Такие явления природы как торнадо, цунами, ураганы, землетрясения появляются внезапно, оставляя за собой разрушения и человеческие жертвы. Магнитные бури – совсем другое дело, они бывают настолько часто, что люди попросту не принимают их всерьёз. И напрасно. Так как они оставляют после себя не менее серьёзные последствия. Ещё в древности моряки называли пятна на Солнце кознями дьявола, именно в эти периоды они становились заложниками стихии, компас становился непригодным для навигации, и моряки не знали: в каком направлении плыть. И именно такое явление называется магнитной бурей.
До того как поговорить о самой сущности магнитных бурь, вспомним историю самого магнита. Намагниченное железо в качестве компасной стрелки применяли ещё в Китае в 1100 году, подвесив намагниченную стрелку на тонкую нить, она ориентировалась в направлении север-юг.
Благодаря Марко Поло в 1260 году о магните узнали и в Европе, а Иоанн Жира в 1300 году соорудил первый магнитный компас, что облегчило навигацию мореплавателям. Известен труд, опубликованный придворным врачом Елизаветы I в 1600 году «О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле. Новая физиология, доказанная множеством аргументов и опытов», где были описаны свойства магнита и земного магнетизма. Он одним из первых понял, что Земля – огромный магнит. В 1701 году Эдмундом Галлеем была опубликована первая карта геомагнитного поля.
В середине XVIII века была найдена взаимосвязь между полярным сиянием и магнитными бурями, в то же время французский астроном Лемонт отметил, что чем больше на Солнце пятен, тем интенсивнее частота магнитных бурь. Это открытие стало первым, которое подтвердило взаимосвязь между солнечной активностью и земными явлениями.
В начале XX века российский учёный Александр Чижевский высказал идею о том, как влияет солнечная активность на живые существа и социальные процессы, но тогда её сочли мистической. Только с 1932 года в Великобритании начались регулярные наблюдения на ионосферной станции, а в 40-ых годах в США и СССР. Начиная с 1957 года и поныне, Институт физики Земли непрерывно записывает биение магнитного сердца Земли и всей магнитосферы Солнца. В настоящее время учёным известно, что собой представляет солнечно-земная взаимосвязь, приводящая к магнитным бурям. Земля представляет собой огромное магнитное поле, точно в её центре расположен гигантский магнит, природа магнетизма до конца не выяснена, впрочем, как и происхождение самой Земли.
Не все планеты Солнечной системы наделены магнитным полем, только Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран могут «похвастаться» ими. Тем не менее, магнитные бури зависят не от самой Земли, а от воздействия на неё Солнца, которое представляет собой кипящий атомный котёл. Температура верхних слоёв атмосферы Солнца достигает миллиона градусов, таким образом, атомы водорода и гелия движутся с колоссальной скоростью и выбивают друг у друга электроны. Из-за многочисленных столкновений некоторые частицы получают настолько большие скорости, что преодолевают притяжение Солнца и уходят в космос. Такие потоки плазмы, движущиеся со скоростью 300 км/с называют «солнечным ветром».
Однако, порой скорость «солнечного ветра» превышает 1000 км/с, и тогда, попадая в атмосферу Земли, он нарушает равновесие геомагнитной обстановки на ней: напряжённость магнитного поля Земли увеличивается и приводит к магнитным бурям. Магнитные бури случаются нередко, около 2-4 раз в месяц, и наука может предсказать появление магнитной бури за 1-2 дня до её начала. Учёные фиксируют вспышку на Солнце, затем отслеживают движение «солнечного ветра» к Земле.
Тем не менее, сделать долгосрочный прогноз наука не в состоянии. Иногда магнитные бури начинаются неожиданно и почти одновременно на всей Земле, а некоторые развиваются постепенно. Так как скорость «солнечного ветра» колеблется от 500 до 1000 км/с, то Земли он достигает примерно через два дня после вспышки на Солнце. За такое время частицы преодолеют расстояние в 150 млн. км. Полярное сияние, сопровождающее магнитную бурю, появится спустя 30-40 часов после вспышки на Солнце: «солнечный ветер» достигает верхних слоёв атмосферы. А поскольку Земля имеет своё магнитное поле, то заряженные частицы оказываются в «ловушке» и вынуждены двигаться по линиям магнитного поля в полярных областях, в результате чего, и появляется северное сияние. Поэтому наибольшее воздействие магнитная буря оказывает на приполярные районы.
Каково же воздействие магнитных бурь на организм человека? На этот счёт не существует единого мнения. Тем не менее, ещё в 30-ых годах прошлого века в Ницце возросла численность инсультов и инфарктов миокардов у пожилых людей одновременно с тем, когда на местной телефонной станции наблюдались нарушения, а то и вовсе пропадала связь. Затем было выяснено, что проблемы с телефонной связью, как и проблемы со здоровьем возникают во время магнитных бурь.
Вызвали разногласия и споры по поводу возникновения магнитных бурь и увеличения количества несчастных случаев и травматизма на производстве. На это ещё в 1928 году указал Чижевский, а немецкие учёные в 50-ых годах прошлого столетия, проанализировав 100 тыс. автокатастроф зафиксировали резкое их увеличение спустя два дня после вспышки на Солнце. Также российские судебные медики зафиксировали резкое увеличение количества самоубийств в 4-5 раз.
Очень часто магнитные бури сопровождаются учащённым сердцебиением, головными болями, бессонницей, болями в суставах и пониженным жизненным тонусом. Что способствует появлению таких симптомов? Дело в том, что образуются агрегаты кровяных телец, и кровь густеет во время магнитных бурь. В результате ухудшается кислородный обмен, мозг и нервные окончания первыми реагируют на нехватку кислорода в крови. Согласно статистике количество вызовов «неотложки» во время магнитных бурь возрастает на 15-20%. Около 50-75% населения Земли реагируют на магнитные бури. Момент начала стрессовой ситуации для каждого человека может сдвигаться на разные сроки относительно начала бури. Некоторые люди начинают реагировать на них в момент вспышек на Солнце.
Есть ещё одна интересная деталь: около половины населения Земли способно адаптироваться к магнитным бурям, и практически до нуля снизить чувствительность на идущие друг за другом магнитные бури с интервалом в 6-7 дней. Тем не менее, повод для сомнений ещё остаётся. Ведь с одной стороны найдена взаимосвязь между магнитными бурями и изменениями в организме, с другой стороны: величина изменения геомагнитного поля даже в самую сильную магнитную бурю очень мала по сравнению с другими «возмутителями» магнитного поля (в троллейбусе, в метро и у персонального компьютера), геомагнитное возмущение у которых в 10 раз больше. Увы, в настоящее время трудно избежать электромагнитного воздействия, ведь нас окружает огромное количество электроприборов.
И всё же, как удаётся магнитным бурям сохранять своё влияние на фоне более мощных искусственных магнитных полей? Пока на этот счёт существуют лишь догадки. Многие учёные склоняются к тому, что именно естественное магнитное поле и есть генератор ритмов, используемых живыми организмами для настройки своих колебаний, согласовывая их с ритмами среды. Также как человек сверяется с часами, чтобы спланировать свой день, также и организм сверяется с магнитным сердцем планеты и устанавливает свои физиологические процессы.
Тем самым, если уже в течение тысяч лет организм привык ориентироваться на естественное магнитное поле, то он делает это и сейчас, игнорируя более сильные искусственные магнитные поля. Магнитологи уверены, что каждый человек - это электромагнитное образование. Когда частота внешнего электромагнитного поля совпадает с частотой биоритмов человека, начинаются резонансные явления. Здоровый организм способен выдержать такие перегрузки: голова поболит и пройдёт.
Если же человеческий организм истощён болезнями, то он даст сбой. Поэтому магнитные бури не вызывают каких-то новых недомоганий, они проявляют лишь те, которые существовали в организме. Учёные считают, что нет оснований опасаться магнитных бурь, ведь они происходят так часто. К тому же даже самое благоприятное воздействие не происходит без нагрузок на организм. Проявляя заботу об организме, мы не только хотим уменьшить последствия солнечного влияния, но и улучшить работоспособность, внимание и память. Если не удалось избавиться от проблем, то понадобится помощь, к примеру, кому помогал корвалол в отсутствие магнитных бурь, тому он поможет и в данный момент.
Помимо этого, учёные прогнозируют и самую глобальную магнитную бурю, которая обозначится сменой полюсов, ведь, как известно, магнитное поле Земли менялось не раз. И смена магнитных полюсов – это длительный геологический процесс, на который уйдут тысячелетия. Как утверждают учёные, смена магнитных полюсов произойдёт очень скоро, однако не завтра или послезавтра, а через 1000 либо 2000 лет. Поэтому скоро грянет магнитная буря.
superbotanik.net
Формат:
Дата создания: 10.10.2016
Размер: 7.87 KB
Скачать реферат Подобные документы:Реферат Солнце Солнце - центральное тело Солнечной системы представляет собой очень горячий плазменный шар. Солнце - ближайшая к Земле звезда. Свет от него доходит до нас за 8,3 минуты. Солнце решающим образом повлияло на образование всех тел Солнечной системы и создало те условия, которые привели к возникновению и развитию жизни на земле. Ещё задолго до наступления НТР люди наблюдали Солнце.
