приходом солнечной энергии на Землю и её потерями на планете в Физические процессы на Солнце ( Часть 1 )

О некоторых из них уже говорилось - это лучистый перенос энергии из центральной области к периферии, конвективное движение газа во внешнем слое Солнца, явление хромосферных спикул. На фоне равенства прихода и расхода энергии в атмосфере Солнца интенсивно протекают вихревые неупорядоченные или турбулентные движения газов. Они свойственны помимо солнечной атмосферы и внешнему слою солнечного шара, образованному непрозрачным газом, - его конвективной области. Среди разного родадвижений газов остановимся лишь на некоторых широко распространенных в атмосфере и на поверхности Солнца: солнечных пятнах, солнечных факелах, флоккулах и протуберанцах. Все они обусловлены взаимодействием различных магнитных полей. Солнечные пятна. Еслирассматривать диск светила через затемненное стекло, то временами в разных местах солнечной поверхности даже невооруженным глазом можно увидеть почти черные образования - пятна . Поперечник этих образований может достигать многих тысяч километров. Они распределяются на фоне видимого диска Солнца неравномерно - то одиночно, то группами. Эти образования непостоянны: они существуют от нескольких часов до нескольких месяцев, а затем исчезают, и вместо них, в других местах, появляются новые пятна. Образующий Солнце газ является прекрасным проводником электричества, особенно в центральной области, где условия экстремальны. В целом Солнце обладает единым магнитным полем и, кроме того, локальными полями. Например, вокруг солнечных пятен магнитные поля имеют напряженность в среднем 3000 Э. Для сравнения укажем, что у Земли магнитное поле несравненно слабее: на магнитных полюсах оно имеет напряженность всего 0,6 - 0,7 Э, а на магнитном экваторе и того меньше - 0,4 Э. Следовательно, оно в 7500 раз слабее, чем у солнечных пятен. Температура темных пятен у Солнца на 1000 - 20000 ниже, чем фотосферы в целом. В совокупности пятна и их скопления образуют на Солнце активные области. Изменение положения пятен, их количество и подвижность не остаются постоянными. Наиболее известен 11-летний цикл (11,2 года) активности пятен - это осредненный срок, фактически же он колеблется от 7,5 до 16 лет. Солнечные пятна рассматриваются как углубления, или провалы, в видимой поверхности. Ритм изменения солнечной активности отражается на многих процессах и явлениях земной поверхности и ее атмосферы (солнечные сияния, прохождения радиоволн в верхней атмосфере). Солнечные факелы и флоккулы. На краю солнечного диска, где заметно потемнение, поскольку там находятся верхние, более холодные слои нижней атмосферы, часто наблюдаются светлые факелы. В центральной части диска, где сосредоточены более глубокие и более нагретые, а, следовательно, более яркие слои атмосферы, факелы не видны - они сливаются с фотосферой. Полагают, что факелы имеют несколько более высокую температуру, чем фотосфера, поскольку газ в них сильнее ионизирован, т. е. у него меньше нейтральных атомов. Факелы могут достигать в высоту тысячи, и даже десятки тысяч километров. В хромосфере над факелами располагаются светлые облака -флоккулы. Они имеют по вертикали размеры в тысячи и сотни тысяч километров. Что же касается распространенности их в горизонтальном направлении, то в совокупности они занимают от 10 до 30% площади солнечного диска. Различают флоккулы, образованные преимущественно либо ионизированным водородом, либо кальцием. Протуберанцы - особые формы неупорядоченного движения газов в солнечной атмосфере . Они наблюдаются на краю диска, имеют разнообразную и постоянно меняющуюся форму струй, фонтанов, арок, дерева, облакаили столба дыма и т.д. С помощью кинематографического метода удалось с большой детальностью исследовать их движения. Установлены некоторые типичные метаморфозы этих образований. Раньше считалось, что протуберанцы - это выбросы Солнца, т. е. они имеют движение снизу вверх. Теперь обнаружены и многие другие формы их движения. Например, есть протуберанцы, зарождающиеся в верхней атмосфере Солнца, в короне, и движущиеся сверху вниз - к солнечной поверхности, в область солнечных пятен. Нередки движения от одного протуберанца к другому, т. е. параллельно поверхности солнечного диска. В движении газов наблюдается образование струй и узлов, и когда они опускаются, то, как бы притягиваются определенным центром или несколькими центрами. Исследования протуберанцев проведенные кинематографическим методом, А. Б. Северным и В. Л. Хохловой, позволили выявить некоторую упорядоченность их движений. Различные виды протуберанцев можно свести к трем основным типам движения.

общем существует равновесие: сколько поступает, столько и расходуется. В противном случае температура земной поверхности вместе с атмосферой либо постоянно повышалась бы, либо падала.

она распространяется через поглощение и излучение веществом порций света - квантов. Плотность, температура и давление уменьшаются по мере удаления от ядра, и в этом же направлении идёт поток энергии. В целом процесс этот крайне медленный. Чтобы квантам добраться от центра Солнца до фотосферы, необходимы многие тысячи лет: ведь, переизлучаясь, кванты всё время меняют направление, почти столь же часто двигаясь назад, как и вперёд. Но когда они в конце концов выберутся наружу, это будут уже совсем другие кванты. Что же с ними произошло? В центре Солнца рождаются гамма-кванты. Их энергия в миллионы раз больше, чем энергия квантов видимого света, а длина волны очень мала. По дороге кванты претерпевают удивительные превращения. Отдельный квант сначала поглощается каким-нибудь атомом, но тут же снова переизлучается; чаще всего при этом возникает не один прежний квант, а два или даже несколько. По закону сохранения энергии их общая энергия сохраняется, а потому энергия каждого из них уменьшается. Так возникают кванты всё меньших и меньших энергий. Мощные гамма-кванты как бы дробятся на менее энергичные кванты - сначала рентгеновских, потом ультрафиолетовых и наконец видимых и инфракрасных лучей. В итоге наибольшее количество энергии Солнце излучает в видимом свете, и не случайно наши глаза чувствительны именно к нему. Как мы уже говорили, кванту требуется очень много времени, чтобы просочиться через плотное солнечное вещество наружу. Так что если бы "печка" внутри Солнца вдруг погасла, то мы узнали бы об этом только миллионы лет спустя. На своём пути через внутренние солнечные слои поток энергии встречает такую область, где непрозрачность газа сильно возрастает. Это конвективная зона Солнца. Здесь энергия передаётся уже не излучением, а конвекцией. Что такое конвекция? Когда жидкость кипит, она перемешивается. Так же может вести себя и газ. В жаркий день, когда земля нагрета лучами Солнца, на фоне удалённых предметов хорошо заметны поднимающиеся струйки горячего воздуха. Их легко наблюдать и над пламенем газовой горелки, и над раскалённой конфоркой плиты. То же самое происходит и на Солн