Солнце

Общая характеристика

Солнце – это огромный разогретый шар из газа, чей диаметр оценивается в 1,392 млн км. Это в 109 раз больше диаметра нашей планеты. На звезду приходится 99,87% всей массы Солнечной системы.

С Земли кажется, что светило имеет желтый цвет, однако это иллюзия, связанная с влиянием атмосферы нашей планеты на солнечный свет. На самом деле Солнце излучает почти белый свет.

Солнце – это одна из сотен миллиардов звезд галактики Млечный путь. Ближайшая к Солнцу звезда – это Проксима Центавра, находящаяся от неё на расстоянии 4,24 световых лет. Для сравнения – расстояние от Земли до Солнца, принимаемое за астрономическую единицу (а.е.), солнечный свет проходит всего за 8,32 минут.

По астрономической классификации Солнце относится к типу «желтых карликов». Это значит, что оно не так и велико по сравнению с размерами других звезд, но довольно ярко светит. Наше светило входит 15% самых ярких звезд Млечного Пути. Вместе с тем в галактике есть звезды, чей радиус превышает солнечный в 2000 раз!

Источником тепла, излучаемого звездой, являются термоядерные реакции. В центре Солнца атомы водорода сливаются друг с другом, в результате чего образуется атом гелия и некоторое количество энергии. Это реакция называется протон-протонным циклом, на него приходится порядка 98% энергии, вырабатываемой светилом. Однако имеют место и иные реакции, в ходе которых «сгорают» такие элементы, как гелий, углерод, кислород, неон и кремний, а образуются металлы (железо, магний, кальций, никель) и другие элементы (сера). Все эти процессы называют звездным нуклеосинтезом.

Влияние Солнца на окружающие небесные тела огромно. Солнечный ветер (частицы вещества, излучаемого звездой), доминируют в межпланетном пространстве на расстоянии до 100-150 а.е. от светила. Считается, что гравитация нашей звезды определяет орбиты тел, находящихся даже на расстоянии светового года от неё (в облаке Оорта).

Само Солнце также вращается вокруг своей оси. Так как оно состоит из газов, то разные его слои вращаются с разной угловой скоростью. Если в районе экватора период обращения составляет 25 дней, то на полюсах он увеличивается до 34 дней. Более того, последние исследования показывают, что внутренние области совершают оборот значительно быстрее, чем внешняя оболочка.

Таблица “Основные физические характеристики Солнца”

Средний диаметр	1 392 000 км
Длина экватора	4 370 000 км
Масса	1,9885•1030 кг (примерно 333 тысячи масс Земли)
Площадь поверхности	6 триллионов км²
Объем	1,41•1018 км³
Плотность	1,409 г/м³
Температура на поверхности	6000° С
Температура в центре звезды	15 700 000° С
Период вращения вокруг своей оси (на экваторе)	25,05 дней
Период вращения вокруг своей оси (на полюсах)	34,3 дня
Наклон оси вращения к эклиптике	7,25°
Минимальное расстояние до Земли	147 098 290 км
Максимальное расстояние до Земли	152 098 232 км
Вторая космическая скорость	617 км/с
Ускорение свободного падения	27,96g
Светимость (мощность излучения)	3,828•1026 Вт

Эволюция Солнца и его будущее

Солнце эволюционировало из звездной туманности около 4,6 млрд лет назад. Считается, что гигантское газопылевое облако начало вращаться под воздействием взрыва сверхновой звезды, сформировало большой шар уплотненной материи в центре и диск ближе к краю. Из шара получилось Солнце. Из диска образовались астероиды и планеты.

В ходе естественного развития Солнце проходит несколько этапов:

Сейчас оно находится на основном этапе, ежесекундно превращая 600 млн тонн водорода в гелий и производя 4*1027 Baтт энергии.