Реферат Солнечный ветер, особенности межпланетного пространства (Солнце – Планеты) Министерство образования РФ Санкт-Петербургский государственный электротехнический 2.3.5. Что предсказала теория перед полетами космических аппаратов к комете Галлея в марте 1986 года…………………………………………………… 20 Кажется, что в мире нет ничего более постоянного, чем Солнце. Наблюдаемые с древних времен пятна на диске Солнца кому-то казались курьезом, а кому-то - кознями дьявола.
Реферат Нептун Писал: Котиков В.И. ученик 11- А класса Проверил: Реуцой Ф.И. учитель физики и астрономии ООШ № 3 2004г. г. Рени Открытие Нептуна Нептун - это предпоследняя планета в солнечной системе. Ее орбита пересекается с орбитой Плутона в некоторых местах. Комета Галилея еще пересекает ее орбиту, в отличие от Плутона. Ее экваториальный диаметр такой же, как и у Урана, хотя расположена на 1627 млн.
Реферат Радиация и радиационная обстановка в Ростовской области Ликвидация радиационного загрязнения в Ростовской области и программы по уничтожению источников радиации. стр.12 В Ростовской области нет ни урановых разработок, ни центров по производству ядерного топлива. Но по соседству с Украиной, у самой границы, между Таганрогом и Мариуполем на побережье Азовского моря, встречаются так называемые «черные пески».
Реферат Землетрясения В недрах нашей планеты непрерывно происходят внутренние процессы, изменяющие лик Земли. Чаще всего эти изменения медленные, постепенные. Точные измерения показывают, что одни участки земной поверхности поднимаются, другие опускаются. Не остаются постоянными даже расстояния между континентами.
Реферат Сон. Нарушения сна Сон и бодрствование являются функциональными основными состояниями, в которых происходит жизнь человека. Эти функциональные состояния, хотя и противоположны, но тесно взаимосвязаны и рассматривать их следует в едином цикле «сон – бодрствование». Каждый вечер, когда мы засыпаем, наше сознание выключается на несколько часов. Мы перестаем воспринимать все происходящее вокруг.
Реферат Влияние окружающей среды на здоровье человека Все процессы в биосфере взаимосвязаны. Человечество - лишь незначительная часть биосферы, а человек является лишь одним из видов органической жизни - Homo sapiens (человек разумный). Разум выделил человека из животного мира и дал ему огромное могущество. Человек на протяжении веков стремился не приспособиться к природной среде, а сделать ее удобной для своего существования.
Реферат Экология и здоровье человека Все процессы в биосфере взаимосвязаны. Человечество - лишь незначительная часть биосферы, а человек является лишь одним из видов органической жизни - Homo sapiens (человек разумный). Разум выделил человека из животного мира и дал ему огромное могущество. Человек на протяжении веков стремился не приспособиться к природной среде, а сделать ее удобной для своего существования.
Реферат Особенности воздушной, почвенной и наземно-воздушной среды Атмосфера (от греческого atmos – пар и sphaira – шар), газообразная оболочка земли или какого – либо другого тела. Точной верхней границы земной атмосферы указать нельзя, так как плотность воздуха непрерывно убывает с высотой. Приближаясь к плотности вещества, заполняющего межпланетное пространство. Следы атмосферы имеются на высотах порядка радиуса земли (около 6350 километров).
Курсовая: Биополе. Энергетическая система организма Каждый человек задумывался над проблемами таинственного и сверхъестественного. У каждого на эти вопросы есть свои ответы. На протяжении жизни эти ответы могут меняться. Это зависит не только от жизненного опыта каждого человека, от выпавших на его долю по
Экзаменационная: Оптические явления в природе Первые представления древних ученых о свете были весьма наивны. Считалось, что из глаз выходят особые тонкие щупальцы и зрительные впечатления возникают при ощупывании ими предметов. Тогда под оптикой понимали науку о зрении. Именно такой точный смысл сло
Доклад: Электричество и человек Содержание 1 Введение 2.1 Виды проводников. Типы электропроводимости. 2.2 Теории электропроводимости применительно к органическим системам 2.2.1 Электронная теория существования живого 2.2.2 Электрический ток и органические системы 2.2.3 Понятие о потенци
Контрольная: Окружающая среда и здоровье населения Шорникова Елена Александровна ПЛАН Введение стр.
nreferat.ru
<span Times New Roman",«serif»;mso-bidi-font-family:«Courier New»">Земноемагнитное поле служит для всего живого экраном от солнечной радиации. Онопредставляет собой каплевидную полость в потокенепрерывно распространяющихся от Солнца заряженных частиц — солнечного ветра.Полость заполнена плазмой и называется магнитосферой. Она поджата со стороныСолнца и вытянута в противоположную сторону вплоть до лунной орбиты, образуясвоеобразный хвост.
<span Times New Roman",«serif»;mso-bidi-font-family:«Courier New»">Приспокойном состоянии Солнца параметры солнечного ветра постоянны, и магнитосфераостается стабильной. Когда происходит солнечная вспышка, усиливается потоксолнечного ветра, изменяется направление межпланетного магнитного поля инарушается режим взаимодействия между солнечным ветром и магнитосферой. Врезультате в последней развивается комплекс геофизических явлений.
Во время вспышек на Солнце происходит выделениеогромного количества энергии (до 10 33 эрг и более), запасаемой вмагнитных полях в виде токовых систем. Заряженные частицы (электроны,протоны, ядра) ускоряются до высоких энергий (электроны до ультрарелятивистскихэнергий, более 200 кэВ, протоны до 10-100 МэВ и в очень редких случаях до1-10 ГэВ). <span Times New Roman",«serif»;mso-bidi-font-family: «Courier New»">Прежде всего, в магнитосфере возрастает электрическое поле иувеличивается скорость переноса плазмы из ее хвостовой части в глубинныеобласти. Вокруг Земли на расстоянии нескольких земных радиусов образуетсяусиленный кольцевой ток, который вызывает глобальные изменения геомагнитногополя, проявляющиеся как буря. Сила кольцевого тока достигает 10 млн ампер.Энергия, реализующаяся во время средней магнитной бури продолжительностью додвадцати часов, составляет около 10 в шестнадцатой степени Дж, что эквивалентноэнергии, вырабатываемой Красноярской ГЭС за месяц работы. Одновременнопроисходят импульсные выбросы магнитосферной плазмы в ионосферу Земли.Визуальное проявление этого процесса — полярные сияния.
<span Times New Roman",«serif»;mso-bidi-font-family:«Courier New»">Всилу особенностей структуры магнитосферы полярные сияния чаще появляются ввысоких широтах, откуда и пошло их название. Но при больших магнитных буряхобласть их возникновения смещается в сторону экватора. Однако такие бури достаточноредки, и жителям средних широт на этот раз повезло — природа предоставила имуникальную возможность полюбоваться оптическими проявлениями космическойстихии.
Аналогичные солнечным вспышкам мощные процессы выделения энергии происходят и наудаленных от нас звездах, но только на Солнце мы можем в деталях изучить физикувспышек и понять их механизм. Исследование солнечных вспышек на спутникеосуществляется комплексом научных приборов, который регистрирует вспышечное излучение в широкомдиапазоне энергий с высоким временным и спектральным разрешением. Совокупностьэтих наблюдений и измерений, которые выполняются приборами спутника по солнечным космическим лучам,позволит лучше понять механизмы ускорительного процесса частиц в солнечных вспышках, одного из наиболеемощных в Солнечной системе и наиболее близкого во Вселенной.
Исследования влияния магнитных бурь наздоровье человека продолжаются. В принципе должно быть понятно, что есличеловеческий организм привык постоянно находиться в определенном магнитномполе, то при его резком увеличении какие-то внутренние процессы организмаизменят свой привычный ход. Всем хорошо известно, что электромагнитные полякомпьютеров, бытовых приборов, силовых установок неблагоприятно влияют начеловека. Магнитная буря — это усиление напряженности поля не где-то дома илина рабочем месте, а практически по всему земному шару.
Человеческий организм довольно«гибкий»: он может постепенно приспособиться к самым различнымусловиям окружающей среды. Но если изменения среды происходят внезапно, топодстроиться удается не всегда, начинают давать сбой некоторые органы, ихритмика.
Магнитные бури, перепадыатмосферного давления, смена температур оказывают неблагоприятное действие наздоровье людей. Большое число людей чувствует предстоящее изменение погоды.Накануне люди с ослабленным здоровьем испытывают боли в суставах, сердце,головную боль, плохо спят и т.д.
СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ И КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМЫ
Во время магнитных бурьнаблюдается ухудшение состояния больных, страдающих сердечно-сосудистымизаболеваниями, повышается артериальное давление, ухудтшаетсякоронарное кровообращение. Магнитные бури вызывают в организме человека,страдающего заболеваниями сердечно-сосудистой системы, обострения (инфарктмиокарда, инсульт, гипертонический криз и т.д.). Сейчас, когда мы заранееузнаем время наступления магнитных бурь, то можем заранее предупредить этиобострения. Чтобы уберечь организм человека от ухудшения здоровья, нужно еще донаступления неблагоприятной погоды любыми способами укреплять здоровье. Этодостигается не только медикаментозными средствами.
