc biệt mạnh mẽ đến các tầng trên của bầu khí quyển và tầng điện ly của trái đất. Kết quả là toàn bộ các hiện tượng địa vật lý phức tạp xảy ra trên Trái đất.

Nổi bật

Sự hình thành đầy tham vọng nhất trong bầu khí quyển mặt trời là sự nổi bật. Đây là những đám mây khí dày đặc phát sinh trong quầng mặt trời hoặc được đẩy vào nó từ sắc quyển. Một điểm nổi bật điển hình trông giống như một vòm phát sáng khổng lồ nằm trên sắc quyển và được hình thành bởi các tia và dòng vật chất đậm đặc hơn nhật hoa. Nhiệt độ của các điểm nổi bật là khoảng 20.000 K. Một số trong số chúng tồn tại trong quầng sáng trong vài tháng, một số khác xuất hiện bên cạnh các điểm, di chuyển nhanh chóng với tốc độ khoảng 100 km/s và tồn tại trong vài tuần. Các điểm nổi bật riêng lẻ di chuyển với tốc độ lớn hơn và đột ngột phát nổ; chúng được gọi là phun trào. Kích thước của các điểm nổi bật có thể khác nhau. Một tai lửa điển hình có độ cao khoảng 40.000 km và rộng khoảng 200.000 km.
Có nhiều loại nổi bật. Trong các bức ảnh chụp sắc quyển trong vạch quang phổ màu đỏ của hydro, các điểm nổi bật có thể nhìn thấy rõ ràng trên đĩa mặt trời dưới dạng các sợi dài màu tối.

Các khu vực trên Mặt trời quan sát thấy các biểu hiện mạnh mẽ của hoạt động mặt trời được gọi là trung tâm hoạt động của mặt trời. Hoạt động tổng thể của Mặt trời thay đổi theo chu kỳ. Có nhiều cách để ước tính mức độ hoạt động của mặt trời. Chỉ số hoạt động của mặt trời - Số sói W. W= k (f+10g), trong đó k là hệ số tính đến chất lượng của thiết bị và các quan sát được thực hiện với thiết bị đó, f là tổng số điểm hiện được quan sát trên Mặt trời , g gấp mười lần số nhóm mà chúng tạo thành.
Thời đại mà số lượng trung tâm hoạt động lớn nhất được coi là thời kỳ hoạt động mặt trời đạt mức tối đa. Và khi không có hoặc gần như không có – ở mức tối thiểu. Mức tối đa và tối thiểu xen kẽ với khoảng thời gian trung bình là 11 năm - chu kỳ hoạt động mặt trời 11 năm.

Ảnh hưởng của hoạt động mặt trời đến sự sống trên Trái đất

Ảnh hưởng này rất lớn. A.L. Chizhevsky là người đầu tiên nghiên cứu ảnh hưởng này vào tháng 6 năm 1915. Người ta quan sát thấy ánh sáng phương Bắc ở Nga và thậm chí ở Bắc Mỹ, MỘT " bão từ Họ liên tục làm gián đoạn chuyển động của các bức điện tín.” Trong giai đoạn này, nhà khoa học thu hút sự chú ý đến thực tế là hoạt động gia tăng của mặt trời đồng thời với sự đổ máu trên Trái đất. Thật vậy, ngay sau khi xuất hiện các vết đen mặt trời lớn trên nhiều mặt trận trong Chiến tranh thế giới thứ nhất, tình trạng thù địch đã gia tăng. Ông đã cống hiến cả cuộc đời mình cho nghiên cứu này, nhưng cuốn sách “Trong nhịp điệu của mặt trời” vẫn chưa hoàn thành và chỉ được xuất bản vào năm 1969, 4 năm sau cái chết của Chizhevsky. Ông thu hút sự chú ý đến mối liên hệ giữa hoạt động gia tăng của mặt trời và các thảm họa trên trái đất.
Bằng cách quay bán cầu này hoặc bán cầu kia về phía Mặt trời, Trái đất sẽ nhận được năng lượng. Dòng chảy này có thể được biểu diễn dưới dạng một làn sóng di chuyển: nơi ánh sáng rơi ở đó là đỉnh của nó, nơi tối có một cái đáy: năng lượng tăng hoặc giảm.
Từ trường và dòng hạt phát ra từ các vết đen mặt trời đến Trái đất và ảnh hưởng đến não, hệ thống tim mạch và tuần hoàn của con người cũng như trạng thái thể chất, thần kinh và tâm lý của người đó. Cấp độ cao hoạt động của mặt trời và những thay đổi nhanh chóng của nó kích thích một người.

Hiện nay ảnh hưởng của hoạt động mặt trời trên Trái đất đang được nghiên cứu rất tích cực. Các ngành khoa học mới đã xuất hiện - nhật sinh học, vật lý mặt trời-trái đất - nghiên cứu mối quan hệ giữa sự sống trên Trái đất, thời tiết, khí hậu và các biểu hiện của hoạt động mặt trời.
Các nhà thiên văn học cho rằng Mặt trời ngày càng sáng hơn và nóng hơn. Điều này là do hoạt động từ trường của nó đã tăng hơn gấp đôi trong 90 năm qua, với mức tăng lớn nhất xảy ra trong 30 năm qua. Các nhà khoa học hiện có thể dự đoán các cơn bão mặt trời, giúp chuẩn bị trước cho những sự cố có thể xảy ra trong mạng lưới điện và vô tuyến.

Hoạt động mạnh của mặt trời có thể khiến đường dây điện trên Trái đất bị hỏng và quỹ đạo của các vệ tinh hỗ trợ hệ thống thông tin liên lạc, máy bay và tàu biển bị thay đổi. “Bạo lực” mặt trời thường được đặc trưng bởi các tia sáng mạnh và xuất hiện nhiều đốm. Chizhevsky chứng minh rằng trong thời kỳ hoạt động của mặt trời tăng lên (một số lượng lớn vết đen mặt trời), chiến tranh, cách mạng, thiên tai, thảm họa, dịch bệnh xảy ra trên Trái đất và cường độ phát triển của vi khuẩn tăng lên (“hiệu ứng Chizhevsky-Velkhover”). Đây là những gì ông viết trong cuốn sách “Tiếng vọng trên mặt đất của các cơn bão mặt trời”: “Số lượng và chất lượng vô cùng đa dạng của các yếu tố vật lý và hóa học xung quanh chúng ta từ mọi phía - tự nhiên - là vô cùng lớn. Các lực tương tác mạnh mẽ đến từ không gian bên ngoài. Mặt trời, Mặt trăng, các hành tinh và vô số thiên thể được kết nối với Trái đất bằng những liên kết vô hình. Chuyển động của Trái đất được điều khiển bởi lực hấp dẫn, lực này gây ra một số biến dạng trong không khí, các lớp vỏ lỏng và rắn của hành tinh chúng ta, khiến chúng dao động và tạo ra thủy triều. Vị trí của các hành tinh trong hệ mặt trời ảnh hưởng đến sự phân bố và cường độ lực điện và từ trường của Trái đất.
Nhưng ảnh hưởng lớn nhất đến đời sống vật chất và hữu cơ của Trái đất là do bức xạ hướng về Trái đất từ ​​mọi phía của Vũ trụ. Chúng kết nối trực tiếp các phần bên ngoài của Trái đất với môi trường vũ trụ, làm cho nó liên quan đến nó, liên tục tương tác với nó, và do đó cả mặt ngoài của Trái đất và sự sống lấp đầy nó đều là kết quả của ảnh hưởng sáng tạo của các lực vũ trụ. . Và do đó, cấu trúc vỏ Trái đất, hóa lý và sinh quyển của nó là sự biểu hiện của cấu trúc và cơ học của Vũ trụ chứ không phải là sự tác động ngẫu nhiên của các lực cục bộ. Khoa học không ngừng mở rộng ranh giới nhận thức trực tiếp của chúng ta về thiên nhiên và nhận thức của chúng ta về thế giới. Không phải Trái Đất mà là không gian bên ngoài trở thành quê hương của chúng ta, và chúng ta bắt đầu cảm nhận được tất cả sự vĩ đại thực sự của nó tầm quan trọng đối với mọi sự tồn tại trên trái đất của cả chuyển động của các thiên thể xa xôi và chuyển động của các sứ giả của chúng - bức xạ…”
Năm 1980, một kỹ thuật xuất hiện giúp phát hiện sự hiện diện của các đốm trong quang quyển của các ngôi sao khác. Hóa ra là nhiều ngôi sao thuộc lớp quang phổ G và K có vết đen mặt trời tương tự như vết đen của mặt trời, có từ trường cùng thứ tự. Chu kỳ hoạt động của những ngôi sao như vậy đã được ghi lại và nghiên cứu. Chúng gần với chu kỳ mặt trời và dao động từ 5 đến 10 năm.

