Солнечная активность. Солнечно-земные связи

1. Солнечная активность. Солнечно-земные связи

к уроку
Астрономии
Солнечная активность.
Солнечно-земные связи

2. Вступление

Солнце посылает на Землю электромагнитные
волны всех областей спектра — от
многокилометровых радиоволн до гамма-лучей.
Окрестностей Земли достигают также заряженные
частицы разных энергий — как высоких (солнечные
космические лучи), так и низких и средних (потоки
солнечного ветра, выбросы от вспышек). Наконец,
Солнце испускает мощный поток элементарных
частиц — нейтрино. Однако воздействие последних
на земные процессы пренебрежимо мало: для этих
частиц земной шар прозрачен, и они свободно
сквозь него пролетают.
Только очень малая часть заряженных частиц из
межпланетного пространства попадает в атмосферу
Земли (остальные отклоняет или задерживает
геомагнитное поле). Но их энергии достаточно для
того, чтобы вызвать полярные сияния и возмущения
магнитного поля нашей планеты.

3. Электромагнитное излучение

Электромагнитое
излучение подвергается
строгому отбору в земной
атмосфере. Она прозрачна
только для видимого света
и ближних
ультрафиолетового и
инфракрасного излучений,
а также для радиоволн в
сравнительно узком
диапазоне (от
сантиметровых до
метровых). Всё остальное
излучение либо
отражается, либо
поглощается атмосферой,
нагревая и ионизуя её
верхние слои.

4. Электромагнитное излучение

Поглощение
рентгеновских
и
жёстких
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.

5. 11-летние циклы солнечной активности

Максимумы и минимумы чередуются в среднем каждые 11 лет
(от 7 до 17 лет), последний максимум солнечной активности был
в 2000 году. Основной характеристикой солнечной активности
является число Вольфа.

6.

Солнечные пятна, солнечные вспышки, факелы,
протуберанцы и корональные лучи — эти явления
влияют практически на все происходящие на Земле
процессы, от атмосферных явлений до поведения
человека.
Как правило, их называют
одним общим термином —
солнечная активность.

7. Влияние солнечной активности на периодичность геофизических процессов

Геофизические процессы –
процессы, происходящие в
атмосфере, гидросфере и литосфере
(полярные сияния, озоновые дыры,
смерчи, землетрясения, цунами,
наводнения).
Во время повышенной солнечной
активности увеличивается
периодичность геофизических
процессов.

8. Жизнедеятельность живых организмов

Солнечная активность
сказывается на поведении всех
живых организмов. Как следствие,
катастрофически падают урожаи
сельскохозяйственных культур,
деградируют луга, снижается
прирост древесины, происходит
падеж скота и резко сокращается численность других животных организмов. А во времена глобальных
катастроф происходили относительно внезапные исчезновения многих форм организмов.

9. Влияние солнечной активности на физическое и психическое состояние человека

Каждый человек обладает определенным
«запасом прочности», который у разных
людей далеко не одинаков: он
зависит от пола,
возраста, состояния
здоровья, тренированности и других
факторов. Влияние солнечной
активности (магнитные бури)
чувствует большинство людей.
Особенно обостряются хронические
и инфекционные заболевания,
чаще происходят нервные срывы.

10. Солнечная энергетика

Солнечная энергетика — направление нетрадиционной энергетики, основанное
на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в
каком-либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый источник
энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов.
Поток солнечного излучения, проходящий через площадку в 1 м²,
расположенную перпендикулярно потоку излучения на расстоянии одной
астрономической единицы от центра Солнца (на входе в атмосферу Земли), равен
1353 Вт/м² (солнечная постоянная). Из-за поглощения, при прохождении
атмосферной массы Земли, максимальный поток солнечного излучения на уровне
моря (на Экваторе) — 1020 Вт/м². Однако следует учесть, что среднесуточное
значение потока солнечного излучения через единичную горизонтальную площадку
как минимум в три раза меньше (из-за смены дня и ночи и изменения угла солнца
над горизонтом). Зимой в умеренных широтах это значение в два раза меньше.
Возможная выработка энергии уменьшается из-за глобального затемнения —
уменьшения потока солнечного излучения, доходящего до поверхности Земли .

11. Солнечный фотоэлемент

Фотоэлемент, представляет собой панель, состоящую из следующих частей:
1 - солнечное излучение (фотоны),
2 - наружный контакт,
3 - отрицательно заряженный слой,
4 - слой утечки,
5 - положительно заряженный слой,
6 - внутренний контакт.

12. Виды солнечных фотоэлементов

Виды:
Виды солнечных
фотоэлементов
На основе других
полупроводниковых
материалов
На основе кремния
кристаллический
кремний КПД 16 %
тонкие пленки
из нитрида индия
КПД 30%
поликристаллический
кремний КПД 25 %
мультибатареи
КПД 41,1 %
аморфный
кремний КПД 20 %
и др.

13. Солнечная электростанция

14. Солнечные батареи

Уже подсчитано, что если в
пустыне Сахара разместить
солнечные батареи на
территории 160 квадратных
километров, то можно полностью
отказаться от всех других
источников и видов энергии
нефти, газа, урана, воды, ветра и
т.д.
Солнечные батареи состоят из
кремния.
Кремний самый
распространённый материал на
земле, к примеру песок.

15. Солнечные батареи

По принципу работы солнечная
батарея представляет собой
фотоэлектрический генератор
постоянного тока, который
использует эффект преобразования
лучистой энергии в электрическую.
Кванты света, попадая на пластину
полупроводника, выбивают электрон
с внешней орбиты атома данного
химического элемента, что создает
достаточное количество свободных
электронов для возникновения
электрического тока.

16. Электромобили на энергии Солнца

17. Выводы

Взаимосвязь солнечных и земных явлений устанавливается
обычно на основании совпадения их ритмики. Этого, конечно,
недостаточно для того, чтобы прогнозировать то или иное
событие на Земле по степени активности Солнца. Только
значение всех процессов, образующих сложную цепочку
взаимосвязей в системе Солнце –
Земля, поможет предсказать
конкретное событие.
Таким образом Солнце
«контролирует» все процессы,
происходящие на Земле.