ОРГАНЫ ДЫХАНИЯ
Магнитные бури оказываютнеблагоприятное влияние на больных, страдающих заболеваниями органов дыхания.Под действием магнитных бурь изменяются биоритмы. Состояние одних больныхухудшается до магнитных бурь, а других — после. Приспосабливаемостьтаких больных к условиям магнитных бурь очень мала.
ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
Во время магнитных бурьнаблюдается ухудшение состояния людей, страдающих психическими заболеваниями.Увеличивается число несчастных случаев и травматизма на транспорте. Центральнаяи вегетативная нервные системы очень чувствительны к геофизическим явлениям.
И ДРУГИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
Чем дальше на Север, теминтенсивнее возмущенность магнитного поля во время магнитных бурь. И чем дальшена Север, тем сильнее влияние на состояние здоровья людей в период магнитныхбурь. Возрастает число преждевременных родов, токсикозов, в этот периоднаибольшая заболеваемость раком, обострение глазных болезней.
Главное правило для того, чтобы сохранить здоровье состоит в том, чтобыповышать резервные возможности организма. Для того, чтобы не реагировать наметеоусловия, необходимо постоянно укреплять здоровье, для чего пользоваться нетолько медикаментозными средствами, но заниматься физкультурой, правильноорганизовать режим работы и отдыха, питание.
Больным, страдающимсердечно-сосудистыми заболеваниями, рекомендуется:
1) Во время магнитных бурь ограничить физическую нагрузку. 2) Увеличить дозировку лекарств, назначенных больньмврачами. 3) Подключить такие препараты, как: настойка валерианы, пустырника, пиона, седуксен, элениум. 4) Больным, страдающим нейроциркулярной дестонией,рекомендуется применение диуретиков. 5) В связи с повышением свертывающего потенциала крови и усиления функциитромбоцитов рекомендуется принимать дезагенеренты(аспирин, трентал, никотиновую кислоту). 6) В связи с тем, что во время магнитных бурь ускоряются процессы окисления,необходимо это компенсировать антиоксиднымипрепаратами (глютаминовой кислотой, аскорбиновой кислотой и т.д.).
Для предупреждения обостренийгипертонической болезни и ишемии сердца накануне неблагоприятных геофизическихи метеорологических дней рекомендуется:
1) В период магнитных бурь и в весенне-зимний и осенний периодыприменять валериану, пустырник, седуксен, мепробомат, триоксазин, тазепан и др. 2) Для усиления профилактической терапии лицам с выраженной дисфункциейгипоталамуса (вегетативно-сосудистые кризы) целесообразно использовать пирроксан, аминазин, бетаадреноблокаторы. 3) Больным с признаками циркулярной гипоксии мозга и цереброциркулярнойнедостаточности из-за шейного остеохондроза или атеросклероза во времямагнитных бурь следует использовать препараты, улучшающие кровообращение мозга(кавинтон, компламин, гизентал, эуфиллин, стугерон, циннаризин) в сочетаниис анальгином или амидопирином, горчичниками, легким массажем шейно-во-ротниковой зоны. 4) Больным, страдающим ишемической болезнью сердца, следует увеличить приемпролонгированных нитратов (нитронг, сустакфорте или нитросорбид) до5-7 раз в сутки, снижая дозу в спокойные дни до 1-2 раз.
www.ronl.ru
Еще в средние века мореплаватели обратили внимание, что бывают дни, когда стрелка компаса вдруг начинает беспорядочно колебаться в продолжение нескольких часов и даже нескольких суток, делая компас совершенно непригодным для навигационных расчетов. Это явление моряки и окрестили магнитной бурей. Но только в XVIII в. французский астроном Лемонт заметил, что интенсивность и частота магнитных бурь тем больше, чем больше на Солнце пятен. Это стало первым открытием связи земных явлений с солнечной активностью.
Сейчас, когда космические аппараты непрерывно следят за «погодой» в космическом пространстве, мы уже хорошо представляем всю цепочку солнечно-земных связей, приводящих к магнитным бурям. По современным представлениям, основанным на исследованиях межпланетного пространства с помощью различных инструментов, магнитные бури происходят в результате взаимодействия высокоскоростных потоков намагниченной солнечной плазмы (протонов и электронов) с магнитосферой Земли. Поскольку температура верхних слоев атмосферы Солнца (корона) около миллиона градусов, атомы водорода и гелия (основные ее составляющие) приобретают такие громадные скорости, что при столкновениях выбивают друг у друга электроны и оказываются буквально «голыми». Благодаря этой так называемой «столкновительной ионизации» в короне Солнца остаются только «голые» ядра атомов протоны и выбитые из атомов электроны. Эта смесь частиц и есть плазма. В результате многочисленных столкновений некоторые частицы развивают такие большие скорости, что им удается преодолеть притяжение Солнца и навсегда уйти в окружающее космическое пространство. Происходит как бы «испарение» протонов и электронов. Эти потоки плазмы, берущие свое начало в короне Солнца и двигающиеся в обычных условиях со скоростью около 300 км/с, и получили название «солнечный ветер». Солнечный ветер сравнительно недавно был обнаружен космическими аппаратами даже у самых границ Солнечной системы.
Когда плазма солнечного ветра встречает на своем пути магнитноеполе Земли (как известно, оно напоминает поле плоского магнита), она, повинуясь законам физики, сначала сжимает магнитные силовые линии, а затем начинает обтекать Землю, как поток воды обтекает твердое препятствие. На обращенной к Солнцу стороне Земли граница обтекания устанавливается на расстоянии 1012 радиусов Земли (примерно 70 тыс. км). На ночной стороне магнитное поле вытягивается в виде шлейфа, похожего на хвост кометы, до расстояний около 1000 радиусов Земли (примерно 6 млн. км). Вся эта область, в которой заключено магнитное поле и околоземная плазма, называется магнитосферой Земли.
Пока «дует» регулярный солнечный ветер со скоростью около 300 км/с, никаких возмущений в магнитосфере Земли не происходит, это так называемый геомагнитный «штиль». Но вот на Солнце появилась большая группа пятен, представляющая собой всплывшее из недр Солнца сильно намагниченное вещество (магнитное поле пятен в тысячи раз сильнее магнитного поля Земли). При случайном сближении пятен с различной магнитной полярностью происходит нечто похожее на гигантское «короткое замыкание» с выделением поистине космического количества энергии. Оно сравнимо с извержением 10 млн. вулканов или взрывом нескольких десятков водородных бомб. Астрономы называют это явление солнечной вспышкой.
Чаще всего вспышки происходят вблизи максимума 11-летнего цикла солнечной активности. До недавнего времени самыми мощными за 25 лет наблюдений были вспышки 16 августа 1989 г. и 2 апреля 2001 г. Они имели рентгеновский балл Х20. Однако 4 ноября 2003 г. произошла, по-видимому, самая мощная за всю историю наблюдательной астрономии вспышка в Х28 балла, энергии которой, как показывают расчеты, могло бы хватить для снабжения электроэнергией такого города, как Москва, в течение 200 млн. лет!
Учеными установлено, что во время вспышки происходит взрывное преобразование магнитной энергии пятен в энергию гамма-излучения, рентгеновского излучения и излучения в ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Рентгеновское излучение от вспышек представляет реальную угрозу для космонавтов, находящихся в это время на околоземной орбите на Международной космической станции (МКС). Чтобы уменьшить дозу облучения, космонавтам обычно рекомендуют перейти в спускаемый аппарат, обшивка которого более надежно защищает от всех вредных излучений. В такие периоды также лучше отказаться от полетов на гражданских авиалайнерах, поскольку на высотах около 10 км, где проходят их трассы, можно получить довольно заметную дозу облучения.
В это время также происходит выброс высокоскоростных потоков заряженных частиц электронов и протонов. Когда этот возмущенный солнечный ветер, несущий с собой магнитное поле, встречает на своем пути магнитосферу Земли, в месте контакта начинают происходить беспорядочные и порой очень сильные изменения напряженности магнитного поля Земли, что и составляет суть магнитной бури.
Поскольку скорость такого возмущенного солнечного ветра от вспышек колеблется в диапазоне от 500 до 1000 км/с, магнитная буря обычно начинается через сутки двое после вспышки на Солнце. Именно столько времени требуется плазме, чтобы пройти 150 млн км от Солнца до Земли. Однако не всякая вспышка обязательно дает магнитную бурю. Как выяснилось, траектория движения выброшенного вспышкой вещества напоминает так называемую спираль Архимеда, в результате чего «геоэффективными» оказываются только вспышки, происходящие в западном полушарии Солнца в течение примерно пяти суток после прохождения активной области через центральный меридиан Солнца Оказалось, что довольно часто магнитные бури происходят и в такие периоды, когда на Солнце вспышки не наблюдаются. В середине XX в., когда за Солнцем велись только наземные наблюдения, эти факты ставили астрономов в тупик. К концу XX в., когда на искусственных спутниках Земли (ИСЗ) стали работать рентгеновские телескопы (с поверхности Земли такие наблюдения невозможны, поскольку земная атмосфера полностью поглощает рентгеновское излучение), было установлено, что временами на Солнце образуются громадные области, протяженностью в сотни тыс. км, где силовые линии общего магнитного поля Солнца, напоминающего магнитное поле Земли, попросту разорваны. Это приводит к тому, что заряженным частицам здесь значительно легче покидать Солнце, чем в областях с регулярным магнитным полем. Такие области, откуда непрерывно вытекают высокоскоростные потоки солнечного ветра, получили название «корональные дыры». Обычно они «живут» в течение нескольких оборотов Солнца (2, 3 и более месяцев) и на каждом обороте обязательно вызывают магнитные бури.