Có nhiều giả thuyết về ảnh hưởng của sự thay đổi các thông số vật lý của Mặt trời đến khí hậu Trái đất.

Cực quang trên trái đất là kết quả có thể nhìn thấy được của sự tương tác giữa gió mặt trời, từ quyển mặt trời, mặt đất và bầu khí quyển. Các hiện tượng cực đoan liên quan đến hoạt động của mặt trời dẫn đến những xáo trộn đáng kể trong từ trường Trái đất, gây ra các cơn bão địa từ. Bão địa từ là một trong yếu tố cần thiết thời tiết không gian và ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực hoạt động của con người, từ đó chúng ta có thể nêu bật sự gián đoạn của thông tin liên lạc, hệ thống định vị tàu vũ trụ, sự xuất hiện dòng điện cảm ứng xoáy trong máy biến áp và đường ống, và thậm chí cả sự phá hủy các hệ thống năng lượng.
Bão từ còn ảnh hưởng đến sức khỏe và tinh thần của con người. Nhánh lý sinh học nghiên cứu ảnh hưởng của những thay đổi trong hoạt động của mặt trời và những xáo trộn mà nó gây ra trong từ quyển trái đất đối với các sinh vật trên trái đất được gọi là sinh học nhật thực.

Một trong những đặc điểm đáng chú ý nhất của Mặt trời là những thay đổi gần như định kỳ, đều đặn trong các biểu hiện khác nhau của hoạt động Mặt trời, tức là toàn bộ các hiện tượng thay đổi (nhanh hay chậm) quan sát được trên Mặt trời. Đây là những vết đen mặt trời - những khu vực có từ trường mạnh và do đó có nhiệt độ thấp và các tia sáng mặt trời - những quá trình nổ mạnh nhất và phát triển nhanh nhất ảnh hưởng đến toàn bộ bầu khí quyển mặt trời phía trên vùng hoạt động và các sợi mặt trời - sự hình thành plasma trong từ trường của khí quyển mặt trời, có dạng cấu trúc giống như sợi kéo dài (lên đến hàng trăm nghìn km). Khi các dây tóc chạm tới rìa có thể nhìn thấy (chi) của Mặt trời, người ta có thể nhìn thấy các thành tạo hoạt động và yên tĩnh lớn nhất về quy mô - các điểm nổi bật, được phân biệt bằng nhiều hình dạng phong phú và cấu trúc phức tạp.

Cũng cần lưu ý các lỗ vành - khu vực trong bầu khí quyển mặt trời có từ trường mở ra không gian liên hành tinh. Đây là những cửa sổ đặc biệt mà từ đó một dòng hạt tích điện mặt trời tốc độ cao được đẩy ra.

Vết đen mặt trời là hiện tượng nổi tiếng nhất trên Mặt trời. Chúng được quan sát lần đầu tiên qua kính viễn vọng bởi G. Galileo vào năm 1610. Chúng ta không biết ông đã học được cách làm suy yếu ánh sáng mặt trời khi nào và như thế nào, nhưng những bản khắc tuyệt đẹp mô tả các vết đen mặt trời và được xuất bản vào năm 1613. trong những bức thư nổi tiếng của ông về vết đen mặt trời, là loạt quan sát có hệ thống đầu tiên.

Kể từ thời điểm đó, việc đăng ký điểm được thực hiện, sau đó dừng lại, rồi lại tiếp tục. Vào cuối thế kỷ 19, hai nhà quan sát - G. Sperer ở

Đức và E. Maunder ở Anh đã chỉ ra một thực tế là trong khoảng thời gian 70 năm cho đến năm 1716. rõ ràng có rất ít điểm trên đĩa mặt trời. Ở thời đại chúng ta, D. Eddy, sau khi phân tích lại tất cả dữ liệu, đã đưa ra kết luận rằng thực sự trong thời kỳ này đã có sự suy giảm hoạt động của mặt trời, được gọi là mức tối thiểu Maunder.

Đến năm 1843 Sau 20 năm quan sát, nhà thiên văn nghiệp dư G. Schwabe đến từ Đức đã thu thập khá nhiều dữ liệu cho thấy số lượng điểm trên đĩa mặt trời thay đổi theo chu kỳ, đạt mức tối thiểu khoảng 11 năm một lần. R. Wolf từ Zurich đã thu thập tất cả dữ liệu có thể về các vết đen mặt trời, hệ thống hóa chúng, tổ chức các quan sát thường xuyên và đề xuất đánh giá mức độ hoạt động của mặt trời bằng một chỉ số đặc biệt xác định thước đo “điểm” của Mặt trời, có tính đến cả hai số lượng điểm quan sát được trong một ngày nhất định và số lượng nhóm vết đen mặt trời trên đĩa mặt trời. Chỉ số này về số lượng vết đen mặt trời tương đối, sau này được gọi là "số Sói", bắt đầu chuỗi của nó vào năm 1749. Đường cong số lượng Sói trung bình hàng năm cho thấy rõ ràng những thay đổi định kỳ về số lượng vết đen mặt trời.

Chỉ số số Wolf đã đứng vững trước thử thách của thời gian, nhưng sân khấu hiện đại cần phải đo hoạt động của mặt trời phương pháp định lượng. Các đài quan sát mặt trời hiện đại tiến hành quan sát tuần tra thường xuyên về Mặt trời, sử dụng thước đo hoạt động ước tính diện tích vết đen mặt trời tính bằng phần triệu diện tích của bán cầu mặt trời nhìn thấy được (msh). Chỉ số này ở một mức độ nào đó phản ánh cường độ của từ thông tập trung tại các điểm trên bề mặt Mặt trời.

Các nhóm vết đen mặt trời với tất cả các hiện tượng liên quan là một phần của vùng hoạt động. Vùng hoạt động phát triển bao gồm vùng bùng phát với một nhóm vết đen mặt trời ở hai bên đường phân cực của từ trường, trên đó dây tóc thường nằm. Tất cả điều này đi kèm với sự phát triển của sự ngưng tụ vành, mật độ vật chất trong đó cao hơn ít nhất vài lần so với mật độ của môi trường xung quanh.

Tất cả những hiện tượng này được thống nhất bởi một từ trường cực mạnh đạt tới vài nghìn gauss ở cấp độ quang quyển.

Ranh giới của vùng hoạt động được xác định rõ ràng nhất bởi đường sắc tố của canxi bị ion hóa. Do đó, chỉ số canxi hàng ngày đã được đưa ra, có tính đến diện tích và sức mạnh của tất cả các khu vực hoạt động.