Ученые подсчитали, что через 3,5 млрд лет звезда будет гореть на 40% ярче, а через 6 млрд лет израсходует запасы водорода. В ходе дальнейшей эволюции ядро будет нагреваться, звезда начнет увеличивать свои размеры и перейдет в стадию красного гиганта.

В стадии красного гиганта в недрах звезды начнется следующий этап — синтез углерода из гелия. Он продлится 100 млн лет. Затем гелий закончится, оболочка станет нестабильной и выбросит большую часть атмосферы в открытый космос.

Вместо яркой звезды в пространстве повиснет белый карлик — светило величиной с нашу планету. Из-за особенностей происхождения оно еще долго будет излучать тепло и небольшое количество света, но со временем остынет.

Почему Солнце светит

Термоядерная реакция, происходящая в солнечном ядре, представляет собой превращение четырех ядер атомов водорода в одно ядро атома гелия. Масса одного ядра атома гелия меньше массы четырех ядер атомов водорода. Поэтому в результате остается свободная энергия, излучающаяся в виде фотонов. Это и есть тот самый солнечный свет, который мы видим с Земли.

Что такое солнечные пятна и ветер

Они являются местами выхода сильных магнитных полей в область фотосферы. Под воздействием этих полей подавляется конвекция, снижается перенос тепловой энергии, появляются потемнения.

Солнечный ветер является важным компонентом межпланетной среды, оказывается влияние на Землю: запускает процессы северного сияния и магнитных бурь.

Потенциал солнечной энергии

Солнце обеспечивает нас в 10 000 раз большим количеством бесплатной энергии, чем фактически используется во всем мире. Только на мировом коммерческом рынке покупается и продается чуть меньше 85 триллионов (8,5 x 1013) кВт·ч энергии в год. Поскольку невозможно проследить за всем процессом в целом, нельзя с уверенностью сказать, сколько некоммерческой энергии потребляют люди (например, сколько древесины и удобрения собирается и сжигается, какое количество воды используется для производства механической или электрической энергии). Некоторые эксперты считают, что такая некоммерческая энергия составляет одну пятую часть всей используемой энергии. Но даже если это так, то общая энергия, потребляемая человечеством в течение года, составляет только приблизительно одну семитысячную часть солнечной энергии, попадающей на поверхность Земли в тот же период.

В развитых странах, например, в США, потребление энергии составляет примерно 25 триллионов (2.5 x 1013) кВт·ч в год, что соответствует более чем 260 кВт·ч на человека в день. Данный показатель является эквивалентом ежедневной работы более чем ста лампочек накаливания мощностью 100 Вт в течение целого дня. Среднестатистический гражданин США потребляет в 33 раза больше энергии, чем житель Индии, в 13 раз больше, чем китаец, в два с половиной раза больше, чем японец и вдвое больше, чем швед.

Влияние Солнца на Землю

Солнце — главный, хотя и не единственный, двигатель происходящих на земле процессов. Оно освещает и согревает нашу планету, без чего была бы невозможна жизнь на Земле не только человека, но даже микроорганизмов. Оно посылает на Землю электромагнитные волны всевозможной длины — от многокилометровых радиоволн до чрезвычайно коротковолновых гамма-лучей.

Только очень малая часть заряженных частиц из межпланетного пространства попадает в атмосферу Земли, все остальные отклоняет или задерживает ее геомагнитное поле. Но энергии этих частиц достаточно для того, чтобы вызвать полярные сияния и возмущения магнитного поля нашей планеты.

Полярные огни над Шпицбергеном

Окрестностей Земли достигают заряженные частицы разной энергии — как высокой (солнечные космические лучи), так и низкой и средней (потоки солнечного ветра, выбросы от вспышек). Наконец, Солнце испускает мощный поток элементарных частиц — нейтрино. Однако их воздействие на земные процессы пренебрежимо мало: для этих частиц земной шар прозрачен, так что они свободно пролетают сквозь него.

