Динаміка сонячної активності та варіацій геомагнітного поля і його екологічної збуреності
В роботі аналізується динаміка сонячної активності та пов’язаних з нею варіацій геомагнітного поля і його екологічної збуреності на території України. Показано, що сонячна активність стосовно циклів з періодами у 100–200 років сьогодні знаходиться у стані переходу до спаду. Досліджено взаємозв’язок...
Gespeichert in:
| Datum: | 2011 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
2011
|
| Schriftenreihe: | Геодинаміка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60574 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Динаміка сонячної активності та варіацій геомагнітного поля і його екологічної збуреності / Т.П. Сумарук // Геодинаміка. — 2011. — № 1(10). — C. 116-120. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-60574 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-605742014-04-17T03:01:20Z Динаміка сонячної активності та варіацій геомагнітного поля і його екологічної збуреності Сумарук, Т.П. Геофізика В роботі аналізується динаміка сонячної активності та пов’язаних з нею варіацій геомагнітного поля і його екологічної збуреності на території України. Показано, що сонячна активність стосовно циклів з періодами у 100–200 років сьогодні знаходиться у стані переходу до спаду. Досліджено взаємозв’язок квазідворічних варіацій сонячної та геомагнітної активностей. Показано, що величина екологічної збуреності геомагнітного поля на території України не перевищує норму. В работе анализируется динамика солнечной активности и связанных с ней вариаций геомагнитного поля и его экологической возмущённости на территории Украины. Показано, что солнечная активность касательно циклов с периодами 100–200 лет в данное время находится в состоянии перехода к спаду. Исследована взаимосвязь квазидвухлетних вариаций солнечной и геомагнитной активности. Показано, что величина экологической возмущённости геомагнитного поля на территории Украины не превышает нормы. In the paper the dynamic of solar activity and connected to it the geomagnetic field variations and its ecological disturbance on Ukrainis territory is analyzed. It is shown that solar activity concerning to the cycles with 100–200 years periods is in the state of transition to decreasing. Interconnection of the quasibiennial variations of solar and geomagnetic activities is studied. It is shown that ecological disturbance of geomagnetic field on Ukrainis the Ukrainis territory do not exceed of the quota. 2011 Article Динаміка сонячної активності та варіацій геомагнітного поля і його екологічної збуреності / Т.П. Сумарук // Геодинаміка. — 2011. — № 1(10). — C. 116-120. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. 1992-142X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60574 550.385 uk Геодинаміка Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Геофізика Геофізика |
| spellingShingle |
Геофізика Геофізика Сумарук, Т.П. Динаміка сонячної активності та варіацій геомагнітного поля і його екологічної збуреності Геодинаміка |
| description |
В роботі аналізується динаміка сонячної активності та пов’язаних з нею варіацій геомагнітного поля і його екологічної збуреності на території України. Показано, що сонячна активність стосовно циклів з періодами у 100–200 років сьогодні знаходиться у стані переходу до спаду. Досліджено взаємозв’язок квазідворічних варіацій сонячної та геомагнітної активностей. Показано, що величина екологічної збуреності геомагнітного поля на території України не перевищує норму. |
| format |
Article |
| author |
Сумарук, Т.П. |
| author_facet |
Сумарук, Т.П. |
| author_sort |
Сумарук, Т.П. |
| title |
Динаміка сонячної активності та варіацій геомагнітного поля і його екологічної збуреності |
| title_short |
Динаміка сонячної активності та варіацій геомагнітного поля і його екологічної збуреності |
| title_full |
Динаміка сонячної активності та варіацій геомагнітного поля і його екологічної збуреності |