Какое же воздействие оказывают магнитные бури на человека? Еще в 30-х гг. двадцатого столетия в Ницце (Франция) случайно было замечено, что частота инфарктов миокарда и инсультов у пожилых людей резко возрастала в дни, когда в работе местной телефонной станции наблюдались сильные нарушения вплоть до полного прекращения связи. Впоследствии было установлено, что нарушения телефонной связи происходят во время магнитных бурь. На этом основании и был сделан вывод, что инфаркты и инсульты, как и сами срывы телефонной сети, связаны с магнитными бурями. Острые споры вызывал в свое время вопрос о влиянии солнечной активности на возникновение несчастных случаев и травматизма на транспорте и в производстве. На это впервые указал еще в 1928 г. А.Л. Чижевский, а в 50-х гг. XX в. немецкие ученые Р. Рейтер и К. Вернер, из анализа около 100 тыс. автокатастроф, установили их резкое увеличение на второй день после солнечной вспышки. Позже российский судебный медик из Томска В.П. Десятое обнаружил резкое возрастание числа самоубийств (в 4 5 раз по сравнению с днями спокойного Солнца) также на вторые сутки после вспышки на Солнце. А это как раз соответствует началу магнитных бурь.
Магнитные бури нередко сопровождаются головными болями, мигренями, учащенным сердцебиением, бессонницей, плохим самочувствием, пониженным жизненным тонусом, перепадами давления. Почему появляются головные боли, головокружения и боли в суставах? Установлено, что во время магнитной бури образуются агрегаты кровеносных телец (у здоровых людей в меньшей степени), то есть кровь густеет. Из-за такого сгущения крови ухудшается кислородный обмен, и первые, кто реагирует на нехватку кислорода это мозг и нервные окончания.
Большинство людей никак не связаны со спокойной геомагнитной обстановкой, но на магнитные бури реагируют сходно и массово от 50 до 75% населения земного шара. Момент начала стрессовой реакции может сдвигаться относительно начала бури на разные сроки для различных бурь для конкретного человека. Обращает на себя внимание, что многие люди начинают реагировать не на сами магнитные бури, а за 1-2 дня до них, тое есть в момент вспышек на самом Солнце.
Создается впечатление, что существует некий информационный сигнал оповещения о предстоящей магнитной буре, связанный с какими-то характеристиками возмущающего солнечного излучения. Еще одна особенность - 50% населения способна к адаптации, то есть к уменьшению до нуля реакции на подряд идущие друг за другом несколько магнитных бурь с интервалом 6-7 дней.
Как находят рыбы, киты и дельфины путь в океане, а перелетные птицы в небе? Они ориентируются по магнитному полю. В нервные окончания пчел, птиц, дельфинов, саламандр и других животных «вмонтированы» естественные магниты - зерна магнетита Fe3O4. Во время бурь стрелку «компаса» начинает лихорадить. Для животных это огромный риск - не найти дорогу домой. Есть версия, что «магнитик» остался и у людей, мы просто разучились им пользоваться. Но, когда магнитное поле неспокойно, «компас» по старой памяти сигналит: SOS! Исследователи из Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН выдвинули гипотезу о том, что мы реагируем не на саму бурю, а на этот сигнал - предупреждение о возможной опасности. Организм впадает в стресс, мобилизует все силы для борьбы. Так что метеозависимость - один из способов борьбы за выживание.
Ученые из Полярного геофизического института Кольского научного центра РАН, выяснили, что, так или иначе на магнитные бури реагируют 60 процентов людей. В Московской медицинской академии им. Сеченова обнаружили, что магнитные бури у кардиологических больных подавляют выработку меланина - гормона, который «работает» антиоксидантом, укрепляет иммунитет и отвечает за суточные биоритмы. Недостаток меланина может привести к серьезным поломкам в организме.
Специалисты Объединенного института физики Земли им. О.Ю.Шмидта РАН предположили, что магнитные бури также обладают достаточной силой, чтобы встряхнуть земную кору. Чтобы проверить гипотезу, они сопоставили более 14 тыс. колебаний земной коры ощутимой силы, которые были зарегистрированы с 1975 года в Казахстане и Киргизии, и примерно 350 внезапных магнитных бурь, отмеченных за тот же срок мировой сетью геомагнитных наблюдений. Расчеты показали, что наибольшее число землетрясений в Казахстане и Киргизии происходило спустя несколько суток после начала магнитной бури. Как правило, число землетрясений после магнитных бурь заметно возрастало. Но были и районы, где наблюдалась противоположная закономерность. Поэтому ученые склоняются к мнению, что магнитная буря выполняет для землетрясения роль спускового крючка, или триггера. В будущих полевых и лабораторных работах геофизики надеются прояснить физическую природу этого эффекта.
Выполненное российскими учеными исследование подтвердило отрицательное влияние магнитных бурь на состояние здоровья пациентов, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Они ухудшают состояние людей с патологией сердечно-сосудистой системы. Исследование, о котором идет речь, было выполнено специалистами Российского Университета дружбы народов и Института космических исследований при поддержке американского агентства NASA. С помощью электронной микроскопии оценивалась зависимость состояния кардиомиоцитов кроликов от нестабильности магнитного поля Земли. Оказалось, что во время магнитных бурь увеличивается вязкость крови, развивается состояние гиперкоагуляции, повышаются местная концентрация адреналина и выраженность тканевого отека. Кроме того, было установлено, что из 89 тысяч случаев инфаркта миокарда, зарегистрированных в московских больницах за трехлетний период, 13% были связаны с магнитными бурями. Ученые даже предложили оборудовать машины скорой помощи специальными приборами, реагирующими на возмущение магнитного поля Земли. Как правило, магнитные бури отмечаются 2-3 раза в месяц, несколько чаще в странах, удаленных от экватора. Считается, что у здоровых людей во время магнитных бурь самочувствие не меняется.
Кроме индивидуального воздействия на человека солнечная активность влияет на человечество в целом. И оно, как единый организм, повинуясь космическим ритмам, меняет свое поведение. К сожалению современных мне работ на эту тему я пока не нашла; поэтому, хочу закончить свое исследование большой цитатой из работы Александра Леонидовича Чижевского, выдающегося российского биофизика, основоположника гелиобиологии, «Физические факторы исторического процесса», написанной еще в 1922 году: «Течение всемирно-исторического процесса составляется из непрерывного ряда циклов, занимающих промежуток времени, равный, в среднем арифметическом, 11 годам, и синхроничных в степени своей активности периодической пятнообразовательной активности Солнца.Каждый цикл имеет следующие историко-психологические особенности:
1) в средних точках течения цикла массовая деятельность человечества на всей поверхности Земли, при наличии в человеческих сообществах экономических, политических или военных возбуждающих факторов, достигает максимального напряжения, выражающегося в психомоторных пандемиях: революциях, восстаниях, войнах, походах, переселениях, создающих новые формации в жизни отдельных государств и новые исторические эпохи в жизни человечества, и сопровождающихся интеграцией масс, выявлением их активности и правлением большинства.
2) В крайних точках течения цикла напряжение общечеловеческой деятельности военного или политического характера понижается до минимального предела, уступая место созидательной деятельности и сопровождаясь всеобщим упадком политического или военного энтузиазма, миром и успокоенною творческою работою в области организации государственных устоев, международных отношений, науки и искусства при дезинтеграции и депрессии масс и усилении абсолютистских тенденций власти.
Чрезвычайно важным и в чисто научном и в практическом отношении является установление того факта, что исторические и общественные явления наступают не произвольно, не когда угодно, не безразлично по отношению ко времени, а подчиняются физическим законам в связи с физическими явлениями окружающего нас мира и могут возникнуть только тогда, когда этому будет благоприятствовать вся сложная совокупность взаимодействия политике экономических и других факторов в мире человеческом и физических факторов в мире неорганической природы. Благодаря закономерности, которой подчинено течение событий во времени, всякое явление в жизни отдельных сообществ или в международной жизни всего человечества, получает известное о6ъяснение, возвышающее историю до степени точных дисциплин, наделенных законами.