Солнечные космические лучи в основном состоят из протонов, ядер атомов гелия и электронов с энергией 106 –109 электронвольт (эВ). Наиболее энергичные из этих частиц преодолевают расстояние от Солнца до Земли, равное 150 млн км, всего за 10–15 мин. Основным источником солнечных космических лучей служат хромосферные вспышки.

Как и рентгеновское излучение, солнечные космические лучи не доходят до поверхности Земли, но могут ионизовать верхние слои ее атмосферы, что сказывается на устойчивости радиосвязи между отдаленными пунктами. Но действие частиц этим не ограничивается. Быстрые частицы вызывают сильные токи в земной атмосфере, приводят к возмущению магнитного поля нашей планеты и даже влияют на циркуляцию воздуха в атмосфере.

Наиболее ярким и впечатляющим проявлением бомбардировки атмосферы солнечными частицами являются полярные сияния. Это свечение в верхних слоях атмосферы, имеющее либо размытые (диффузные) формы, либо вид корон или занавесей (драпри), состоящих из многочисленных отдельных лучей. Сияния обычно бывают красного или зеленого цвета: именно так светятся основные составляющие атмосферы — кислород и азот — при облучении их энергичными частицами. Зрелище бесшумно возникающих красных и зеленых полос и лучей, беззвучная игра цветов, медленное или почти мгновенное угасание колеблющихся занавесей оставляют незабываемое впечатление.

Подобные явления лучше всего видны вдоль овала полярных сияний, расположенного между 10° и 20° широты от магнитных полюсов. В период максимумов солнечной активности сияния можно наблюдать в более низких широтах. Частота и интенсивность полярных сияний достаточно четко следуют солнечному циклу: в максимуме солнечной активности редкий день обходится без сияний, а в минимуме они могут отсутствовать месяцами. Наличие или отсутствие полярных сияний, таким образом, служит неплохим показателем активности Солнца.

Источник энергии Солнца

Тер­мо­ядер­ные ре­ак­ции – ис­точ­ник всей энер­гии С. – воз­мож­ны толь­ко в сол­неч­ном яд­ре, где темп-ра дос­ти­га­ет 15,6 млн. К, а плот­ность – 1,6·105 кг/м3. Осн. тер­моядер­ная ре­ак­ция, обес­пе­чи­ваю­щая до 99% сол­неч­ной энер­гии, – это во­до­род­ный цикл, ко­неч­ным ре­зуль­та­том ко­то­ро­го яв­ля­ет­ся об­ра­зо­ва­ние яд­ра ге­лия (α -час­ти­цы) из 4 ядер во­до­ро­да – про­то­нов. Мас­са об­ра­зо­вав­ше­го­ся яд­ра мень­ше сум­мар­ной мас­сы 4 про­то­нов, и эта раз­ни­ца масс пре­вра­ща­ет­ся в энер­гию из­лу­че­ния ней­три­но и жё­ст­ких γ-кван­тов. Др. тер­мо­ядер­ный цикл – уг­ле­род­но-азот­ный цикл, иг­ра­ет ма­лую роль; на его до­лю при­хо­дит­ся все­го ок. 1% энер­го­про­из­вод­ст­ва С. Эф­фек­тив­ность тер­мо­ядер­ных ре­ак­ций в яд­ре С. та­ко­ва, что из 1 кг во­до­ро­да 7 г пре­вра­ща­ется в из­лу­че­ние. Ка­ж­дую се­кун­ду на С. «вы­го­ра­ет» ок. 4,3 млн. т во­до­ро­да. В та­ком ре­жи­ме С. су­ще­ст­ву­ет уже ок. 4,5 млрд. лет, но его мас­са на­столь­ко ве­ли­ка, что её хва­тит ещё при­мер­но на та­кой же пе­ри­од вре­ме­ни. Гам­ма-кван­ты, по­ро­ж­дён­ные в яд­ре С., мно­го­крат­но по­гло­ща­ют­ся и пе­ре­из­лу­ча­ют­ся ато­ма­ми сол­неч­но­го ве­ще­ст­ва, и с по­верх­но­сти С. их энер­гия из­лу­ча­ет­ся гл. обр. в ви­де оп­тич. и ИК-из­лу­че­ния.

