Pe tema: "Soarele este o sursă de energie"
Despre soare și energia sa au fost scrise sute de cărți. Este scris de fizicieni și chimisti, astronomi și astrofiziciști, geografi și geologi, biologi și ingineri. Și acest lucru nu este surprinzător. La urma urmei, soarele este sursa vieții pentru toate lucrurile pământești. Soarele se evaporă din ocean, mări, de pe suprafața pământului. Se pare această umiditate în picăturile de apă, formând nori și de ceață, și apoi face să cadă înapoi pe pământ sub formă de ploaie, zăpadă, rouă sau îngheț, creând astfel o bicicleta gigant de umiditate în atmosferă. Energia solară este sursa circulației generale a atmosferei și a circulației apei în oceane. Se pare că se creează un sistem gigantic de încălzire a apei și aerului din planeta noastră, redistribuind căldura pe suprafața pământului. Lumina soarelui, care cade pe plante, îl determină să proceseze fotosinteza, determină creșterea și dezvoltarea plantelor; care se încadrează la sol, aceasta este transformată în căldură, se incalzeste, formeaza climatul solului, oferindu-se astfel vitalitatea în plante de sol semințe, microorganismele și ființele sale vii care populează că fără această căldură ar fi într-o stare de hibernare (hibernare).
Dar ar putea oamenii și animalele să facă fără soare? Bineînțeles că nu. Ei, dacă nu direct, depind indirect de ea, deoarece nu pot trăi fără apă și fără hrană.
Deci, soarele - principala sursă de energie de pe pământ și cauza principală care a creat cele mai multe dintre celelalte resurse energetice ale planetei noastre, cum ar fi rezervele de cărbune, petrol, gaze, vânt și apă care se încadrează, electricitate, etc.
Energia Soarelui, care se eliberează în principal sub forma energiei radiante, este atât de mare încât este dificil chiar să-și imagineze. Este suficient să spunem că numai o singură bilioane din această energie vine pe Pământ, dar este de aproximativ 2,5 # 61482; 10 18 cal / min. Comparativ cu aceasta, toate celelalte surse de energie, cum ar fi (sateliți radiații, stele, razele cosmice) externe și (căldura internă a Pământului, radiații radioactive, depozite de cărbune, petrol, etc.) intern sunt neglijabilă.
Soarele este cea mai apropiată stea de noi, o minge uriașă de gaz strălucitoare, al cărei diametru este de aproximativ 109 ori mai mare decât diametrul Pământului, iar volumul său este mai mare de 1 milion de 300 mii ori mai mare decât volumul Pământului. Densitatea medie a Soarelui este de aproximativ 0,25 din densitatea planetei noastre.
Deoarece soarele nu este solid, ci o minge de gaze, este necesar să vorbim despre dimensiunile sale condiționate, înțelegând sub ele dimensiunea discului solar vizibil de pe Pământ.
Interiorul soarelui nu este disponibil pentru observare. Este un fel de cazan atomic de dimensiuni gigantice, unde sub presiune de circa 100 miliarde de atmosfere se produc reacții nucleare complexe, în timpul cărora hidrogenul se transformă în heliu. Ele sunt sursa energiei soarelui. Temperatura din interiorul soarelui este estimată la 16 milioane de grade.
Faptul că este pentru temperatură, D.Dzhins știință englez în cartea „Universul din jurul nostru“, spune următoarele:“... Substanțe cat gamalia de ac încălzite la o temperatură care predomină în centrul soarelui, ar emite căldură atât de mult încât persoana care se află la o distanță la 150 de kilometri de ea ar arde instantaneu. " Gazul care se răsfrânge în intestinul Soarelui nu este numai neobișnuit de fierbinte, ci și foarte greu. Densitatea este de 11,4 ori densitatea Soarelui. În acest cazan atomic există raze X invizibile. Înainte de a ajunge la suprafața Soarelui, ei trec printr-o cale foarte greoaie, depășind ceea ce durează aproximativ 20 de mii de ani. Cu cât se apropie de suprafața Soarelui, lungimea de undă mai mult și mai mult în creștere, iar frecvența de oscilație este redusă până când acestea sunt transformate în ultraviolet si lumina vizibila.
