іоносферноговзаємодії і метеорологічних ефектів в іоносферних процесах. Створеніпередумови розробки єдиної моделі фізичної системи Сонце-Земля. Внесенийзначний внесок у розвиток і становлення СЗФ. Основною, фундаментальноюзавданням СЗФ є дослідження на основі багаторічних однорідних спостережень,явищ і процесів на поверхні Сонця, поширення потоку сонячноговипромінювання в спокійних і обурених умовах в просторі на ділянці відСонця до Землі і вплив цього випромінювання на магнітосферу, атмосферу тагідросферу; вивчення магнітосферно-іоносферних взаємодій, вивченняформування і протікання процесів в атмосфері на всіх висотних рівнях впланетарному масштабі, взаємодії атмосфери та гідросфери, вивченнякліматоутворюючими факторів і процесів, що формують погоду, дослідженняантропогенних впливів на навколишнє середовище і розробка відповіднихтеоретичних питань. Це необхідно для забезпечення чіткої і точноїінформацією про навколоземному просторі всіх видів діяльності людини в ційсередовищі. Успіхи та досягнення в перерахованих областях СЗФ розширять нашіуявлення про будову і еволюцію Всесвіту і навколишнього середовища, поглиблять іуточнять розуміння єдності фізичного світу, відкриють нові ресурси, зроблятьзрозумілими процеси формування погоди, клімату і стану ближньогокосмічного простору і будуть сприяти розвитку суміжних науковихдисциплін.
1. Сонце
Сонце - центральне тілонашої планетної системи, виникло близько 4.7 млрд. років тому разом зіншими планетами.
1.1 Сонце як зірка
Сонце - найближча доЗемлі зірка, є рядовий зіркою нашої Галактики. Це карлик головноїпослідовності діаграми Герцшпрунга-Рессела. Належить до спектральногокласу G2V.
Її фізичніхарактеристики:
В·Маса 1.989 1030 кг
В·Радіус 696 тис.км
В·Температураповерхні 5780 K;
В·Відомий радіус31 '
В·Кутовий масштаб725км на 1 "
В·Середня щільність1.41 кг/м3
В·Світність 3.851026 Вт
В·Ефективнатемпература 5779 К
В·Період обертання(Синодичний) - від 27 сут. на екваторі до 32 сут. біля полюсів
В·Прискореннявільного падіння в фотосфері 274 м/с2.
В·Параболічнашвидкість тікання 617.7км/с
В·Середнєвідстань від Землі (астрономічна одиниця -а.е.) приблизно 149.6 млн. км.
З олнечная постійна - визначаєтьсяяк повна кількість променистої сонячної енергії, що проходить за одиницю часучерез одиницю площі, перпендикулярної напрямку на Сонце і розташовануза межами земної атмосфери
У множилися цю величину на площу сфериз радіусом в 1 а. е., отримаємо повна кількість енергії, випромінюваної Сонцем поусіх напрямках в одиницю часу, тобто його болометріческую світність. Вонадорівнює 3,84 * 1026 Дж/с, (3.8 * • 1033 ерг/с), або 3,8 * • 1026 Вт Одинична майданчику фотосфері Сонця розміром в 1 м2 випромінює 63.1 МВт.
1.2 Загальна структураСонця
В·енерговиделяющееядро (від центру до відстані в чверть радіусу)
В·область променистоїтеплопровідності (від 1/4 до 2/3 радіуса)
В·конвективна зона(Остання третина радіуса)
Вище конвективної зонипочинаються безпосередньо спостережувані зовнішні шари атмосфери Сонця.
Обертання Сонцявідбувається навколо деякої осі, перпендикулярній площині сонячногоекватора.
Сонячний екваторутворює з площиною екліптики кут в 7o15 'і від нього відлічуютьсягеліографічною широти на Сонце. На екваторі лінійна швидкість обертанняСонця становить близько 2 км/c.
Обертання Сонця володієважливою особливістю: його кутова швидкість, яка визначається за переміщенням плям,зменшується в міру віддалення від екватора в середньому за законом
П‰ = 14.4o-2.7sin2П†,
де П† -геліографічна широта, а П‰ - кут повороту за добу. Відповіднийсидеричний період (щодо нерухомих зірок) становить близько 25 днівна екваторі і досягає 30 днів поблизу полюсів. Земля рухається навколо Сонця вту ж сторону, і період обертання Сонця відносно земного спостерігача(Синодичний період) становить майже 27 днів на екваторі і 32 дні біля полюсів.