Пря­мую ин­фор­ма­цию о про­те­ка­нии тер­мо­ядер­ных ре­ак­ций син­те­за в яд­ре С. да­ёт ней­трин­ная ас­тро­но­мия, по­сколь­ку ней­три­но, ро­ж­даю­щие­ся в этих ре­ак­ци­ях, прак­ти­че­ски без по­гло­ще­ния про­хо­дят всю тол­щи­ну сол­неч­но­го ша­ра и по­па­да­ют на Зем­лю, где они мо­гут быть улов­ле­ны спец. де­тек­то­ра­ми.

Солнце это звезда с солнечными пятнами. Галилей и гелиоцентризм

Солнечные пятна похожи на темные заплатки на поверхности Солнца. Можно видеть, как они движутся, а их исследование показывает, что разные части Солнца вращаются с разной скоростью, в отличие от твердых тел. Солнечные пятна сменяют друг друга с периодичностью приблизительно в 11.2 лет. Галилео Галилей (1564-1642) систематически изучал солнечные пятна на протяжении 1611 года и выяснил, что они сводят на нет доминирующую теорию Аристотеля/Птолемея о том, что небесные тела представляют собой «идеальные сферы».

Сегодня понятно, что солнечные пятна — это водовороты газа на поверхности Солнца, и их темный цвет обусловлен тем, что температура пятен на несколько тысяч градусов ниже. Исследование их оптического спектра показывает, что магнитное поле Солнца особенно сильное в солнечных пятнах. Галилей был сторонником теории Николая Коперника (1473-1543) о том, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца. Галилей полагал, что гораздо более простая математика системы Коперника по сравнению с громоздкой системой Птолемея лучше всего отразит математическую простоту Бога (т.е. Бог не состоит из частей, он Триедин).

В энциклопедии Britannica главными оппонентом Галилея назван научный истеблишмент: «Профессора-последователи Аристотеля, видя угрозу их привилегированным кругам, объединились против него. Они пытались навлечь на него подозрение в глазах религиозных властей из-за противоречий между теорией Коперника и Библией».

Обе стороны должны были понимать, что все движение следовало описывать в привязке к чему-то другому — к системе отсчета — и с описательной точки зрения все системы отсчета одинаково справедливы. В Библии Земля использовалась как удобная система отсчета, как делают современные астрономы, говоря о «закате/восходе Солнца»; знаки для ограничения скорости также зависят от Земли как от системы отсчета. Использование Солнца (или центра массы Солнечной системы) наиболее удобно для обсуждения движения планет.

Нейтринный телескоп

Нейтринный телескоп необходим для того, чтобы исследовать Вселенную и выяснять причины возникновения высокоэнергетических излучений в космосе.

Нейтрино представляет собой элементарную частичку, которая очень слабо взаимодействует с веществом. Благодаря такой особенности эта частичка способна за доли секунды пролететь сквозь Земной шар и даже не заметить его. Открытие нейтрино выводит астрономические исследования совершенно на новый уровень. Нейтрино способны проникать через любую материю, не поглощаться космической пылью и не взаимодействовать с магнитными полями. Каждую секунду через человека пролетают триллионы таких частичек, а он этого даже не замечает. В космическом пространстве источник нейтрино – звезды и планеты.

Строительство нейтринного телескопа является масштабным и дорогостоящим проектом. Чтобы избавиться от фонового излучения окружающей среды располагаться он должен под землей. В 1960 году М.А. Марков в качестве альтернативы предложил расположить телескоп под толщей воды.

На сегодняшний день существует несколько проектов создания телескопов. Один из них – Байкальский нейтринный телескоп.