Biểu hiện mạnh mẽ nhất của hoạt động mặt trời ảnh hưởng đến Trái đất là các cơn bão mặt trời. Chúng phát triển ở những vùng hoạt động có cấu trúc từ trường phức tạp và ảnh hưởng đến toàn bộ độ dày của khí quyển Mặt Trời. Năng lượng của một ngọn lửa mặt trời lớn đạt giá trị rất lớn, có thể so sánh với lượng năng lượng mặt trời mà hành tinh chúng ta nhận được trong cả năm. Con số này gấp khoảng 100 lần so với tất cả năng lượng nhiệt có thể thu được bằng cách đốt tất cả trữ lượng dầu, khí đốt và than đá đã được chứng minh. Đồng thời, đây là năng lượng do toàn bộ Mặt trời phát ra trong một phần hai mươi giây, với công suất không vượt quá một phần trăm phần trăm tổng công suất bức xạ của ngôi sao của chúng ta. Ở những vùng có hoạt động bùng phát, chuỗi chính của các đợt bùng phát có công suất cao và trung bình xảy ra trong một khoảng thời gian giới hạn (40-60 giờ), trong khi các đợt bùng phát và độ sáng nhỏ được quan sát gần như liên tục. Điều này dẫn đến sự gia tăng phông nền chung của bức xạ điện từ Mặt trời. Do đó, để đánh giá hoạt động của mặt trời liên quan đến pháo sáng, các chỉ số đặc biệt bắt đầu được sử dụng, liên quan trực tiếp đến dòng bức xạ điện từ thực tế. Dựa trên dòng phát xạ vô tuyến ở sóng 10,7 cm (tần số 2800 MHz), chỉ số F10.7 được đưa ra vào năm 1963. Nó được đo bằng đơn vị thông lượng mặt trời (s.f.u.), với 1 s.f.u. = 10-22 W/(m2 Hz). Chỉ số F10.7 tương ứng tốt với những thay đổi về tổng diện tích vết đen mặt trời và số lượng tia sáng ở tất cả các vùng hoạt động. Đối với các nghiên cứu thống kê, giá trị trung bình hàng tháng được sử dụng chủ yếu.

Với sự phát triển của các nghiên cứu vệ tinh về Mặt trời, người ta có thể đo trực tiếp thông lượng tia X trong một phạm vi nhất định.

Kể từ năm 1976, thông lượng tia X mềm nền hàng ngày trong khoảng 1-8 A (12,5-1 keV) đã được đo thường xuyên.

Chỉ số tương ứng được biểu thị bằng chữ cái Latinh viết hoa (A, B, C, M, X), đặc trưng cho thứ tự cường độ của dòng chảy trong phạm vi 1-8 A (10-8 W/m2, 10-7, v.v. bật) theo sau là một số nằm trong khoảng từ 1 đến 9,9, cung cấp giá trị luồng. Vì vậy, ví dụ, M2.5 có nghĩa là mức lưu lượng là 2,5·10-5. Kết quả là thang đánh giá sau:

A(1-9) = (1-9) 10-8 W/m2

B(1-9) = (1-9) 10-7

C(1-9) = (1-9) 10-6

M(1-9) = (1-9) 10-5

X(1-n) = (1-n)·10-4

Nền này thay đổi từ giá trị A1 ở mức tối thiểu của hoạt động mặt trời đến C5 ở mức tối đa. Hệ thống tương tự được sử dụng để chỉ định điểm tia X của ngọn lửa mặt trời. Điểm cực đại X20 = ​​​​20·10-4 W/m2 được ghi nhận trong vụ cháy ngày 16/8/1989.

TRONG Gần đây bắt đầu được sử dụng dưới dạng chỉ số đặc trưng cho mức độ hoạt động của ngọn lửa mặt trời, số lượng ngọn lửa mặt trời mỗi tháng. Chỉ số này có thể được sử dụng từ năm 1964, khi hệ thống hiện đang được sử dụng để xác định cường độ của ngọn lửa mặt trời trong phạm vi quang học được giới thiệu.

Nội dung của bài viết

HOẠT ĐỘNG MẶT TRỜI. Vùng hoạt động trên Mặt trời - (AO) - là tập hợp các dạng cấu trúc thay đổi trong một vùng giới hạn nhất định của khí quyển mặt trời, liên quan đến sự gia tăng từ trường trong đó từ giá trị 10–20 đến vài (4 –5) nghìn oersted. Trong ánh sáng khả kiến, sự hình thành cấu trúc dễ nhận thấy nhất của vùng hoạt động là các vết đen mặt trời tối, được xác định rõ ràng, thường tạo thành toàn bộ nhóm. Thông thường, trong số nhiều điểm nhỏ ít nhiều, có hai điểm lớn nổi bật, tạo thành một nhóm các điểm lưỡng cực có cực tính ngược nhau của từ trường trong đó. Các điểm riêng lẻ và toàn bộ nhóm thường được bao quanh bởi các cấu trúc dạng lưới, có cấu trúc mở sáng sủa - những ngọn đuốc. Ở đây từ trường đạt giá trị hàng chục oersted. Trong ánh sáng trắng, các mặt có thể nhìn thấy rõ nhất ở rìa đĩa mặt trời, tuy nhiên, trong các vạch quang phổ mạnh (đặc biệt là hydro, canxi ion hóa và các nguyên tố khác), cũng như ở vùng tia cực tím và tia X xa của quang phổ, chúng sáng hơn nhiều và chiếm diện tích lớn hơn. Chiều dài của vùng hoạt động lên tới vài trăm nghìn km và thời gian tồn tại của nó dao động từ vài ngày đến vài tháng. Theo quy luật, chúng có thể được quan sát thấy ở hầu hết các dải phổ điện từ mặt trời từ tia X, tia cực tím và tia nhìn thấy đến sóng hồng ngoại và sóng vô tuyến. Ở rìa của đĩa mặt trời, khi vùng hoạt động có thể được nhìn thấy từ bên cạnh, phía trên nó, trong quầng mặt trời, người ta thường quan sát thấy các điểm nổi bật trong các vạch phát xạ - những “đám mây” plasma khổng lồ có hình dạng kỳ quái. Thỉnh thoảng, các vụ nổ plasma đột ngột xảy ra trong vùng hoạt động - các tia sáng mặt trời. Chúng tạo ra bức xạ ion hóa mạnh (chủ yếu là tia X) và bức xạ xuyên thấu (các hạt cơ bản mang năng lượng, electron và proton). Dòng plasma hạt tốc độ cao làm thay đổi cấu trúc của quầng mặt trời. Khi Trái đất rơi vào dòng chảy như vậy, từ quyển của nó bị biến dạng và xuất hiện bão từ. Bức xạ ion hóa ảnh hưởng lớn đến các điều kiện ở tầng trên của khí quyển và tạo ra sự xáo trộn trong tầng điện ly. Những ảnh hưởng có thể xảy ra đối với nhiều hiện tượng vật lý khác ( cm. phần MỐI QUAN HỆ MẶT TRỜI-Mặt Trời).

Những quan sát đầu tiên về vết đen mặt trời

Đôi khi trên Mặt trời, dù bằng mắt thường, qua lớp kính mờ, bạn cũng có thể nhìn thấy những chấm - đốm đen. Đây là những thành tạo đáng chú ý nhất ở các lớp bên ngoài, có thể quan sát trực tiếp của bầu khí quyển mặt trời. Các báo cáo về vết đen mặt trời, đôi khi được quan sát thấy qua sương mù hoặc khói từ đám cháy, được tìm thấy trong biên niên sử và biên niên sử cổ xưa. Ví dụ, những đề cập sớm nhất về “những điểm đen” trên Mặt trời trong Biên niên sử Nikon có từ năm 1365 và 1371. Những quan sát bằng kính thiên văn đầu tiên là vào đầu thế kỷ 17. gần như được thực hiện độc lập với nhau bởi Galileo Galilei ở Ý, Johann Holdsmith ở Hà Lan, Christopher Scheiner ở Đức và Thomas Harriot ở Anh. Trong điều kiện khí quyển rất tốt, trong các bức ảnh chụp Mặt trời, đôi khi bạn không chỉ có thể nhìn thấy cấu trúc mịn của các vết đen mà còn có thể nhìn thấy các khu vực hở sáng xung quanh chúng - những ngọn đuốc, có thể nhìn thấy rõ nhất ở rìa đĩa mặt trời. Rõ ràng là, trái ngược với một nguồn phát lý tưởng (ví dụ, một quả cầu thạch cao màu trắng, được chiếu sáng đồng đều từ mọi phía), đĩa mặt trời ở rìa có vẻ tối hơn. Điều này có nghĩa là Mặt trời không có bề mặt rắn với độ sáng như nhau theo mọi hướng. Lý do khiến đĩa mặt trời tối dần về phía rìa là do bản chất khí của các lớp làm mát bên ngoài của nó, trong đó nhiệt độ, cũng như ở các lớp sâu hơn, tiếp tục giảm ra bên ngoài. Ở rìa của đĩa mặt trời, đường ngắm đi qua các lớp khí quyển cao hơn và lạnh hơn, phát ra ít năng lượng hơn đáng kể.