Обосновываемая нами теория зависимости поведения масс от космического влияния представляет из себя вывод из главных положений современной биофизики и может служить некоторым подтверждением их. Замечательные успехи этой науки в области изучения высшей нервной деятельности путем физико-математического анализа заставляют предполагать, что человек, всем своим существом, должен находиться под воздействием мощных космических и геофизических факторов. Еще со времени древних халдейских мыслителей закономерность была возведена в основу мирового процесса, и современная наука с каждым своим движением вперед лишь подтверждает это философское воззрение древности.
refleader.ru
Такие явления природы как торнадо, цунами, ураганы, землетрясения появляются внезапно, оставляя за собой разрушения и человеческие жертвы. Магнитные бури – совсем другое дело, они бывают настолько часто, что люди попросту не принимают их всерьёз. И напрасно. Так как они оставляют после себя не менее серьёзные последствия. Ещё в древности моряки называли пятна на Солнце кознями дьявола, именно в эти периоды они становились заложниками стихии, компас становился непригодным для навигации, и моряки не знали: в каком направлении плыть. И именно такое явление называется магнитной бурей.
До того как поговорить о самой сущности магнитных бурь, вспомним историю самого магнита. Намагниченное железо в качестве компасной стрелки применяли ещё в Китае в 1100 году, подвесив намагниченную стрелку на тонкую нить, она ориентировалась в направлении север-юг.
Благодаря Марко Поло в 1260 году о магните узнали и в Европе, а Иоанн Жира в 1300 году соорудил первый магнитный компас, что облегчило навигацию мореплавателям. Известен труд, опубликованный придворным врачом Елизаветы I в 1600 году «О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле. Новая физиология, доказанная множеством аргументов и опытов», где были описаны свойства магнита и земного магнетизма. Он одним из первых понял, что Земля – огромный магнит. В 1701 году Эдмундом Галлеем была опубликована первая карта геомагнитного поля.
В середине XVIII века была найдена взаимосвязь между полярным сиянием и магнитными бурями, в то же время французский астроном Лемонт отметил, что чем больше на Солнце пятен, тем интенсивнее частота магнитных бурь. Это открытие стало первым, которое подтвердило взаимосвязь между солнечной активностью и земными явлениями.
В начале XX века российский учёный Александр Чижевский высказал идею о том, как влияет солнечная активность на живые существа и социальные процессы, но тогда её сочли мистической. Только с 1932 года в Великобритании начались регулярные наблюдения на ионосферной станции, а в 40-ых годах в США и СССР. Начиная с 1957 года и поныне, Институт физики Земли непрерывно записывает биение магнитного сердца Земли и всей магнитосферы Солнца. В настоящее время учёным известно, что собой представляет солнечно-земная взаимосвязь, приводящая к магнитным бурям. Земля представляет собой огромное магнитное поле, точно в её центре расположен гигантский магнит, природа магнетизма до конца не выяснена, впрочем, как и происхождение самой Земли.
Не все планеты Солнечной системы наделены магнитным полем, только Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран могут «похвастаться» ими. Тем не менее, магнитные бури зависят не от самой Земли, а от воздействия на неё Солнца, которое представляет собой кипящий атомный котёл. Температура верхних слоёв атмосферы Солнца достигает миллиона градусов, таким образом, атомы водорода и гелия движутся с колоссальной скоростью и выбивают друг у друга электроны. Из-за многочисленных столкновений некоторые частицы получают настолько большие скорости, что преодолевают притяжение Солнца и уходят в космос. Такие потоки плазмы, движущиеся со скоростью 300 км/с называют «солнечным ветром».
Однако, порой скорость «солнечного ветра» превышает 1000 км/с, и тогда, попадая в атмосферу Земли, он нарушает равновесие геомагнитной обстановки на ней: напряжённость магнитного поля Земли увеличивается и приводит к магнитным бурям. Магнитные бури случаются нередко, около 2-4 раз в месяц, и наука может предсказать появление магнитной бури за 1-2 дня до её начала. Учёные фиксируют вспышку на Солнце, затем отслеживают движение «солнечного ветра» к Земле.
Тем не менее, сделать долгосрочный прогноз наука не в состоянии. Иногда магнитные бури начинаются неожиданно и почти одновременно на всей Земле, а некоторые развиваются постепенно. Так как скорость «солнечного ветра» колеблется от 500 до 1000 км/с, то Земли он достигает примерно через два дня после вспышки на Солнце. За такое время частицы преодолеют расстояние в 150 млн. км. Полярное сияние, сопровождающее магнитную бурю, появится спустя 30-40 часов после вспышки на Солнце: «солнечный ветер» достигает верхних слоёв атмосферы. А поскольку Земля имеет своё магнитное поле, то заряженные частицы оказываются в «ловушке» и вынуждены двигаться по линиям магнитного поля в полярных областях, в результате чего, и появляется северное сияние. Поэтому наибольшее воздействие магнитная буря оказывает на приполярные районы.
Каково же воздействие магнитных бурь на организм человека? На этот счёт не существует единого мнения. Тем не менее, ещё в 30-ых годах прошлого века в Ницце возросла численность инсультов и инфарктов миокардов у пожилых людей одновременно с тем, когда на местной телефонной станции наблюдались нарушения, а то и вовсе пропадала связь. Затем было выяснено, что проблемы с телефонной связью, как и проблемы со здоровьем возникают во время магнитных бурь.
Вызвали разногласия и споры по поводу возникновения магнитных бурь и увеличения количества несчастных случаев и травматизма на производстве. На это ещё в 1928 году указал Чижевский, а немецкие учёные в 50-ых годах прошлого столетия, проанализировав 100 тыс. автокатастроф зафиксировали резкое их увеличение спустя два дня после вспышки на Солнце. Также российские судебные медики зафиксировали резкое увеличение количества самоубийств в 4-5 раз.
Очень часто магнитные бури сопровождаются учащённым сердцебиением, головными болями, бессонницей, болями в суставах и пониженным жизненным тонусом. Что способствует появлению таких симптомов? Дело в том, что образуются агрегаты кровяных телец, и кровь густеет во время магнитных бурь. В результате ухудшается кислородный обмен, мозг и нервные окончания первыми реагируют на нехватку кислорода в крови. Согласно статистике количество вызовов «неотложки» во время магнитных бурь возрастает на 15-20%. Около 50-75% населения Земли реагируют на магнитные бури. Момент начала стрессовой ситуации для каждого человека может сдвигаться на разные сроки относительно начала бури. Некоторые люди начинают реагировать на них в момент вспышек на Солнце.
Есть ещё одна интересная деталь: около половины населения Земли способно адаптироваться к магнитным бурям, и практически до нуля снизить чувствительность на идущие друг за другом магнитные бури с интервалом в 6-7 дней. Тем не менее, повод для сомнений ещё остаётся. Ведь с одной стороны найдена взаимосвязь между магнитными бурями и изменениями в организме, с другой стороны: величина изменения геомагнитного поля даже в самую сильную магнитную бурю очень мала по сравнению с другими «возмутителями» магнитного поля (в троллейбусе, в метро и у персонального компьютера), геомагнитное возмущение у которых в 10 раз больше. Увы, в настоящее время трудно избежать электромагнитного воздействия, ведь нас окружает огромное количество электроприборов.
И всё же, как удаётся магнитным бурям сохранять своё влияние на фоне более мощных искусственных магнитных полей? Пока на этот счёт существуют лишь догадки. Многие учёные склоняются к тому, что именно естественное магнитное поле и есть генератор ритмов, используемых живыми организмами для настройки своих колебаний, согласовывая их с ритмами среды. Также как человек сверяется с часами, чтобы спланировать свой день, также и организм сверяется с магнитным сердцем планеты и устанавливает свои физиологические процессы.
Тем самым, если уже в течение тысяч лет организм привык ориентироваться на естественное магнитное поле, то он делает это и сейчас, игнорируя более сильные искусственные магнитные поля. Магнитологи уверены, что каждый человек - это электромагнитное образование. Когда частота внешнего электромагнитного поля совпадает с частотой биоритмов человека, начинаются резонансные явления. Здоровый организм способен выдержать такие перегрузки: голова поболит и пройдёт.
Если же человеческий организм истощён болезнями, то он даст сбой. Поэтому магнитные бури не вызывают каких-то новых недомоганий, они проявляют лишь те, которые существовали в организме. Учёные считают, что нет оснований опасаться магнитных бурь, ведь они происходят так часто. К тому же даже самое благоприятное воздействие не происходит без нагрузок на организм. Проявляя заботу об организме, мы не только хотим уменьшить последствия солнечного влияния, но и улучшить работоспособность, внимание и память. Если не удалось избавиться от проблем, то понадобится помощь, к примеру, кому помогал корвалол в отсутствие магнитных бурь, тому он поможет и в данный момент.
Помимо этого, учёные прогнозируют и самую глобальную магнитную бурю, которая обозначится сменой полюсов, ведь, как известно, магнитное поле Земли менялось не раз. И смена магнитных полюсов – это длительный геологический процесс, на который уйдут тысячелетия. Как утверждают учёные, смена магнитных полюсов произойдёт очень скоро, однако не завтра или послезавтра, а через 1000 либо 2000 лет. Поэтому скоро грянет магнитная буря.
www.referatmix.ru
МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №9
Тема: «Влияние магнитных бурь на здоровье человека»
Научно – исследовательская работа по физике
Ф.И.О. авторов:
Костюкова Анастасия Александровна.10 кл.