Pe măsură ce natura energiei radiante se schimbă, la fel și temperatura soarelui. La o distanță de o rază de la centru, aceasta scade la aproximativ 150.000 de grade. Este posibil să observăm de pe Pământ numai coaja exterioară a Soarelui (fotosfera). De asemenea, radiază radiațiile solare. Grosimea fotosferei este de aproximativ 300 km, iar temperatura suprafeței este de 5700 de grade.
Deasupra stratului de fotosferă este atmosfera solare. Atmosfera solară este împărțită în două părți. Stratul său inferior, în cazul în care flăcările de gaze solare se aprind, se numește cromosferă, iar stratul superior este practic un strat nelimitat - corona solară. Temperatura gazelor sale atinge milioane de grade, adică mii de ori mai mari decât temperatura fotosferei.
O astfel de creștere (și nu o scădere) a temperaturii gazelor solare cu o distanță tot mai mare de soare este explicată de oamenii de știință ca apariția undelor de șoc generate de forța monstruoasă de zgomot care apare pe suprafața luminării.
Studiile moderne ale stațiilor spațiale arată că gazele coroanei solare umple întregul spațiu interplanetar al sistemului solar. Particulele de gaz emise continuu de corona solară (corpusculi) formează un fel de "vânt solar" în spațiul interplanetar. Unele proprietăți ale acestui vânt pot fi recunoscute prin observarea comportamentului cometurilor sau a perturbațiilor magnetice în straturile superioare ale atmosferei situate în apropierea polilor magnetici ai Pământului.
Viteza particulelor de gaz care formează "vântul solar" este de 300 - 500 și, conform unor date, chiar 800 km pe secundă. Datorită acestui "vânt", Soarele pierde în mod continuu nu numai energia, ci și masa. Se anulează anual de la Soare aproximativ 1.4 # 61482; 10 13 tone de substanță. Dar, deși această cifră este astronomică, pierderea materiei solare, comparativ cu masa totală a Soarelui, este atât de mică încât poate duce la o reducere de 1% în numai 100 de miliarde de ani.
Pământul, așa cum într-adevăr, toate planetele sistemului solar nu sunt înconjurate de un spațiu rece fără aer, ci de un gaz coronal fierbinte, a cărui temperatură atinge zeci de mii de grade. Stratul superior descărcat al atmosferei (exosphere) a Pământului se îmbină cu acest curent de gaze fierbinți care zboară de la soare. Prin urmare, temperatura particulelor de aer aici atinge sute de grade sub zero.
În plus față de particulele de gaze (corpusculi), care, așa cum am spus, zboară de la Soare la o viteză de 300-500 km / s sau mai mult. și să ajungă la suprafața pământului după aproximativ 8 - 10 minute, Soarele emite energie electromagnetică sub formă de diferite lungimi de undă și frecvențe variind de la mai multe Angstrom (1 micron = 10000 Angstrom) unde radio pentru foarte lungi. Partea principală a radiației solare care intră se află în intervalul de 0,17-24 microni, iar 99% din această radiație cade pe spectrul de frecvențe de la 0,17 până la 4 microni. Radiația solară cu lungimi de undă mai mică de aproximativ 0,17 microni este absorbită de către straturile superioare ale atmosferei, și se poate masura doar ridicandu-se la înălțimi mari. Această radiație ultravioletă de scurtă durată a Soarelui este foarte periculoasă pentru viața organismelor vii. Dacă atmosfera nu ne-ar proteja de ea, atunci viața de pe Pământ ar fi imposibilă.
Radiațiile solare cu lungimi de undă mai mari de 24 de microni sunt neglijabile și nu sunt luate în considerare în calculele practice. Restul spectrului de radiații solare (de la 0,17 până la 4 microni) este de obicei împărțit în trei părți. Prima parte - radiații ultraviolete (de la 0,17 până la 0,35 microni). Pentru un impact puternic asupra organismelor vii, uneori se numește radiație chimică. Aceasta provoacă modificări în compoziția pigmentului pielii și formează un bronz soarelui și cu expunere prelungită - eritem sau arsură. Cu iradiere prelungită, are un efect dăunător asupra multor microorganisme. Cu toate acestea, în ciuda importanței acestei radiații în viața plantelor și a animalelor, ponderea sa în balanța energetică a Pământului nu depășește 7%.