| title_fullStr |
Динаміка сонячної активності та варіацій геомагнітного поля і його екологічної збуреності |
| title_full_unstemmed |
Динаміка сонячної активності та варіацій геомагнітного поля і його екологічної збуреності |
| title_sort |
динаміка сонячної активності та варіацій геомагнітного поля і його екологічної збуреності |
| publisher |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Геофізика |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60574 |
| citation_txt |
Динаміка сонячної активності та варіацій геомагнітного поля і його екологічної збуреності / Т.П. Сумарук // Геодинаміка. — 2011. — № 1(10). — C. 116-120. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
| series |
Геодинаміка |
| work_keys_str_mv |
AT sumaruktp dinamíkasonâčnoíaktivnostítavaríacíjgeomagnítnogopolâíjogoekologíčnoízbureností |
| first_indexed |
2025-07-05T11:37:45Z |
| last_indexed |
2025-07-05T11:37:45Z |
| _version_ |
1836806796579176448 |
| fulltext |
Геодинаміка 1(10)/2011
© Т.П. Сумарук, 2011 116
УДК 550.385 Т.П. Сумарук
ДИНАМІКА СОНЯЧНОЇ АКТИВНОСТІ
ТА ВАРІАЦІЙ ГЕОМАГНІТНОГО ПОЛЯ І ЙОГО ЕКОЛОГІЧНОЇ ЗБУРЕНОСТІ
В роботі аналізується динаміка сонячної активності та пов’язаних з нею варіацій геомагнітного
поля і його екологічної збуреності на території України. Показано, що сонячна активність стосовно
циклів з періодами у 100–200 років сьогодні знаходиться у стані переходу до спаду. Досліджено
взаємозв’язок квазідворічних варіацій сонячної та геомагнітної активностей. Показано, що величина
екологічної збуреності геомагнітного поля на території України не перевищує норму.
Ключові слова: сонячна активність; геомагнітне поле; квазідворічні варіації; екологічна збуреність.
Вступ
Сонце є найпотужнішим джерелом енергії у
сонячній системі. Однак, зважаючи на те, що
кількість сонячної енергії, яка падає на одиницю
площі земної поверхні, є майже постійною
(сонячна стала), середовище, що нас оточує, дуже
змінне. Це означає, що існує об’єктивний агент,
крім сонячного світла, який визначає такі зміни.
Головним агентом, що керує сигналами від
Сонця до Землі, є намагнічений сонячний вітер, хоча
він переносить лише одну мільйонну частку тієї
енергії, яку посилає Сонце на Землю. Параметри
сонячного вітру змінюються в дуже широких межах
[Космическая …, 1976]. Швидкість сонячного вітру
змінюється від 300 км/c до 2000 км/c, концентрація
частинок мінімальна 5 см-3, що відповідає потоку
частинок 1,6×108 (см2с)-1, максимальна концентрація
~30 см-3. Властивості сонячного вітру залежать від
сонячної активності. Сама сонячна активність, яка
найчастіше характеризується числами Вольфа, дуже
змінюється в часі (рис. 1). Подані на цьому рисунку
зміни середньорічних чисел Вольфа за період з
1740 р. одержані за інструментальними спостере-
женнями за плямами на Сонці і взяті нами з
http://www.wdcb.ru/stp/data/solar.act/sunspot/YEARLY.
У спектрі сонячної активності, вираженої чис-
лами Вольфа, виділяють періоди близько 11, 22,
80–100, 200–210, 350–360 років та інші [Комитов,
Кафтан, 2003].
Аналіз деяких циклів сонячної активності
Зараз спостерігається довгостроковий ріст со-
нячної активності, який розпочався приблизно з
1700 р. Цей ріст виражається збільшенням ам-
плітуд 11-річних циклів (див. рис. 1). Він двічі
переривався мінімумами: на початку дев’ятнад-
цятого і на початку двадцятого століть. Ці міні-
муми є наслідками вікових та двовікових циклів.
Деякі числові дані про діючі зараз періоди соняч-
ної активності наведено в таблиці. Тут показані роки
початку останнього циклу певного періоду, роки
максимуму та характер змін у циклі в даний час. Як
бачимо, тільки 11-річний та 80-річний цикли знахо-
дяться зараз у фазі росту активності, більш потужні
200-річний та 360-річний цикли перебувають у фазі
спаду. Відзначимо, що відповідно до правила Гневи-
шева-Оля [Гневышев, Оль, 1948], непарні 11-річні
цикли повинні мати амплітуди, вищі за парні.
Рис. 1. Сонячна активність (виражена числами Вольфа) за період 1740–2010 рр.