Galileo Galilei về vết đen mặt trời.

Galileo sinh ra ở Pisa (Bắc nước Ý) vào năm 1564. Năm 1609, ông là một trong những người đầu tiên hướng chiếc kính viễn vọng nhỏ bé của mình lên bầu trời. Ngày nay, mọi học sinh đều có thể tự chế tạo ra một nhạc cụ tốt nhất cho mình từ kính đeo mắt và kính lúp thông thường. Tuy nhiên, thật ngạc nhiên là Galileo đã nhìn thấy được nhiều điều mới mẻ bằng chiếc kính viễn vọng rất không hoàn hảo của mình: các vệ tinh của Sao Mộc, những ngọn núi và vùng trũng trên Mặt Trăng, các pha của Sao Kim, các đốm trên Mặt Trời, các ngôi sao trong Dải Ngân hà và nhiều hơn thế nữa. Là một người ủng hộ quan điểm của Copernicus về vị trí trung tâm của Mặt trời trong hệ hành tinh của chúng ta, ông đã tìm cách xác nhận quan điểm của mình bằng các quan sát. Năm 1632 Galileo xuất bản cuốn sách nổi tiếng của mình Đối thoại về hai hệ thống thế giới. Trên thực tế, đây là cuốn sách khoa học đại chúng đầu tiên được viết bởi một nhà khoa học xuất sắc. ngôn ngữ văn học, và không phải bằng tiếng Latinh, như thông lệ lúc bấy giờ của các nhà khoa học, mà bằng tiếng Ý, dễ hiểu đối với tất cả đồng bào của Galileo. Cuốn sách này hóa ra là một sự hỗ trợ táo bạo và mạo hiểm cho những lời dạy của Copernicus, vì lý do đó Galileo đã sớm bị Tòa án dị giáo đưa ra xét xử. Đương nhiên, Galileo hy vọng sử dụng các quan sát về Mặt trời làm lý lẽ thuyết phục nhất. Vì vậy, vào năm 1613, ông đã xuất bản ba bức thư dưới dạng khắc rất đẹp với tựa đề chung là Mô tả và bằng chứng liên quan đến vết đen mặt trời. Những bức thư này là phản hồi cho những lập luận vô lý của Abbot Scheiner, người cũng đã quan sát các vết đen mặt trời, nhưng lại nhầm chúng với các hành tinh, theo quan điểm của ông, đang di chuyển theo hướng do hệ thống Ptolemaic (địa tâm) quy định, và do đó được cho là đã xác nhận điều đó. Galileo đã chỉ ra sai lầm của Scheiner là người đã không nhận thấy rằng chiếc kèn của mình đang đảo ngược hình ảnh. Sau đó, ông đã chứng minh rằng các điểm đó thuộc về Mặt trời, hóa ra nó đang quay. Galileo thậm chí còn đưa ra một giả định, hóa ra là đúng, nhưng phải hai thế kỷ rưỡi sau mới có thể chứng minh được rằng các điểm này bao gồm các chất khí lạnh hơn và trong suốt hơn bầu khí quyển của Mặt trời. Cuối cùng, khi so sánh độ đen của các đốm với bóng tối của bầu trời ngoài rìa ảnh của Mặt trời và nhận thấy rằng Mặt trăng tối hơn nền của bầu trời gần Mặt trời, ông khẳng định rằng các vết đen sáng hơn điểm sáng nhất. những nơi trên Mặt trăng. Công trình này của Galileo là công trình nghiêm túc đầu tiên Nghiên cứu khoa học, tận tụy Bản chất vật lý Mặt trời. Đồng thời, tác phẩm này là một ví dụ điển hình về tiểu thuyết, được chính tác giả minh họa bằng những bức tranh khắc tuyệt đẹp.

Quan sát các vết đen mặt trời.

Tổng số điểm và nhóm do chúng hình thành thay đổi chậm trong một khoảng thời gian (chu kỳ) nhất định từ 8 đến 15 năm (trung bình 10–11 năm). Điều quan trọng là sự hiện diện của vết đen mặt trời ảnh hưởng đến từ trường Trái đất. Điều này đã được Gorrebov chú ý vào thế kỷ 18 và hiện nay người ta đã biết rằng hoạt động của mặt trời có liên quan đến nhiều hiện tượng trên trái đất, vì vậy việc nghiên cứu các mối liên hệ giữa mặt trời và trái đất là rất quan trọng đối với đời sống thực tế. Do đó, việc quan sát Mặt trời liên tục và liên tục là cần thiết, vốn thường bị cản trở bởi thời tiết xấu và mạng lưới các đài quan sát đặc biệt không đủ. Rõ ràng là ngay cả những quan sát nghiệp dư khiêm tốn nhất, được thực hiện cẩn thận và mô tả rõ ràng (chỉ ra thời gian, địa điểm, v.v.) cũng có thể hữu ích cho bản tóm tắt quốc tế về dữ liệu hoạt động mặt trời ( cm. Dữ liệu địa vật lý mặt trời). Ngoài ra, những quan sát do một người nghiệp dư thực hiện ở một địa điểm nhất định có thể khiến người quan sát khám phá ra một mối liên hệ mới, chưa được chú ý trước đây với một số hiện tượng trần thế cụ thể ở địa điểm cụ thể đó. Mọi người nghiệp dư đều có thể sử dụng kính thiên văn của mình để xác định chỉ số hoạt động mặt trời nổi tiếng nhất - số vết đen mặt trời Wolff tương đối (được đặt theo tên của nhà thiên văn học người Đức đã giới thiệu nó vào giữa thế kỷ 19). Để xác định số Sói, bạn cần đếm xem có bao nhiêu điểm riêng lẻ có thể nhìn thấy trong hình ảnh Mặt trời, sau đó thêm vào số kết quả gấp mười lần số nhóm mà chúng tạo thành. Rõ ràng, kết quả của phép tính như vậy phụ thuộc rất nhiều vào nhiều lý do, từ kích thước của thiết bị, chất lượng hình ảnh, những yếu tố này bị ảnh hưởng mạnh mẽ. thời tiết, và kết thúc bằng nghệ thuật và sự cảnh giác của người quan sát. Do đó, mỗi người quan sát phải, dựa trên sự so sánh các quan sát dài hạn của mình với dữ liệu được chấp nhận rộng rãi, ước tính hệ số trung bình mà anh ta phải nhân với ước tính của mình về số Sói để đạt được kết quả trung bình trên thang đo được chấp nhận chung. Ví dụ: có thể tìm thấy bản tóm tắt các giá trị được chấp nhận chung cho số Sói (W) trong bản tin Dữ liệu năng lượng mặt trời, được xuất bản bởi Đài thiên văn Pulkovo ở St. Petersburg.

Đặc điểm vật lý của vết đen mặt trời.