A doua parte a spectrului solar (de la 0,35 până la 0,75 microni) este radiația luminii, ceea ce numim lumina soarelui. Cota acestei radiații în bilanțul energetic este deja de 46%.
Și în sfârșit, a treia parte a spectrului solar (de la 0,76 până la 4 microni și mai mult) formează așa-numita radiație infraroșie, deja invizibilă pentru ochi, radiații (47%).
Dacă vă uitați la soare printr-un pahar întunecat, ceață sau ceață (mai ales atunci când este aproape de orizont), puteți vedea un imens întuneric. De fapt, se pare că acest punct, care este baza fotosferei, nu este în nici un caz solid și înfățișat seamănă cu un trotuar pavat cu pietre prețioase.
Observațiile arată că suprafața Soarelui nu este niciodată calmă. Depresiile de pe acest "trotuar" uneori se îmbină între ele, formând pete întunecate mari, indicând mișcări verticale puternice ale gazelor solare; În timpul activității solare a unor astfel de pete pot exista mai multe simultan, în timp ce în perioadele de liniște suprafața Soarelui poate rămâne curată de luni de zile. Studiind frecvența și intensitatea aurorilor, care cresc și se intensifică în timpul activității solare, oamenii de știință au stabilit că activitatea solară are periodicitatea proprie de 2, 6, 11, 26 și aproximativ 100 de ani. O ciclu de 11 ani deosebit de bine urmărit.
În acei ani în care maximele sau crestăturile acestor valuri se suprapun, creșterea activității solare apare foarte puternic. Această situație a avut loc în 1957, pe care oamenii de știință au ales-o drept Anul Geofizic Internațional pentru a-și organiza observațiile simultan pe întregul glob. În acest an, numărul de spoturi (măsurat în unități convenționale numite numere Wolff) a atins o valoare record în ultimii 250 de ani.
1800 1850 1900 1950 1965g
Activitatea Soarelui afectează procesele care apar atât pe Pământ, cât și în atmosferă. Prin amplificarea sa în atmosferă, perturbații magnetice, furtuni magnetice, deteriorarea sau chiar oprirea trecerii undelor radio. Se stabilește o mare influență a activității solare asupra vremii și chiar asupra climei, precum și asupra proceselor geofizice care apar în coaja tare a Pământului.
Faptul că așa-numitul planul eclipticii în care rotația Pământului în jurul Soarelui este înclinat spre ecuatorul soarelui de numai 7 la 0. Aceasta înseamnă că pământul primește energie radiantă și radiații corpusculare numai dintr-o regiune ecuatorială îngustă a soarelui. În același timp, astronomii au stabilit că, în perioada intensificării activității solare, spațiile solare formate pe Soare se alunecă treptat de la poli solare la zona ecuatorului solar. Aceasta conduce la faptul că, în timpul acestor perioade Pământ vine mult mai multe raze ultraviolete și radiații de lungime de undă ultrascurte. Influența lor afectează în principal straturile înalte ale atmosferei și are un efect redus asupra intensității radiației directe care vine pe suprafața pământului.
În straturile înalte ale atmosferei sub influența radiației ultraviolete a moleculelor de oxigen ale soarelui, O2 se împarte în două jumătăți sau, așa cum se spune, disociază (O2 # 61614; O + O). Atomii de oxigen liber formați ca rezultat al disocierii sunt foarte instabili, se atașează rapid la o altă moleculă de oxigen, formând un nou gaz numit ozon (O3).
Cea mai mare concentrație de ozon se observă în stratul de atmosferă de la 10 la 30 km deasupra suprafeței. Prin urmare, se numește adesea stratul de ozon. Acest strat de ozon are o valoare foarte mare în formarea climatului, nu numai în atmosfera liberă, ci și în suprafața pământului. Ideea este că ozonul absoarbe o parte semnificativă a razelor de căldură emise de suprafața pământului în spațiul mondial. După ce le-a absorbit, în primul rând, încălzește stratul de aer în care este conținut și, în al doilea rând, returnează căldură înapoi pe Pământ, împiedicând răcirea acestuia. Se comportă ca un cadru într-o seră, deci există un efect termic pe care îl are pe suprafața planetei noastre, acest efect fiind numit efectul de seră.