Строительство Байкальского нейтринного телескопа 

Для создания такой аппаратуры весомое значение имеет прозрачность воды. Байкал является самым большим в мире природным резервуаром с пресной водой. Слой льда, которым покрывается озеро в зимнее время, позволяет устанавливать оборудования без использования каких-либо специальных судов. Первая версия Байкальского нейтринного телескопа была запущена в 1998 году и состояла из 192 фотодетекторов. Они были погружены на глубины до 1300 метров. Но на этом строительство объекта не закончилось. Специалисты начали работать над разработкой телескопа нового поколения BAIKAL-GVD, мощность которого в разы бы превышала его предшественника. Модульная конструкция позволяет запускать прибор поэтапно. Так в 2015 году активировали первый кластер телескопа — «Дубна».

Схема одного кластера Байкальского нейтринного телескопа Источник

На сегодняшний день запущены уже 5 кластеров, в составе которых 1440 оптических модулей. Окончание строительства планируется в 2021 году, что позволит сделать установку одной из крупнейших во всем мире.

Оптический модуль 

Еще один нейтринный телескоп расположен в Антарктиде. Он носит название IceCube и является крупнейшим в мире. В 2013 году зафиксировали первые нейтрино высоких энергий, которые родились далеко за пределами Солнечной системы. Еще один нейтринный телескоп располагается в Средиземном море. Планируется, что все три телескопа войдут в международную нейтринную обсерваторию и сделают колоссальный прорыв в исследовании космоса, и непосредственно Солнца.

Солнце таит в себе еще немало загадок. Их предстоит разгадывать новым поколениям ученых. Ведь звезда, которая дает нам свет и тепло, — это неисчерпаемый объект для исследований.

Солнце в жизни Земли

Солнце и Земля настолько связаны друг с другом, что роль самой крупной звезды на небе трудно переоценить. Прежде всего, вокруг Солнца образовалась наша планета и появилась жизнь. Также энергия Солнца согревает Землю, луч Солнца освещает её, формируя климат, охлаждая её ночью, а после того, как Солнце всходит, снова согревает её. Что говорить, даже воздух с его помощью приобрёл свойства, необходимые для жизни (если не луч Солнца, он представлял бы собой жидкий океан из азота, окружающий глыбы льда и промёрзшую сушу).

Солнце и Луна, являясь крупнейшими объектами на небосводе, активно взаимодействуя друг с другом, не только освещают Землю, но и прямо влияют на движение нашей планеты – ярким примером этого действия являются приливы и отливы. На них воздействует Луна, Солнце в этом процессе находится на вторых ролях, но без его влияния тоже не обходится.

Солнце и Луна, Земля и Солнце, воздушные и водные потоки, окружающая нас биомасса, являются доступным, постоянно возобновляющимся энергетическим сырьём, который можно легко использовать (оно лежит на поверхности, его не нужно добывать из недр планеты, оно не образует радиоактивных и токсичных отходов).

Чтобы обратить внимание общественности на возможность использования возобновляемых источников энергии, с середины 90-х гг. прошлого столетия было принято решение отмечать Международный день Солнца

Таким образом, ежегодно, 3 мая, в день Солнца по всей территории Европы проводят семинары, выставки, конференции, направленные на то, чтобы показать людям, как можно использовать луч светила во благо, как определить время, когда происходит закат или рассвет Солнца.

Например, в день Солнца можно побывать на специальных мультимедийных программах, увидеть в телескоп огромные области магнитных возмущений и различные проявления солнечной активности. В день Солнца можно посмотреть на различные физические опыты и демонстрации, наглядно демонстрирующие, насколько мощным источником энергии является наше Светило. Нередко в День Солнца посетители получают возможность создать солнечные часы и проверить их в действии.

Внутреннее строение Солнца

Давайте рассмотрим, что находится внутри нашего светила.

Ядро

Разумеется, в центре Солнца есть ядро — самое раскалённое место, где протекают термоядерные реакции. Всё солнечное тепло и энергия производятся именно здесь. Остальная часть светила нагревается этой энергией и согревает всё вокруг, в том числе и нас.