Титовская Алла Викторовна.10 кл.
Черепова Наталья Сергеевна.10 кл.
Научный руководитель: Кудашева Галина Алексеевна
учитель физики
2011 г.
Содержание
Введение ………………………………………………………………..3
Глава 1………………………………………………………………..4
1.1 Магнитное поле………………………………………………….4-6 1.2 Магнитное поле Земли…………………………………………7-8 1.3 Магнитная буря………………………………………………….9-12 Глава 2………………………………………………………………..13
2.1 Влияние магнитных бурь на здоровье человека……………....13-14
2.2 Результаты произведённых исследований…………………….15-18
Заключение…………………………………………………………………19 Список литературы……………………………………………………...…20
Введение.
Мы часто удивляемся - как дельфины находят путь в океане, а птицы в небе? Они ориентируются по магнитному полю. В нервные окончания пчел, птиц, дельфинов, саламандр и других животных «вмонтированы» естественные магниты - зерна магнетита Fe3O4. Во время бурь стрелку «компаса» начинает лихорадить. Для животных это огромный риск - не найти дорогу домой. Есть версия, что «магнитик» остался и у людей, мы просто разучились им пользоваться. Но, когда магнитное поле неспокойно, «компас» по старой памяти сигналит: SOS! Существует гипотеза: мы реагируем не на саму бурю, а на этот сигнал - предупреждение о возможной опасности. Организм впадает в стресс, мобилизует все силы для борьбы. Так что метеозависимость - один из способов борьбы за выживание!
Нам проблема показалось интересной, и мы решили исследовать магнитные бури.
Тема проекта: «Влияние магнитных бурь на здоровье человека»
Цель работы: изучить магнитное поле Земли, выяснить, как Солнце влияет на здоровье человека. Объяснить причины возникновения магнитных бурь и влияния их на здоровье человека.
Методы исследования: аналитический, практические, экспериментальный, метод сравнения.
При выполнении работы мы поставили следующие задачи:
Актуальность и практическая значимость темы:
Объект исследования магнитное поле, солнечный ветер.
Магнитное поле.
В 1600 г. Уильям Гильберт, врач английский королевы Елизаветы 1, предположил, что Земля является большим естественным магнитом, а стрелки компаса (подобно иголкам в опыте Перегрина) указывают направление к его полюсам. Почти через 50 лет Рене Декарт обнаружил, что постоянный магнит действует на мельчайшие железные опилки, насыпанные вокруг него, подобно Земле, ориентирующей магнитную стрелку компаса. Тем самым он показал, что в пространстве существует магнитное взаимодействие (поле).
Линии, образуемые магнитными стрелками или железными опилками в магнитном поле, стали называть силовыми линиями магнитного поля. На протяжении более четырех тысячелетий единственным практически используемым источником магнетизма был магнитный железняк. Вплоть до начала 19 в. электричество и магнетизм считались физическими взаимодействиями, не связанными друг с другом.
Электрическое и магнитное поля тесно связаны между собой. В природе существует единое электромагнитное поле, а чисто электрическое и чисто магнитное поля являются лишь его частными случаями. Простейший опыт, обнаруживающий эту связь, таков. Возьмем два постоянных магнита и будем сближать или удалять их полюсы. При этом в пространстве между полюсами магнитное поле, разумеется, будет меняться. Оказывается, это переменное магнитное поле обладает свойством создавать (индуктировать) электрическое поле. Существование последнего можно обнаружить с помощью чувствительного прибора. Линии напряженности этого электрического поля коренным образом отличаются от линий поля, создаваемого электрическими зарядами. Эти линии нигде не начинаются и нигде не кончаются ─ они замкнуты. Итак, переменное магнитное поле создает электрическое. Но электрическое поле оказывает магнитному такую же услугу. Переменное электрическое поле двух сближаемых или удаляемых электрических зарядов создает магнитное поле. Пока оба поля постоянны, они не имеют между собой ничего общего. Однако переменные электрическое и магнитное поля индуктируют друг друга и тем самым выдают свое родство.
История вопроса.
Взаимное индуктирование электрического и магнитного полей было открыто двумя великими учеными 19 века Фарадеем и Максвеллом.
В 1831 г. Фарадей сделал крупнейшее открытие, заключающееся в том, что электрическое поле может быть создано не только электрическими зарядами, а и переменным магнитным полем (явление электромагнитной индукции Фарадея). Вдвигая магнит в кольцевой проводник (еще лучше─ в катушку), присоединенный к достаточно чувствительному гальванометру, мы обнаружим появление электрического тока. Ток в цепи идет оттого, что в проводнике появилась сила, действующая на заряды, заставляющая их перемещаться по проводнику. Такой силой является возникшее вихревое электрическое поле. Силовые линии этого поля замкнуты, часть их расположена вне проводника, часть─ внутри.
Одновременно с Фарадеем связь между электрическим и магнитным полями исследовали и другие ученые. Один из них, по-видимому, для того, чтобы гальванометр не подвергался тряске, вынес его в другую комнату. Вдвигая магнит в катушку, он затем шел в соседнюю комнату смотреть, отклонилась ли стрелка гальванометра.
Опыт Эрстеда.
Впервые взаимосвязь электричества и магнетизма зафиксирована в 1735 г. в одном из научных лондонских журналов. В статье отмечалось, что в результате удара молнии в комнате были разбросаны в разные стороны и сильно намагничены ножи и вилки. Это сообщение свидетельствовало о магнитном взаимодействии электрического разряда или тока на металлические предметы.
Однако разгадка взаимосвязи электричества и магнетизма пришла лишь после того, как исследователи научились получать электрический ток.
В 1820 г. было сделано одно из важнейших открытий в истории физики, когда Ханс Эрстед, профессор Копенгагенского университета, демонстрировал на лекции студентам нагревание проводника электрическим током. Эрстед обратил внимание на то, что стрелка компаса, случайно оказавшегося на столе под проводником, располагается в отсутствие тока параллельно проводнику, а при включении тока отклоняется почти перпендикулярно проводнику. Изменение направления тока сопровождалось аналогичным отклонением, но только в противоположную сторону. Таким образом, было показано, что электрический ток воздействует на магнитную стрелку.
Опыт Эрстеда явился прямым доказательством взаимосвязи электричества и магнетизма: электрический ток оказывает магнитное действие. Покоящиеся заряды на магнитную стрелку не действуют. Следовательно, магнитное поле порождается движущимися зарядами.
В плоскости, перпендикулярной проводнику с током, железные опилки и магнитные стрелки располагаются по касательным к концентрическим окружностям. Пространственная ориентация опилок и стрелок изменяется на противоположную при изменении направления тока в проводнике.
Следовательно, в пространстве, окружающем электрический ток, возникает поле, называемое магнитным.
Линии магнитной индукции. Подобно линиям напряженности электрического поля, вводятся линии магнитной индукции, дающие наглядную картину магнитного поля.
Линии магнитной индукции ─ линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции в этой точке.
Линии магнитной индукции всегда замкнуты: они не имеют начала и конца. Это означает, что магнитное поле не имеет источников: магнитных зарядов не существует.
Магнитное поле ─ вихревое поле, т.е. поле с замкнутыми линиями магнитной индукции.
Северный полюс магнита─ полюс, из которого выходят линии магнитной индукции.
Южный полюс магнита─ полюс, в который входят линии магнитной индукции.
Магнитное поле Земли.
Со времен глубокой древности известно, что магнитная стрелка, свободно вращающаяся вокруг вертикальной оси (в отсутствие вблизи нее магнитов и электрических токов), всегда устанавливается в данном месте земли в определенном направлении. Этот факт объясняется тем, что вокруг земли существует магнитное поле.
Магнитная стрелка устанавливается вдоль линий магнитного поля Земли.
Известно, что при приближении к северному географическому полюсу Земли линии магнитного поля Земли все больше и больше наклоняются к горизонту и около 750 северной широты и 990 западной долготы становятся вертикальными, входя в Землю. Здесь в настоящее время находится южный магнитный полюс Земли. Он удален от северного географического полюса приблизительно на 2100км.
Северный магнитный полюс Земли находится вблизи южного географического полюса, а именно на 66,50 южной широты и 1400 восточной долготы. Здесь линии магнитного поля Земли выходят из земли. Таким образом, магнитные полюсы Земли не совпадают с ее географическими полюсами.
Есть достаточно убедительные аргументы в пользу того, что за последние 170млн лет 300 раз происходил обмен местами полюсов Земли. Последний раз такой обмен произошел около 30000 лет назад.
Магнитное поле Земли достаточно велико (около 5·10-5 Тл). С удалением от Земли индукция магнитного поля ослабевает.
Исследование околоземного пространства космическими аппаратами показало, что наша планета окружена мощным радиационным поясом, состоящим из быстро движущихся заряженных элементарных частиц- протонов и электронов. Его называют также поясом частиц высоких энергий.
Внутренняя часть пояса простирается примерно на 500-5000 км от поверхности Земли. Внешняя часть радиационного пояса находится на высоте от 1 до 5 радиусов Земли и состоит в основном из электронов с энергией в десятки тысяч электрон-вольт – в 10 раз меньшей, чем энергия частиц внутреннего пояса.