Các vết đen mặt trời và đặc biệt là các nhóm vết đen mặt trời là những thành tạo hoạt động dễ thấy nhất trong quang quyển mặt trời. Có nhiều trường hợp được biết đến khi người ta quan sát thấy những đốm lớn trên Mặt trời bằng mắt thường qua kính hun khói. Các vết luôn gắn liền với sự xuất hiện của từ trường mạnh với cường độ lên tới vài nghìn oersted trong vùng hoạt động của Mặt Trời. Từ trường làm chậm quá trình truyền nhiệt đối lưu, do đó nhiệt độ của quang quyển ở độ sâu nông dưới vết đen mặt trời giảm đi 1–2 nghìn K. Các đốm có nguồn gốc ở dạng nhiều lỗ nhỏ, một số lỗ sẽ sớm chết, và một số phát triển thành các khối tối với độ sáng kém hơn 10 lần so với quang quyển xung quanh. Bóng của vết đen mặt trời được bao quanh bởi một vùng nửa tối được hình thành bởi các sợi hướng tâm đến tâm vết đen mặt trời. Thời gian tồn tại của vết đen mặt trời dao động từ vài giờ, vài ngày đến vài tháng. Hầu hết các vết đen mặt trời tạo thành cặp kéo dài dọc theo đường xích đạo mặt trời - nhóm lưỡng cực các vết đen mặt trời có từ trường phân cực ngược nhau ở các thành viên phía đông và phía tây của nhóm. Số lượng vết đen mặt trời và các nhóm lưỡng cực do chúng hình thành thay đổi theo chu kỳ (nghĩa là trong một khoảng thời gian thay đổi, trung bình gần 11 năm) thay đổi: lúc đầu tăng tương đối nhanh, sau đó giảm dần.

Ngọn đuốc quang học.

Xung quanh vết đen thường có những vùng sáng gọi là ngọn đuốc trong tiếng Hy Lạp ngọn đuốc(bún, đuốc). Đây là giai đoạn đầu tiên của hoạt động mặt trời, có thể nhìn thấy rõ nhất ở gần rìa đĩa mặt trời, nơi độ tương phản với nền không bị xáo trộn của quang quyển đạt tới 25–30%. Những ngọn đuốc trông giống như một tập hợp các điểm sáng nhỏ (hạt đuốc có kích thước hàng trăm km) tạo thành chuỗi và lưới hở. Chúng được tìm thấy ở hầu hết mọi vùng hoạt động trên Mặt trời và sự xuất hiện của chúng xảy ra trước sự hình thành các vết đen mặt trời. Bên ngoài các vùng hoạt động, các faculae xuất hiện định kỳ ở các vùng cực của Mặt trời.

Kết hạt.

Trong sắc quyển phía trên các chùm khói, người ta quan sát thấy sự tiếp nối của chúng, có cấu trúc tương tự và được gọi là các bông cặn (từ tiếng Latin bông tuyết- một mảnh lông tơ nhỏ). Đây là biểu hiện của hoạt động mặt trời trong sắc quyển, có thể nhìn thấy rõ trên đĩa mặt trời khi quan sát trên các vạch quang phổ của hydro, heli, canxi và các nguyên tố khác.

Điểm nổi bật và sợi.

Sự hình thành tích cực trong quầng mặt trời - các điểm nổi bật - có thể đạt kích thước lớn nhất. Đây là những đám mây vật chất sắc quyển trong quầng sáng, được hỗ trợ bởi từ trường. Chúng có cấu trúc dạng sợi và lởm chởm, bao gồm các sợi chuyển động và các cục huyết tương, được phân biệt bằng nhiều hình dạng đặc biệt: đôi khi chúng giống như những đống cỏ khô yên tĩnh, đôi khi chúng là những cái phễu xoáy gợi nhớ đến nấm mồng tơi hoặc bụi cây, thường đây là những hình tượng điển hình nhất. những hình thù kì quái. Chúng cũng khác nhau rất nhiều về đặc điểm động lực, từ hình thành yên tĩnh, tồn tại lâu dài cho đến những vụ phun trào bất ngờ bùng nổ. Những điểm nổi bật yên tĩnh tồn tại lâu nhất, thay đổi chậm rãi giống như những tấm màn treo gần như thẳng đứng trên các đường sức từ. Khi quan sát trên đĩa mặt trời, những điểm nổi bật như vậy được chiếu thành những sợi dài hẹp , xuất hiện tối trong ảnh chụp Mặt trời ở vạch quang phổ màu đỏ của hydro. Điều này được giải thích là do chất nổi bật chỉ hấp thụ bức xạ quang quyển từ bên dưới và phân tán nó theo mọi hướng.

Bức xạ mặt trời.

Trong vùng hoạt động phát triển tốt, đôi khi một lượng nhỏ plasma mặt trời đột nhiên phát nổ. Biểu hiện mạnh mẽ nhất của hoạt động mặt trời này được gọi là ngọn lửa mặt trời.

Nó xảy ra trong vùng thay đổi độ phân cực của từ trường, nơi các từ trường mạnh có hướng ngược chiều nhau “va chạm” trong một vùng không gian nhỏ, do đó cấu trúc của chúng thay đổi đáng kể. Thông thường, ngọn lửa mặt trời có đặc điểm là tăng trưởng nhanh (tới 10 phút) và suy giảm chậm (20–100 phút). Trong quá trình bùng phát, bức xạ tăng lên ở hầu hết các phạm vi của phổ điện từ. Trong vùng nhìn thấy của quang phổ, mức tăng này tương đối nhỏ: đối với những ngọn lửa mạnh nhất, được quan sát ngay cả trong ánh sáng trắng trên nền của quang quyển sáng, nó không quá một rưỡi đến hai lần. Nhưng ở vùng tia cực tím và tia X xa của quang phổ và đặc biệt là ở dải sóng vô tuyến ở sóng mét, mức tăng này là rất lớn. Đôi khi người ta quan sát thấy các vụ nổ tia gamma. Khoảng một nửa tổng năng lượng của ngọn lửa bị mang đi bởi sự phát thải mạnh mẽ của vật chất plasma, đi qua quầng mặt trời và đến quỹ đạo Trái đất dưới dạng dòng hạt tương tác với từ quyển Trái đất, đôi khi dẫn đến sự xuất hiện của cực quang.

Theo quy định, pháo sáng đi kèm với việc giải phóng các hạt tích điện năng lượng cao. Nếu có thể phát hiện ra các proton trong quá trình bùng phát thì ngọn lửa như vậy được gọi là “ngọn lửa proton”. Dòng hạt năng lượng từ các tia sáng proton gây nguy hiểm nghiêm trọng cho sức khỏe và tính mạng của các phi hành gia ngoài vũ trụ. Chúng có thể gây trục trặc cho máy tính trên máy bay và các thiết bị khác cũng như làm suy giảm chất lượng của chúng. Những tia sáng mạnh nhất có thể nhìn thấy được ngay cả trong “ánh sáng trắng” trên nền của một quang quyển sáng, nhưng những sự kiện như vậy rất hiếm. Lần đầu tiên, một đợt bùng phát như vậy được Carrington và Hodgson quan sát độc lập ở Anh vào ngày 1 tháng 9 năm 1859. Cách dễ dàng nhất để quan sát các tia lửa mặt trời là ở vạch màu đỏ của hydro phát ra từ sắc quyển. Trong phạm vi vô tuyến, độ sáng vô tuyến ở các vùng hoạt động tăng lên lớn đến mức tổng dòng năng lượng của sóng vô tuyến đến từ toàn bộ Mặt trời tăng lên hàng chục, thậm chí hàng nghìn lần. Những hiện tượng này được gọi là sự bùng nổ phát xạ vô tuyến mặt trời. Các vụ nổ xuất hiện ở mọi bước sóng - từ milimet đến km. Chúng được tạo ra bởi sóng xung kích do ngọn lửa lan truyền trong quầng mặt trời. Chúng đi kèm với các dòng proton và electron được gia tốc, khiến plasma trong sắc quyển và quầng sáng nóng lên tới nhiệt độ hàng chục triệu kelvin. Nguồn năng lượng có khả năng nhất được giải phóng trong quá trình bùng phát mặt trời được cho là từ trường. Khi cường độ từ trường tăng lên ở một vùng nhất định của sắc quyển hoặc quầng hoa, một lượng lớn năng lượng từ trường sẽ tích tụ. Trong trường hợp này, các trạng thái không ổn định có thể phát sinh, dẫn đến một quá trình giải phóng năng lượng bùng nổ gần như tức thời tương đương với năng lượng của hàng tỷ vụ nổ hạt nhân. Toàn bộ hiện tượng này kéo dài từ vài phút đến vài chục phút, trong thời gian đó có tới 10 25 –10 26 J (10 31–32 erg) được giải phóng dưới dạng một luồng năng lượng phóng ra từ plasma và một luồng tia vũ trụ mặt trời, như cũng như bức xạ điện từ ở mọi phạm vi - từ tia X và tia gamma - bức xạ cho đến sóng vô tuyến mét. Bức xạ cực tím và tia X cứng từ các ngọn lửa làm thay đổi trạng thái bầu khí quyển Trái đất, gây ra nhiễu loạn từ trường có tác động đáng kể đến toàn bộ bầu khí quyển Trái đất, gây ra nhiều hiện tượng địa vật lý, sinh học và các hiện tượng khác.