Ядро составляет примерно 20% от радиуса звезды и пролегает от самого центра на расcтояние 173 тысячи километров.

Между прочим, в ядре температура достигает 15 млн К, а его плотность 150 тысяч кг/м³.

Солнечное ядро (изображение)

Зона лучистого переноса

Во-первых, она расположена над ядром. В этой области очень высокая плотность и сжатие материи. В ней также происходят ядерные реакции, но в верхних границах начинается активное перемешивание вещества.

Зона конвективного переноса

Конвективная зона или радиоактивная зона имеет радиус около 140 тысяч километров занимает примерно 2/3 внутреннего диаметра.

К тому же здесь происходит конвекция фотонов: они утрачивают свою энергию при удалении от центра, а затем снова набирают её при приближении к центру. Такое перемешивание фотонов происходит непрерывно.

Атмосфера

В действительности она включает в себя слои Солнца: фотосферу, хромосферу и корону. Более того в этой среде солнечная энергия из внутренних слоёв поднимается и воспринимается как свет Солнца.

Фотосфера

Прежде всего, это поверхность Солнца видимая с Земли, толщина которой составляет 400 км. Проще говоря, это нижний атмосферный слой. Она располагается за конвективной зоной.

Фотосфера образуется раскалённым ионизированным газом, излучающим электромагнитную энергию в оптическом, то есть видимом, диапазоне волн. По оценке учёных, среднее значение температуры фотосферы 5700 градусов Цельсия.

Вид Солнца с Земли

Хромосфера

Данная цветная зона представляет собой плотный слой толщиной 10 тысяч километров. Собственно говоря, находится за фотосферой и составляет средний слой атмосферы.

Стоит отметить, что хромосфера не имеет чётких границ. Вдобавок переход от нижнего слоя влечет за собой резкое повышение температуры (от 5700 до 10000 градусов по Цельсию).

А вот ближе к верхней границе температура повышается ещё выше до 15000-20000 градусов Цельсия. Хотя чем выше к внешней оболочке плотность вещества намного меньше, чем в нижних границах.

Хромосфера при Солнечном затмении

Солнечная корона

Между тем атмосфера Солнца имеет внешние удлинённые слои, выходящие из хромосферы. Корона содержит разряженную ионизированную плазму, которая состоит из тяжелых ионов, протонов и электронов с гелиевым ядром.

Размер короны больше чем величина Солнца, её толщина составляет несколько солнечных радиусов. Причем это самая горячая атмосферная оболочка, так как здесь температура колеблется от 1 до 2-х млн кельвинов.

Что интересно, солнечный ветер разлетается по всему космическому пространству. Вместе с магнитным полем Земли он создаёт различные явления, например, северное сияние.

Заход Солнца

Конечно, мы знаем и видим каждый день как выглядит Солнце невооруженным глазом. Это ярчайший объект в небе, слепящий нам глаза при взгляде на него, дающий нам тепло и жизнь.

При этом наша звезда является типичным представителем главной последовательности, но для нас это не обычное светило, а единственное и жизненно необходимое.

Солнечный ветер и энергия солнечного света

В конце 1950-х гг. американский астрофизик Юджин Паркер пришел к выводу, что, поскольку газ в солнечной короне имеет высокую температуру, которая сохраняется с удалением от Солнца, он должен непрерывно расширяться, заполняя Солнечную систему. Результаты, полученные с помощью советских и американских космических аппаратов, подтвердили правильность теории Паркера.

В межпланетном пространстве действительно мчится направленный от Солнца поток вещества, названный солнечным ветром. Он представляет собой продолжение расширяющейся солнечной короны. Его в основном составляют ядра атомов водорода (альфа-частицы), а также электроны. Частицы солнечного ветра летят со скоростями несколько сотен километров в секунду, удаляясь от Солнца на многие десятки астрономических единиц — туда, где межпланетная среда Солнечной системы переходит в разреженный межзвездный газ. Вместе с ветром в межпланетное пространство переносится и солнечное магнитное поле.