Частицы, образующие радиационный пояс, вероятно, захватываются земным магнитным полем из числа частиц, непрерывно выбрасываемых Солнцем. Особенно мощные потоки частиц рождаются при взрывных явлениях на Солнце - так называемых вспышках. Поток солнечных частиц движется со скоростью 400-1000 км/с и достигает Земли примерно через 1-2 дня после того, как на солнце произошла породившая его вспышка горячих газов. Такой усиленный корпускулярный поток возмущает магнитное поле Земли. Быстро и сильно меняются характеристики магнитного поля, что называется магнитной бурей. Стрелка компаса колеблется. Возникает возмущение ионосферы, нарушающее радиосвязь, происходят полярные сияния.
Полярные сияния разной формы и окраски возникают на высотах от 80 до 1000 км. Их образование связано с тем, что в полярных областях частицы, двигаясь вдоль линий индукции магнитного поля, которые там почти перпендикулярны поверхности, проникают в атмосферу. Частицы бомбардируют молекулы воздуха, ионизуют их и возбуждают свечение, как поток электронов в вакуумной трубке М.В. Ломоносов первым высказал догадку о том, что полярные сияния имеют электрическую природу. Цветовые оттенки полярного сияния обусловлены свечением различных газов атмосферы.
Мы выяснили, что на Земле и в ее атмосфере происходят разнообразные процессы,
многие, из которых связаны с Солнцем, отстоящим от нас на 150 млн. км, т.е. Земля не изолирована от космоса.
Магнитная буря.
Магнитная буря - возмущение геомагнитного поля длительностью от нескольких часов до нескольких суток, вызванное поступлением в окрестности Земли возмущённых высокоскоростных потоков солнечного ветра и связанной с ними ударной волны.
Солнечный газ, обволакивая Землю, сжимает ее магнитное поле и, следовательно, увеличивает его интенсивность. Рост магнитного поля в начальной фазе магнитной бури происходит как следствие этого эффекта. Некоторые из солнечных частиц захватываются земным магнитным полем на расстоянии более 40 000 км от Земли. Когда движение заряженной частицы в магнитном поле ориентировано косо по отношению к магнитной силовой линии, она перемещается по спирали вокруг этой линии. По мере того, как она вторгается в область с интенсивным магнитным полем, составляющая ее скорости, параллельная вектору напряженности поля, постепенно уменьшается, а скорость вращения возрастает, при этом общая скорость остается постоянной. Когда параллельная полю составляющая скорости становится нулевой, частица как бы отражается и начинает двигаться назад вдоль силовой линии, продолжая спиралевидное вращение вокруг нее (точка, где происходит отражение, называется «точкой магнитного зеркала», по аналогии с обычным оптическим зеркалом, отражающим свет). Таким образом, захваченные магнитным полем заряженные частицы, вращаясь по спирали вокруг силовых линий, колеблются между двумя зеркальными точками, одна из которых расположена в северном, а другая – в южном полушарии.
Магнитное поле ослабевает с увеличением расстояния от Земли, из-за чего увеличивается радиус кривизны спирального движения частиц вокруг силовых линий на внешней части траектории. К тому же магнитные силовые линии выгнуты наружу, поэтому колеблющиеся вдоль них частицы испытывают центробежное ускорение, направленное от Земли, что способствует увеличению радиуса кривизны траектории частицы в ее части, более удаленной от Земли по сравнению с более близкой к Земле. А поскольку протоны и электроны вращаются вокруг магнитных силовых линий в противоположных направлениях, эти эффекты вызывают дрейф протонов в западном направлении, а электронов – в восточном.
Суммарная скорость дрейфа зависит от энергии частицы и угла, образованного вектором ее скорости с силовой линией, когда частица пересекает экватор. Эти два фактора лежат в некотором диапазоне, поэтому частицы имеют различные скорости дрейфа и, захваченные земным магнитным полем, быстро распределяются, формируя оболочку вокруг Земли. Западный дрейф протонов и восточный дрейф электронов есть не что иное, как электрический ток, «размазанный» по оболочке. Этот ток, имеющий повсюду западное направление, генерирует магнитное поле, направленное так, что оно ослабляет магнитное поле Земли. Этим можно объяснить особенности главной фазы магнитной бури.
Геомагнитные бури имеют несимметричный по времени характер развития: в среднем фаза нарастания возмущения (главная фаза бури) составляет около 7 часов, а фаза возвращения к исходному состоянию (фаза восстановления) – около 3 суток.
Интенсивность геомагнитной бури обычно описывается индексами Dst и Kp. С ростом интенсивности бури индекс Dst уменьшается. Так, умеренные бури характеризуются Dst от −50 до −100 нТл, сильные — от −100 до −200 нТл и экстремальные — ниже −200 нТл.
Следует отметить, что во время магнитной бури возмущения магнитного поля на поверхности Земли имеют величину менее или порядка 1 % от величины стационарного геомагнитного поля, так как последнее варьируется от 0,34 э у экватора до 0,66 э у полюсов Земли, то есть приблизительно равно (30-70)×103 нТл.
Частота появления умеренных и сильных бурь на Земле имеет четкую корреляцию с 11-летним циклом солнечной активности: при средней частоте около 30 бурь в год их число может составлять 1-2 бури в год вблизи солнечного минимума и достигать 50 бурь в год вблизи солнечного максимума. Это означает, что в годы солнечного максимума человечество до 50% времени года живет в условиях умеренных и сильных бурь, а за свою 75-летнюю жизнь среднестатистический человек проживает в условиях умеренных и сильных бурь в общей сложности 2250 бурь или около 15 лет. Распределение геомагнитных бурь по их интенсивности имеет в области высоких интенсивностей быстро спадающий характер, и поэтому экстремально сильных магнитных бурь за историю их измерения было сравнительно мало.
Мощнейшей геомагнитной бурей за всю историю наблюдений была геомагнитная буря 1859 года («событие Кэррингтона»).
За последние 25 лет XX столетия (1976—2000 годы) было зарегистрировано 798 магнитных бурь с Dst ниже −50 нТл, а за последние 55 лет (с 1 января 1957 года по 25 сентября 2011 года) наиболее сильными бурями с Dst ниже −400 нТл были события 13 сентября 1957 года (Dst = −427 нТл), 11 февраля 1958 (Dst = −426 нТл), 15 июля 1959 (-429 нТл), 13 марта 1989 (-589 нТл) и 20 ноября 2003 (-472 нТл).
K-индекс — это отклонение магнитного поля Земли от нормы в течение трехчасового интервала. Индекс был введен Дж. Бартельсом в 1938 г. и представляет собой значения от 0 до 9 для каждого трехчасового интервала (0-3, 3-6, 6-9 и т.д.) мирового времени.
Kp-индекс — это планетарный индекс. Kp вычисляется как среднее значение К-индексов, определенных на 13 геомагнитных обсерваториях, расположенных между 44 и 60 градусами северной и южной геомагнитных широт. Его диапазон также от 0 до 9.
G-индекс — пятибалльная шкала силы магнитных бурь, которая была введена Национальным управлением океанических и атмосферных исследований США (NOAA) в ноябре 1999 года. G-индекс характеризует интенсивность геомагнитного шторма по воздействию вариаций магнитного поля Земли на людей, животных, электротехнику, связь, навигацию и т.д. По этой шкале магнитные бури подразделяются на уровни от G1 (слабые бури) до G5 (экстремально сильные бури). G-индекс соответствует Kp минус 4; то есть G1 соответствует Kp=5, G2 — Kp=6, G5 — Kp=9.
Геомагнитные вариации.
Изменение магнитного поля Земли во времени под действием различных факторов называются геомагнитными вариациями. Разность между наблюдаемой величиной напряженности магнитного поля и средним ее значением за какой-либо длительный промежуток времени, например, месяц или год, называется геомагнитной вариацией. Согласно наблюдениям, геомагнитные вариации непрерывно изменяются во времени, причем такие изменения часто носят периодический характер.
Суточные вариации.
Суточные вариации геомагнитного поля возникают регулярно в основном за счет токов в ионосфере Земли, вызванных изменениями освещенности земной ионосферы Солнцем в течение суток.
Нерегулярные вариации.
Нерегулярные вариации магнитного поля возникают вследствие воздействия потока солнечной плазмы (солнечного ветра) на магнитосферу Земли, а так же изменений внутри магнитосферы и взаимодействия магнитосферы с ионосферой.
27-дневные вариации.
27-дневные вариации существуют как тенденция к повторению увеличения геомагнитной активности через каждые 27 дней, соответствующих периоду вращения Солнца относительно земного наблюдателя. Эта закономерность связана с существованием долгоживущих активных областей на Солнце, наблюдаемых в течении нескольких оборотов Солнца. Эта закономерность проявляется в виде 27-дневной повторяемости магнитной активности и магнитных бурь.
Сезонные вариации.