Вісь обертання Сонцянахилена до площини екліптики, кут між площиною сонячного екватора іплощиноюекліптики 7o 15 ', а довгота висхідного вузла екватора О© =73,667 + (t-1850) В· 0,01396 В°, де t-дата, виражена в роках. Земля перетинаєплощину сонячного екватора двічі на рік: на початку червня і в кінці грудня.
Протягом першогонапівперіоду вона знаходиться в південній півкулі по відношенню до площини сонячногоекватора, протягом другого - у північному. Середня швидкість обертання Землінавколо Сонця V = 30 км/с.
2. Внутрішня будоваСонця
Сонце - розпеченийгазова куля, температура в центрі якого дуже висока, настільки, що тамможуть відбуватися ядерні реакції. У центрі Сонця температура сягає 15мільйонів градусів, а тиск в 200 мільярдів разів вище, ніж біля поверхні Землі.Сонце - сферично симетричне тіло, що знаходиться в рівновазі. Щільність ітиск швидко наростають усередину; зростання тиску пояснюється вагою всіхгорішніх шарів. У кожній внутрішній точці Сонця виконується умовагідростатичної рівноваги. Тиск на будь-якій відстані від центруврівноважується гравітаційним тяжінням. Радіус Сонця приблизно дорівнює696 000 км. У центральній області з радіусом приблизно в третину сонячного ядравідбуваються ядерні реакції. Потім через зону променевого переносу енергіявипромінюванням переноситься з внутрішніх областей Сонця до поверхні. І фотони, інейтрино народжуються в зоні ядерних реакцій в центрі Сонця. Але якщо нейтринодуже слабо взаємодіють з речовиною і миттєво вільно покидають Сонце,то фотони багаторазово поглинаються і розсіюються до тих пір, поки не досягнутьзовнішніх, більш прозорих шарів атмосфери Сонця, яку називають фотосферою.Поки температура висока - більше 2 мільйонів градусів, - енергія переноситьсяпроменистої теплопровідністю, тобто фотонами. Зона непрозорості,обумовлена ​​розсіюванням фотонів на електронах, простягається приблизно довідстані 2/3R радіусу Сонця. При зниженні температури непрозорість сильнозростає, і дифузія фотонів триває близько мільйона років. Приблизно з відстані2/3R знаходиться конвективна зона. У цих шарах непрозорість речовинистає настільки великою, що виникають великомасштабні конвективніруху. Тут починається конвекція, тобто перемішування гарячих і холоднихшарів речовини. Час підйому конвективної осередку порівняно невелика -кілька десятків років. У сонячній атмосфері поширюються акустичніхвилі, подібні звуковим хвилям в повітрі. У верхніх шарах сонячної атмосферихвилі, що виникли в конвективній зоні і у фотосфері, передають сонячномуречовині частину механічної енергії конвективних рухів і проводятьнагрівання газів наступних шарів атмосфери - хромосфери і корони. Врезультаті верхні шари фотосфери з температурою близько 4500 K виявляютьсясамими В«холоднимиВ» на Сонці. Як углиб, так і вгору від них температура газівшвидко зростає. Всяка сонячна атмосфера постійно коливається. В нійпоширюються як вертикальні, так і горизонтальні хвилі з довжинами вкілька тисяч кілометрів. Коливання носять резонансний характер і відбуваються зперіодом близько 5 хвилин. Внутрішні частини Сонця обертаються швидше; особливошвидко обертається ядро. Саме особливості такого обертання можуть призводити довиникненню магнітного поля Сонця.
3. Термоядерніреакції на Сонці
У 1935 році Ханс Бетевисунув гіпотезу, що джерелом сонячної енергії може бути термоядернареакція перетворення водню в гелій. Саме за це Бете отримав Нобелівськупремію в 1967 році. Хімічний склад Сонця приблизно такий же, як і убільшості інших зірок. Приблизно 75% - це водень, 25% - гелій і менше 1%- Всі інші хімічні елементи (в основному, вуглець, кисень, азот тощо).Відразу після народження Всесвіту В«важкихВ» елементів не було зовсім. Всі вони,тобто елементи важче гелію і навіть багато альфа-частинки, утвор...