Общее магнитное поле Солнца по форме линий магнитной индукции немного напоминает земное. Но силовые линии земного поля вблизи экватора замкнуты и не пропускают направленные к Земле заряженные частицы. Силовые линии солнечного поля, напротив, в экваториальной области разомкнуты и вытягиваются в межпланетное пространство, искривляясь подобно спиралям. Объясняется это тем, что силовые линии остаются связанными с Солнцем (как говорят — вмороженными), которое вращается вокруг своей оси.

Последние полупроводниковые разработки позволят создать солнечные батареи, которые смогут преобразовывать в электрический ток даже инфракрасный свет. Это повысит их эффектив ность до 50%

Солнечный ветер вместе с «вмороженным» в него магнитным полем формирует газовые хвосты комет, направляя их в сторону от Солнца. Встречая на своем пути Землю, солнечный ветер сильно деформирует ее магнитосферу, в результате чего наша планета обладает длинным магнитным «хвостом», также направленным от Солнца. Магнитное поле Земли чутко отзывается на обдувающие ее потоки солнечного вещества.

Электромагнитное излучение, приходящее от Солнца, подвергается в земной атмосфере строгому отбору. Проникают в нее видимый свет и ближнее ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, а также радиоволны в сравнительно узком диапазоне (от сантиметровых до метровых). Все остальное излучение либо отражается, либо поглощается атмосферой, нагревая и ионизуя ее верхние слои.

Поглощение рентгеновских и жестких ультрафиолетовых лучей начинается на высотах 300–350 км; на этих же высотах отражаются наиболее длинные радиоволны, приходящие из космоса. При сильных всплесках солнечного рентгеновского излучения от хромосферных вспышек рентгеновские кванты проникают до высот 80–100 км от поверхности Земли, ионизуют атмосферу и вызывают нарушение связи на коротких волнах.

Мягкое (длинноволновое) ультрафиолетовое излучение способно проникать еще глубже, оно поглощается на высоте 30—35 км. Здесь ультрафиолетовые кванты разбивают на атомы (диссоциируют) молекулы кислорода (O₂) с последующим образованием озона (O₃). Тем самым создается непрозрачный для ультрафиолета «озонный экран», предохраняющий жизнь на Земле от гибельных лучей. Не поглотившаяся часть наиболее длинноволнового ультрафиолетового излучения доходит до земной поверхности. Именно эти лучи вызывают у людей загар и даже ожоги кожи при длительном пребывании на солнце.

Излучение в видимом диапазоне поглощается слабо. Однако оно рассеивается атмосферой даже в отсутствие облаков, и часть его возвращается в межпланетное пространство. Облака, состоящие из капелек воды и твердых частиц, значительно усиливают отражение солнечного излучения. В результате до поверхности планеты доходит в среднем около половины падающего на границу земной атмосферы света.

Ледники удерживают более 75% пресной воды. Если они растают, уровень мирового океана вырастет на 70 м. С 1961 по 1993 г. он поднимался на 1,8 мм ежегодно, с 1993 — на 3,2 мм

На Земле излучение поглощается сушей и океаном. Нагретая земная поверхность в свою очередь излучает в длинноволновой инфракрасной области. Для такого излучения азот и кислород атмосферы прозрачны. Зато оно жадно поглощается водяным паром и углекислым газом. Благодаря этим малым составляющим воздушная оболочка удерживает тепло.

В этом и заключается парниковый эффект атмосферы. Между приходом солнечной энергии на Землю и ее потерями на планете, в общем, существует равновесие: сколько поступает, столько и расходуется. В противном случае температура земной поверхности вместе с атмосферой либо постоянно повышалась бы, либо падала.

Поделиться ссылкой