Tia vũ trụ mặt trời

- một dòng các hạt tích điện có năng lượng cao, được gia tốc ở các tầng trên của khí quyển mặt trời, phát sinh trong các vụ nổ mặt trời. Chúng được phát hiện gần bề mặt Trái đất dưới dạng cường độ tia vũ trụ tăng đột ngột và mạnh so với nền của các tia vũ trụ thiên hà có năng lượng cao hơn. . Giới hạn trên quan sát được về năng lượng của hạt tia vũ trụ mặt trời e ĐẾN» 2·10 10 eV. Giới hạn dưới của năng lượng của chúng là không chắc chắn và vượt quá mega electron volt (e ĐẾNЈ 10 6 eV). Trong một số đợt bùng phát, nó giảm xuống dưới 10 5 eV, tức là về cơ bản đóng lại ở giới hạn trên của năng lượng của các hạt gió mặt trời. Được chấp nhận có điều kiện Giơi hạn dươi năng lượng của tia vũ trụ mặt trời là 10 5 – 10 6 eV. Ở mức năng lượng thấp hơn, dòng hạt có được các đặc tính của plasma , vì vậy không thể bỏ qua tương tác điện từ của các hạt với nhau và với từ trường liên hành tinh.

Phần chính của các tia vũ trụ mặt trời được tạo thành từ các proton có e ĐẾNі 10 6 eV cũng có hạt nhân mang điện tích Z i 2 (tối đa 28 hạt nhân Ni) và năng lượng e ĐẾN từ 0,1 đến 100 MeV/nucleon, electron có e ĐẾNі 30 keV (giới hạn thử nghiệm). Các dòng deuteron 2H đáng chú ý đã được ghi nhận, sự có mặt của tritium 3H và các đồng vị chính C, O, Ne và Ar đã được xác lập. Trong một số vụ bùng phát, một lượng hạt nhân đáng chú ý của đồng vị 3 He xuất hiện. Hàm lượng tương đối của hạt nhân với Zі 2 chủ yếu phản ánh thành phần của khí quyển mặt trời, trong khi tỷ lệ proton thay đổi theo từng đợt bùng phát.

Một phức hợp các hiện tượng (quá trình) diễn ra trước thời điểm đó t 0 thế hệ tia vũ trụ mặt trời, cũng như các quá trình xảy ra gần thời điểm này t 0 (các hiệu ứng liên quan) và những hiệu ứng đi kèm với việc tạo ra các tia vũ trụ mặt trời (có độ trễ T so với thời điểm hiện tại t 0 hoặc t 0 + D t, ở đâu D t– thời gian tăng tốc) được gọi là sự kiện proton mặt trời (SPE). Đối với các hạt có e ĐẾNі 10 8 eV Sự phụ thuộc thời gian của cường độ dòng tia vũ trụ mặt trời gần Trái đất (cấu hình thời gian của SPE) có dạng bất đối xứng đặc trưng. Nó được mô tả bằng một đường cong có mức tăng rất nhanh (trong vài phút và hàng chục phút) với mức giảm chậm hơn (từ vài giờ đến » 1 ngày). Trong trường hợp này, biên độ tăng trên bề mặt Trái đất có thể đạt tới hàng trăm, hàng nghìn phần trăm so với dòng nền của các tia vũ trụ thiên hà. Khi chúng ta di chuyển ra khỏi bề mặt Trái đất (trong tầng bình lưu, trong quỹ đạo vệ tinh và trong không gian liên hành tinh), ngưỡng năng lượng để ghi lại các tia vũ trụ mặt trời giảm dần và tần suất các sự kiện proton quan sát được tăng lên đáng kể. Trong trường hợp này, biên dạng thời gian của các tia thường kéo dài trong vài chục giờ.

Sự phân bố các tia vũ trụ mặt trời theo năng lượng và điện tích gần Trái đất được xác định bởi cơ chế gia tốc của các hạt trong nguồn (ngọn lửa mặt trời), đặc điểm thoát ra khỏi vùng gia tốc của chúng và các điều kiện lan truyền trong môi trường liên hành tinh, do đó rất khó để thiết lập một cách đáng tin cậy hình dạng quang phổ của các tia vũ trụ mặt trời. Rõ ràng, nó không giống nhau ở các khoảng năng lượng khác nhau: trong cách biểu diễn phổ năng lượng vi phân bằng hàm lũy thừa ~ e-- g ĐẾN chỉ số g giảm khi năng lượng giảm) (phổ trở nên phẳng hơn). Trong từ trường liên hành tinh, quang phổ biến đổi đáng kể theo thời gian và giá trị của g tăng và phổ vẫn giảm mạnh, tức là số lượng hạt giảm nhanh khi năng lượng tăng. Chỉ báo quang phổ trong nguồn có thể thay đổi tùy theo sự kiện trong phạm vi 2 Ј g Ј 5 tùy thuộc vào công suất của SPE và khoảng năng lượng đang được xem xét, và đối với Trái đất - tương ứng trong phạm vi 2 Ј g Ј 7. Tổng số gia tốc Các proton được giải phóng vào không gian liên hành tinh trong thời gian SPE mạnh có thể vượt quá 10 32 và tổng năng lượng của chúng là і10 31 erg, tương đương với năng lượng của bức xạ điện từ của ngọn lửa. Độ cao mà tại đó gia tốc hạt xảy ra trong bầu khí quyển mặt trời dường như khác nhau đối với các ngọn lửa khác nhau: trong một số trường hợp, vùng gia tốc (nguồn) nằm trong vành nhật hoa, ở nồng độ các hạt plasma P~ 10 11 cm –3 , ở những nơi khác – trong sắc quyển, nơi P~ 10 13 cm –3 . Sự thoát ra của các tia vũ trụ mặt trời ngoài bầu khí quyển mặt trời bị ảnh hưởng đáng kể bởi cấu hình của từ trường trong vành nhật hoa.

Gia tốc hạt có liên quan chặt chẽ đến cơ chế xuất hiện và phát triển của bản thân các ngọn lửa mặt trời. Nguồn năng lượng bùng phát chính là từ trường. Khi nó thay đổi, điện trường xuất hiện làm tăng tốc các hạt tích điện. Cơ chế có khả năng xảy ra nhất của gia tốc hạt trong pháo sáng được coi là cơ chế điện từ. Các hạt tia vũ trụ mang điện tích trạch, khối Tại r và tốc độ n trong trường điện từ thường được đặc trưng bởi độ cứng từ tính R = Ampe Với N /Ze, Ở đâu MỘT- số nguyên tử của nguyên tố. Khi được tăng tốc bởi một điện trường gần như đều phát sinh khi lớp dòng trung tính bị đứt trong ngọn lửa, quá trình này gia tốc, tất cả các hạt plasma nóng từ vùng gián đoạn đều tham gia và quang phổ của các tia vũ trụ mặt trời có dạng ~ exp ( –R/R 0), ở đâu R 0 – độ cứng đặc trưng. Nếu từ trường trong vùng bùng phát thay đổi thường xuyên (ví dụ, nó tăng theo thời gian theo một quy luật nhất định), thì hiệu ứng gia tốc betatron là có thể xảy ra. Cơ chế này dẫn đến phổ định luật lũy thừa ở độ cứng (~ R – g). Trong plasma rất hỗn loạn của bầu khí quyển mặt trời Ngoài ra còn xuất hiện điện trường và từ trường biến đổi không đều dẫn đến gia tốc ngẫu nhiên. Cơ chế gia tốc thống kê khi va chạm của các hạt có từ tính không đồng nhất (cơ chế Fermi) đã được phát triển chi tiết nhất. Cơ chế này cho phổ năng lượng có dạng ~ e – gk.