Сезонные вариации магнитной активности уверенно выявляются на основании среднемесячных данных о магнитной активности, полученных путем обработки наблюдений за несколько лет. Их амплитуда увеличивается с ростом общей магнитной активности. Найдено, что сезонные вариации магнитной активности имеют два максимума, соответствующие периодам равноденствий, и два минимума, соответствующие периодам солнцестояний. Причиной этих вариаций является образование активных областей на Солнце, которые группируются в зонах от 10 до 30° северной и южной гелиографических широт. Поэтому в периоды равноденствий, когда плоскости земного и солнечного экваторов совпадают, Земля наиболее подвержена действию активных областей на Солнце.
11-летние вариации.
Наиболее ярко связь между солнечной активностью и магнитной активностью проявляется при сопоставлении длинных рядов наблюдений, кратных 11 летним периодам солнечной активности. Наиболее известной мерой солнечной активности является число солнечных пятен. Найдено, что в годы максимального количества солнечных пятен магнитная активность также достигает наибольшей величины, однако возрастание магнитной активности несколько запаздывает по отношению к росту солнечной, так что в среднем это запаздывание составляет один год.
nsportal.ru
<span Times New Roman",«serif»;mso-bidi-font-family:«Courier New»">Земноемагнитное поле служит для всего живого экраном от солнечной радиации. Онопредставляет собой каплевидную полость в потокенепрерывно распространяющихся от Солнца заряженных частиц — солнечного ветра.Полость заполнена плазмой и называется магнитосферой. Она поджата со стороныСолнца и вытянута в противоположную сторону вплоть до лунной орбиты, образуясвоеобразный хвост.
<span Times New Roman",«serif»;mso-bidi-font-family:«Courier New»">Приспокойном состоянии Солнца параметры солнечного ветра постоянны, и магнитосфераостается стабильной. Когда происходит солнечная вспышка, усиливается потоксолнечного ветра, изменяется направление межпланетного магнитного поля инарушается режим взаимодействия между солнечным ветром и магнитосферой. Врезультате в последней развивается комплекс геофизических явлений.
Во время вспышек на Солнце происходит выделениеогромного количества энергии (до 10 33 эрг и более), запасаемой вмагнитных полях в виде токовых систем. Заряженные частицы (электроны,протоны, ядра) ускоряются до высоких энергий (электроны до ультрарелятивистскихэнергий, более 200 кэВ, протоны до 10-100 МэВ и в очень редких случаях до1-10 ГэВ). <span Times New Roman",«serif»;mso-bidi-font-family: «Courier New»">Прежде всего, в магнитосфере возрастает электрическое поле иувеличивается скорость переноса плазмы из ее хвостовой части в глубинныеобласти. Вокруг Земли на расстоянии нескольких земных радиусов образуетсяусиленный кольцевой ток, который вызывает глобальные изменения геомагнитногополя, проявляющиеся как буря. Сила кольцевого тока достигает 10 млн ампер.Энергия, реализующаяся во время средней магнитной бури продолжительностью додвадцати часов, составляет около 10 в шестнадцатой степени Дж, что эквивалентноэнергии, вырабатываемой Красноярской ГЭС за месяц работы. Одновременнопроисходят импульсные выбросы магнитосферной плазмы в ионосферу Земли.Визуальное проявление этого процесса — полярные сияния.
<span Times New Roman",«serif»;mso-bidi-font-family:«Courier New»">Всилу особенностей структуры магнитосферы полярные сияния чаще появляются ввысоких широтах, откуда и пошло их название. Но при больших магнитных буряхобласть их возникновения смещается в сторону экватора. Однако такие бури достаточноредки, и жителям средних широт на этот раз повезло — природа предоставила имуникальную возможность полюбоваться оптическими проявлениями космическойстихии.
Аналогичные солнечным вспышкам мощные процессы выделения энергии происходят и наудаленных от нас звездах, но только на Солнце мы можем в деталях изучить физикувспышек и понять их механизм. Исследование солнечных вспышек на спутникеосуществляется комплексом научных приборов, который регистрирует вспышечное излучение в широкомдиапазоне энергий с высоким временным и спектральным разрешением. Совокупностьэтих наблюдений и измерений, которые выполняются приборами спутника по солнечным космическим лучам,позволит лучше понять механизмы ускорительного процесса частиц в солнечных вспышках, одного из наиболеемощных в Солнечной системе и наиболее близкого во Вселенной.
Исследования влияния магнитных бурь наздоровье человека продолжаются. В принципе должно быть понятно, что есличеловеческий организм привык постоянно находиться в определенном магнитномполе, то при его резком увеличении какие-то внутренние процессы организмаизменят свой привычный ход. Всем хорошо известно, что электромагнитные полякомпьютеров, бытовых приборов, силовых установок неблагоприятно влияют начеловека. Магнитная буря — это усиление напряженности поля не где-то дома илина рабочем месте, а практически по всему земному шару.
Человеческий организм довольно«гибкий»: он может постепенно приспособиться к самым различнымусловиям окружающей среды. Но если изменения среды происходят внезапно, топодстроиться удается не всегда, начинают давать сбой некоторые органы, ихритмика.
Магнитные бури, перепадыатмосферного давления, смена температур оказывают неблагоприятное действие наздоровье людей. Большое число людей чувствует предстоящее изменение погоды.Накануне люди с ослабленным здоровьем испытывают боли в суставах, сердце,головную боль, плохо спят и т.д.
СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ И КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМЫ
Во время магнитных бурьнаблюдается ухудшение состояния больных, страдающих сердечно-сосудистымизаболеваниями, повышается артериальное давление, ухудтшаетсякоронарное кровообращение. Магнитные бури вызывают в организме человека,страдающего заболеваниями сердечно-сосудистой системы, обострения (инфарктмиокарда, инсульт, гипертонический криз и т.д.). Сейчас, когда мы заранееузнаем время наступления магнитных бурь, то можем заранее предупредить этиобострения. Чтобы уберечь организм человека от ухудшения здоровья, нужно еще донаступления неблагоприятной погоды любыми способами укреплять здоровье. Этодостигается не только медикаментозными средствами.
ОРГАНЫ ДЫХАНИЯ
Магнитные бури оказываютнеблагоприятное влияние на больных, страдающих заболеваниями органов дыхания.Под действием магнитных бурь изменяются биоритмы. Состояние одних больныхухудшается до магнитных бурь, а других — после. Приспосабливаемостьтаких больных к условиям магнитных бурь очень мала.
ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
Во время магнитных бурьнаблюдается ухудшение состояния людей, страдающих психическими заболеваниями.Увеличивается число несчастных случаев и травматизма на транспорте. Центральнаяи вегетативная нервные системы очень чувствительны к геофизическим явлениям.
И ДРУГИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
Чем дальше на Север, теминтенсивнее возмущенность магнитного поля во время магнитных бурь. И чем дальшена Север, тем сильнее влияние на состояние здоровья людей в период магнитныхбурь. Возрастает число преждевременных родов, токсикозов, в этот периоднаибольшая заболеваемость раком, обострение глазных болезней.
Главное правило для того, чтобы сохранить здоровье состоит в том, чтобыповышать резервные возможности организма. Для того, чтобы не реагировать наметеоусловия, необходимо постоянно укреплять здоровье, для чего пользоваться нетолько медикаментозными средствами, но заниматься физкультурой, правильноорганизовать режим работы и отдыха, питание.
Больным, страдающимсердечно-сосудистыми заболеваниями, рекомендуется:
1) Во время магнитных бурь ограничить физическую нагрузку. 2) Увеличить дозировку лекарств, назначенных больньмврачами. 3) Подключить такие препараты, как: настойка валерианы, пустырника, пиона, седуксен, элениум. 4) Больным, страдающим нейроциркулярной дестонией,рекомендуется применение диуретиков. 5) В связи с повышением свертывающего потенциала крови и усиления функциитромбоцитов рекомендуется принимать дезагенеренты(аспирин, трентал, никотиновую кислоту). 6) В связи с тем, что во время магнитных бурь ускоряются процессы окисления,необходимо это компенсировать антиоксиднымипрепаратами (глютаминовой кислотой, аскорбиновой кислотой и т.д.).
Для предупреждения обостренийгипертонической болезни и ишемии сердца накануне неблагоприятных геофизическихи метеорологических дней рекомендуется:
1) В период магнитных бурь и в весенне-зимний и осенний периодыприменять валериану, пустырник, седуксен, мепробомат, триоксазин, тазепан и др. 2) Для усиления профилактической терапии лицам с выраженной дисфункциейгипоталамуса (вегетативно-сосудистые кризы) целесообразно использовать пирроксан, аминазин, бетаадреноблокаторы. 3) Больным с признаками циркулярной гипоксии мозга и цереброциркулярнойнедостаточности из-за шейного остеохондроза или атеросклероза во времямагнитных бурь следует использовать препараты, улучшающие кровообращение мозга(кавинтон, компламин, гизентал, эуфиллин, стугерон, циннаризин) в сочетаниис анальгином или амидопирином, горчичниками, легким массажем шейно-во-ротниковой зоны. 4) Больным, страдающим ишемической болезнью сердца, следует увеличить приемпролонгированных нитратов (нитронг, сустакфорте или нитросорбид) до5-7 раз в сутки, снижая дозу в спокойные дни до 1-2 раз.
www.ronl.ru