Cu intensitatea radiației solare crește cantitatea de ozon din atmosferă crește, iar intensitatea sa maximă deplasată cu o înălțime de 28 - 30 km la înălțimea de 10 - 11 km. Datorită unei astfel de redistribuire a ozonului sub temperatura de cer senin echilibru la suprafața Pământului ar putea crește cu câteva grade, care, la rândul său, afectează modificarea presiunii aerului la suprafața pământului, și, împreună cu ea - în circulația generală a atmosferei. Aproximativ la fiecare doi ani, sau mai degrabă la fiecare 26 de luni, vânturile de la pasul de vest către est și apoi din nou spre vest.
Dar activitatea solară este asociată nu numai cu numărul și suprafața petelor solare. Există și alte condiții astronomice care sporesc sau slăbesc aprovizionarea cu radiații solare până la limitele atmosferei pământului și creează propria lor ciclicitate. O astfel de condiție este perioada de 27 de zile de rotație a Soarelui în jurul axei sale. În legătură cu această rotație, petele întunecate care au apărut sau se acumulează în unele părți ale ecuatorului solar apar sau dispar de pe discul vizibil al Soarelui, schimbând astfel cantitatea de radiație solară emisă către Pământ. Un astfel de ciclu de 27 de zile nu poate decât să afecteze condițiile meteorologice și alte procese geofizice care apar pe suprafața Pământului și în atmosferă.
Iată ce date despre valurile de frig din Sankt Petersburg, de exemplu, doctorul științelor geofizice T.V. Pokrovskaya (1967). În prima zi a calendarului fiecărei luni, numărul mediu de valuri reci este de douăzeci, în ziua a zecea - doisprezece, în secolul al XIX-lea, în cele douăzeci și șase și treizeci și șapte. După cum se poate observa din cele de mai sus, în prima jumătate a oricărei luni a anului, probabilitatea de vreme caldă din Sankt Petersburg este de aproximativ 2 - 3 ori mai mare decât la sfârșitul lunii.
Cu cicluri chiar mai lungi de activitate solară, egală cu o medie de 7 ani, se pare că sunt ani ploioși pe coasta de vest a Americii de Sud, care se repetă la fiecare 7 ani, precum și ierni severe în nord-vestul Rusiei, observate în același interval timp.
Influența semnificativă indică o creștere a activității solare, nu numai în procese, ci și în starea omului însuși. Chiar și în mijlocul secolului, chimistii au observat un fenomen curios: unele soluții coloidale încep să piardă stabilitatea coloidală fără niciun motiv. Suspendate în aceste substanțe se dispar brusc sub forma unui precipitat, iar coloranții devin decolorați. Specialiștii au simțit și au simțit că industria a observat mai devreme că, în anumite condiții, simțirea și simțirea sunt foarte dificil de eliminat. În industria cimentului, în același timp, tipurile de ciment de înaltă calitate sunt slab cimentate etc.
Chimistul italian Picardi a reușit să stabilească o legătură strânsă a acestor fenomene originale cu furtuni magnetice și prin ele - și cu activitate solară. Sa constatat că încălcarea echilibrului coloidal al anumitor soluții este întotdeauna asociată cu o creștere a activității solare și cu o creștere a radiațiilor corpusculare solare. Ulterior, medicii au stabilit că starea persoanelor cu boli cardiovasculare se înrăutățește odată cu creșterea activității solare. Motivul aici constă în schimbarea stării sângelui, care, fiind un fel de coloid, a fost, de asemenea, expusă radiației crescute a soarelui. Medicii au găsit deja câteva modalități de a se proteja de efectele lor dăunătoare. Radiațiile solare au un efect diferit în perioadele de soare liniștite. În acest moment, fluxul de energie solară în partea luminoasă a spectrului crește, iar cu acesta crește și intensitatea radiației directe la suprafața pământului. Prin urmare, un astfel de fenomen de natură, care părea inexplicabil înainte, ca o creștere a numărului de secete severe pe Pământ de 3 până la 4 ori devine ușor de înțeles. Ele sunt observate doar în perioade de activitate solară minimă sau precedă aceste perioade.
GA Gureev "Pământul și cerul".
Lilia Alekseeva "Defectele cerești și îngrijirea pământească".
NP Rusin, L.L. Flota "Soarele de pe Pământ".