Trong điều kiện bùng phát, vai trò chính phải được thực hiện bởi các cơ chế tăng tốc nhanh (đều đặn), mặc dù lý thuyết cũng cho phép một khả năng thay thế - tăng tốc chậm (ngẫu nhiên). Do sự phức tạp của hình ảnh vật lý của pháo sáng và sự thiếu chính xác của các quan sát nên rất khó để lựa chọn giữa các cơ chế khác nhau. Đồng thời, các quan sát và phân tích lý thuyết cho thấy rằng một số cơ chế kết hợp gia tốc có thể hoạt động trong một ngọn lửa. Thông tin cơ bản quan trọng về quá trình tăng tốc của các tia vũ trụ mặt trời có thể thu được bằng cách ghi lại dòng neutron và bức xạ gamma từ các ngọn lửa, cũng như từ tia X và bức xạ điện từ vô tuyến. Dữ liệu về các bức xạ này thu được bằng tàu vũ trụ cho thấy sự tăng tốc nhanh chóng của các tia vũ trụ mặt trời (tính bằng giây).

Rời khỏi vùng gia tốc, các hạt tia vũ trụ Mặt Trời lang thang nhiều giờ trong từ trường liên hành tinh, tán xạ trên tính không đồng nhất của nó và dần dần di chuyển ra ngoại vi của Hệ Mặt Trời. Một số trong số chúng xâm chiếm bầu khí quyển Trái đất, gây ra sự ion hóa bổ sung các khí trong khí quyển (chủ yếu ở vùng mũ cực). Các dòng tia vũ trụ mặt trời đủ mạnh có thể làm suy giảm đáng kể tầng ozone của khí quyển. Như vậy, các tia vũ trụ của Mặt trời đóng vai trò tích cực trong hệ thống kết nối mặt trời-trái đất. Những dòng hạt mạnh mẽ di chuyển nhanh trong các cơn bão mặt trời có thể tạo ra mối nguy hiểm nghiêm trọng trong không gian liên hành tinh cho các phi hành đoàn tàu vũ trụ, của họ. Tấm năng lượng mặt trời và thiết bị điện tử. Người ta đã xác định được rằng đóng góp lớn nhất vào tổng liều lượng đến từ các proton mặt trời có năng lượng 2·10 7 – 5·10 8 eV. Các hạt có năng lượng thấp hơn được hấp thụ hiệu quả bởi lớp vỏ của tàu vũ trụ. Các sự kiện proton mặt trời tương đối nhỏ tạo ra dòng proton tối đa có năng lượng ec i 10 8 eV không lớn hơn 10 2 – 10 3 cm –2 s –1, tương đương với dòng proton trong vành đai bức xạ bên trong Trái Đất. Gần đây, một trong những vụ bùng phát X17 mạnh nhất xảy ra vào tháng 9 năm 2005. Giá trị của dòng proton tối đa trong các SPE mạnh tăng lên khi năng lượng giảm. Để đảm bảo an toàn bức xạ cho tàu vũ trụ, cần phải dự đoán các cơn bão mặt trời.

Chu kỳ hoạt động của mặt trời.

Nhà thiên văn nghiệp dư người Đức Heinrich Schwabe đến từ Dessau, một dược sĩ chuyên nghiệp, đã quan sát Mặt trời mỗi ngày trong suốt một phần tư thế kỷ và ghi lại số lượng vết đen mà ông nhận thấy. Khi tin chắc rằng con số này tăng giảm đều đặn, ông đã công bố những quan sát của mình vào năm 1851 và do đó đã thu hút sự chú ý của các nhà khoa học đến khám phá của ông. Giám đốc đài thiên văn ở Zurich, R. Wolf, đã nghiên cứu chi tiết các dữ liệu trước đó về việc quan sát các vết đen mặt trời và tổ chức đăng ký chúng một cách có hệ thống hơn nữa. Ông đã đưa ra một chỉ số đặc biệt để mô tả hoạt động hình thành điểm của Mặt trời, tỷ lệ thuận với tổng số lượng tất cả các điểm riêng lẻ hiện được quan sát thấy trên đĩa mặt trời và gấp mười lần số lượng nhóm do chúng hình thành. Sau đó, chỉ số này bắt đầu được gọi là số Wolf. Hóa ra sự xen kẽ cực đại và cực tiểu của chuỗi số Sói không xảy ra theo định kỳ một cách nghiêm ngặt mà ở các khoảng thời gian từ tám đến mười lăm năm. Tuy nhiên, ở các thời đại khác nhau, khoảng thời gian này hóa ra là như nhau, trung bình - khoảng mười một năm. Vì vậy, hiện tượng này bắt đầu được gọi là chu kỳ 11 năm hoạt động của mặt trời.

Vào đầu chu kỳ, hầu như không có vết đen nào cả. Sau đó, trong vài năm, số lượng của chúng tăng lên đến một mức tối đa nhất định, sau đó chậm hơn một chút, nó lại giảm xuống mức tối thiểu. Có tính đến sự xen kẽ cực từ của các điểm của các nhóm lưỡng cực và toàn bộ Mặt trời trong các chu kỳ lân cận, chu kỳ hoạt động của Mặt trời 22 năm là hợp lý hơn về mặt vật lý. Có bằng chứng về sự tồn tại của các chu kỳ dài hơn: 35 năm (chu kỳ Bruckner), thế tục (80–130 năm) và một số chu kỳ khác.

Chỉ số hoạt động của mặt trời.

Mức độ hoạt động của mặt trời thường được đặc trưng bởi các chỉ số hoạt động mặt trời đặc biệt. Nổi tiếng nhất trong số này là số Wolf W, được giới thiệu bởi nhà thiên văn học người Đức Rudolf Wolf: W = k(f + 10g), Ở đâu, f là số lượng tất cả các điểm riêng lẻ hiện được quan sát trên đĩa mặt trời và g– gấp 10 lần số nhóm do họ thành lập. Chỉ số này phản ánh thành công sự đóng góp cho hoạt động của mặt trời không chỉ từ bản thân các vết đen mặt trời mà còn từ toàn bộ khu vực hoạt động, chủ yếu bị chiếm giữ bởi các faculae. Vì thế những con số W rất đồng ý với các chỉ số hiện đại, chính xác hơn, chẳng hạn cường độ dòng phát xạ vô tuyến từ toàn bộ Mặt trời ở bước sóng 10,7 cm, ngoài ra còn có nhiều chỉ số hoạt động mặt trời khác, được xác định theo diện tích của các mặt , bông tuyết, bóng vết đen mặt trời, số lượng tia sáng, v.v.

Vai trò của Mặt trời đối với sự sống trên Trái đất.

Các loại bức xạ mặt trời khác nhau quyết định sự cân bằng nhiệt của đất, đại dương và khí quyển. Ngoài bầu khí quyển của trái đất cho mỗi mét vuông một bệ vuông góc với tia nắng mặt trời chiếm hơn 1,3 kilowatt năng lượng một chút. Đất và nước trên Trái đất hấp thụ khoảng một nửa năng lượng này và khoảng 1/5 trong số đó được hấp thụ trong khí quyển. Phần còn lại của năng lượng mặt trời (khoảng 30%) được phản xạ trở lại không gian liên hành tinh, chủ yếu bởi bầu khí quyển của Trái đất. Thật khó để tưởng tượng điều gì sẽ xảy ra nếu đôi khi có một loại rào cản nào đó chặn đường đi của những tia này tới Trái đất. Cái lạnh ở Bắc Cực sẽ nhanh chóng bắt đầu bao trùm hành tinh của chúng ta. Trong một tuần nữa vùng nhiệt đới sẽ bị bao phủ bởi tuyết. Các dòng sông sẽ đóng băng, gió sẽ giảm dần và đại dương sẽ đóng băng đến tận đáy. Mùa đông sẽ đến bất ngờ và khắp nơi. Mưa lớn sẽ bắt đầu, nhưng không phải do nước mà do không khí lỏng (chủ yếu là nitơ lỏng và oxy). Nó sẽ nhanh chóng đóng băng và bao phủ toàn bộ hành tinh bằng một lớp dày bảy mét. Không có sự sống nào có thể tồn tại trong điều kiện như vậy. May mắn thay, tất cả những điều này không thể xảy ra, ít nhất là đột ngột và trong tương lai gần, nhưng bức tranh được mô tả minh họa khá rõ ràng tầm quan trọng của Mặt trời đối với Trái đất. Ánh sáng mặt trời và nhiệt độ là những yếu tố quan trọng nhất trong sự xuất hiện và phát triển của các dạng sống sinh học trên hành tinh của chúng ta. Năng lượng của gió, thác nước, dòng sông và đại dương là năng lượng dự trữ của Mặt trời. Điều tương tự cũng có thể nói về nhiên liệu hóa thạch: than, dầu, khí đốt. Dưới tác động của bức xạ điện từ và hạt từ Mặt trời, các phân tử không khí phân hủy thành các nguyên tử riêng lẻ, từ đó bị ion hóa. Các lớp tích điện phía trên của bầu khí quyển trái đất được hình thành: tầng điện ly và tầng ozon. Chúng chuyển hướng hoặc hấp thụ bức xạ mặt trời xuyên thấu và ion hóa có hại, chỉ truyền đến bề mặt Trái đất một phần năng lượng của Mặt trời hữu ích cho thế giới sống mà thực vật và sinh vật đã thích nghi. Tuy nhiên, ngay cả một phần nhỏ tia cực tím còn sót lại chiếu tới các bãi biển của chúng ta cũng có thể gây ra nhiều rắc rối cho những khách du lịch bất cẩn muốn tắm nắng.

Kết nối mặt trời-trái đất.

Sự phức tạp của các hiện tượng liên quan đến tác động của bức xạ điện từ và hạt mặt trời lên các quá trình địa từ, khí quyển, khí hậu, thời tiết, sinh học và các quá trình địa vật lý và địa chất khác là chủ đề của một chuyên ngành đặc biệt gọi là kết nối mặt trời-mặt đất. Những ý tưởng chính của nó đã được đặt ra vào đầu thế kỷ 20. thông qua công trình của các nhà khoa học xuất sắc người Nga V.I. Vernadsky, K.E. Tsiolkovsky và A.L. Chizhevsky - người sáng lập ngành sinh vật học, một nhà nghiên cứu tích cực về ảnh hưởng của hoạt động mặt trời đến nhiều hiện tượng khác nhau xảy ra trên Trái đất.

Mặt trời và tầng đối lưu.

Bề mặt Trái đất nóng lên nhiều hơn không khí nên các lớp không khí trên bề mặt ấm hơn các lớp phía trên. Nếu bạn nhìn vào một khung cảnh rộng mở vào một ngày nắng nóng, bạn sẽ nhận thấy những luồng không khí nóng bốc lên. Do đó, sự trộn lẫn (đối lưu) xảy ra ở tầng khí quyển thấp hơn của Trái đất, tương tự như hiện tượng dẫn đến sự hình thành hạt trong quang quyển mặt trời. Lớp này dày 10–12 km (ở vĩ độ trung bình), được gọi là tầng đối lưu. Nó có thể được nhìn thấy rõ ràng từ trên cao từ cửa sổ của một chiếc máy bay đang bay qua một đám mây tích - một biểu hiện của sự đối lưu trong bầu khí quyển của trái đất. Nhiệt độ ở tầng đối lưu giảm dần theo độ cao, xuống tới giá trị –40 và thậm chí –80° C ở độ cao khoảng 8 và 100 km.

Nắng, thời tiết và khí hậu.

Dòng ánh sáng mặt trời và nhiệt vào Trái đất đang quay dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ hàng ngày ở hầu hết các vĩ độ, ngoại trừ ở các chỏm băng ở vùng cực, nơi đêm và ngày có thể kéo dài tới sáu tháng. Nhưng điều quan trọng nhất ở đây là nhịp độ bức xạ mặt trời hàng năm, cũng có thể nhận thấy được trên khắp Trái đất, ngoại trừ vùng xích đạo, nơi chỉ cảm nhận được sự thay đổi của ngày và đêm. Những thay đổi hàng ngày và hàng năm về mức độ tiếp xúc của Trái đất với các tia mặt trời dẫn đến sự biến đổi phức tạp theo chu kỳ về nhiệt độ ở các khu vực khác nhau trên Trái đất. Sự nóng lên không đồng đều ở các phần khác nhau của đất liền, đại dương và bầu khí quyển dẫn đến sự xuất hiện của các dòng phản lực mạnh trong đại dương, cũng như gió, lốc xoáy và bão trong tầng đối lưu. Những chuyển động của vật chất này làm dịu đi sự thay đổi nhiệt độ, đồng thời có ảnh hưởng mạnh mẽ đến thời tiết tại mọi điểm trên Trái đất và định hình khí hậu trên toàn hành tinh. Có thể mong đợi rằng chế độ nhiệt trên Trái đất, được thiết lập qua hàng nghìn năm, sẽ đảm bảo khả năng lặp lại cực kỳ chính xác của các hiện tượng thời tiết ở từng khu vực nhất định. Ở một số nơi điều này đúng, ví dụ, vì lịch sử cổ đạiĐược biết, lũ lụt sông Nile, liên quan đến lượng mưa ở thượng nguồn, bắt đầu giống như kim đồng hồ vào cùng một ngày trong năm nhiệt đới. Tuy nhiên, ở nhiều nơi khác, trong khi mô hình chung vẫn giữ nguyên, người ta thường quan sát thấy những sai lệch đáng chú ý so với mức trung bình. Nhiều trong số chúng được phản ánh trong lịch của các dân tộc khác nhau, đặc biệt là bằng tiếng Nga (Tháng 5 lạnh giá - một năm màu mỡ, nếu ở Evdokia một con gà có thể uống nước từ vũng nước thì mùa hè sẽ ấm áp, v.v.). Tuy nhiên, những ngày, chẳng hạn như Lễ hiển linh và sương giá Vladimir ổn định hơn, còn những ngày Giáng sinh thì ít ổn định hơn. Từ địa chất chúng ta biết về một số kỷ băng hà. Tất cả những bất thường này, ít nhất một phần, có thể liên quan đến hoạt động của mặt trời.

Edward Kononovich

Văn học:

Pikelner S.B. Mặt trời. M., Fizmatgiz, 1961
Menzel D. Mặt trời của chúng ta. M., Fizmatgiz, 1963
Vitinsky Yu.I., Ol A.I., Sazonov B.I. Mặt Trời và Khí quyển Trái Đất. L., Gidrometeoizdat, 1976
Kononovich E.V. Mặt trời là một ngôi sao ban ngày. M., Giáo dục, 1982
Mitton S. Ngôi sao ngày. M., Mir, 1984
Kononovich E.V., Moroz V.I. Khóa học thiên văn học tổng quát. M., URSS, 2001