(за даними http://www.wdcb.ru/stp/data/solar.act/sunspot/YEARLY)
Lviv Polytechnic National University Institutional Repository http://ena.lp.edu.ua
Геофізика
117
Рис. 2. Квазідворічні варіації сонячної активності (вертикальні лінії проведені
в роки 11-річних мінімумів, римські цифри – номер 11-річного сонячного циклу)
Періоди сонячної активності
та характер їх змін
Період
(роки)
Рік
початку
Рік
максимуму
Характер
змін
11 2008 2013 Ріст
80-100 1976 2020 Ріст
200-210 1850 1956 Спад
350-360 ~1750 ~1900 Спад
Окрім названих вище циклів, у сонячній актив-
ності виділяються квазідворічні варіації (КДВ)
[Gnevyshev, 1977, Apostolov, 1985]. КДВ найчіт-
кіше проявляються на початку кожного одинадця-
тирічного сонячного циклу у вигляді загасаючого
цугу коливань. Амплітуда першого коливання
цугу найбільша на початку циклу і швидко
зменшується до його кінця [Кононович, Шефов,
2003]. У початковій фазі сонячної активності
період окремих коливань більший, ніж три роки, а
в мінімумі – менший, ніж два роки. На рис. 2
показано КДВ сонячної активності за увесь період
інструментальних спостережень за Сонцем.
У кожному 11-річному циклі спостерігається
від трьох до п’яти коливань. Амплітуда коливань
максимальна на початку циклу і спадає до його
кінця. У непарних сонячних циклах амплітуда
КДВ значно більша від амплітуди у парних.
Амплітуди КДВ показують також ~80-річну
циклічність. Мінімальні амплітуди спостерігалися
у циклах № 5, № 12, № 20. Починаючи з циклу
№ 14, сонячна активність зростала, такий самий
характер змін і амплітуд КДВ.
Аналіз квазідворічних циклів
геомагнітної активності
Як показано в [Сумарук, Сумарук, 2009], у
геомагнітних варіаціях у середніх широтах також є
КДВ. Під час їх аналізу вихідними даними міри
магнітної активності ми вибрали місячні суми
відхилень горизонтальної складової магнітного поля
(∑(Н–Sq)) за даний рік на магнітній обсерваторії
“Львів” від спокійного рівня поля. За спокійний рі-
вень вибрані значення поля за п’ятьма міжнародно-
спокійними днями за місяць. Горизонтальна скла-
дова поля вибрана тому, що в ній найкраще відоб-
ражаються зміни в магнітосферно-іоносферній сис-
темі струмів, які пов’язані з сонячною активністю.
На рис. 3 показані КДВ геомагнітної актив-
ності за даними обсерваторії “Львів”. У кожному
11-річному циклі сонячної активності спостері-
гаються три–чотири коливання КДВ. Амплітуди
КДВ змінюються від циклу до циклу і в самому
циклі сонячної активності. Вони найменші в роки
мінімумів сонячної активності і зростають з її
збільшенням. Залежність між амплітудами КДВ і
сонячною активністю нелінійна. Так, у 19-му
циклі сонячної активності середньорічне значення
чисел Вольфа W=190 у 1957 р. і амплітуда другого
найбільшого коливання Δ∑(Н–Sq)=4080 нТл, а в
двогорбому 22-му циклі максимальне W=158 у
1989 р., амплітуда ж Δ∑(Н–Sq)=7080 нТл.
Lviv Polytechnic National University Institutional Repository http://ena.lp.edu.ua
Геодинаміка 1(10)/2011
118
Рис. 3. Квазідворічні варіації геомагнітної активності на магнітній обсерваторії “Львів”
Порівняння КДВ(W) та КДВ(∑(Н–Sq)) пока-
зало, що вони змінюються у тій самій фазі і добре
корелюють між собою.
Про екологічну збуреність геомагнітного поля
Сонячна активність через змінне магнітне поле
впливає на природу і процеси в Землі.
Просторово-часова структура магнітного поля
Землі визначається сумою полів від різних джерел:
В=Вn+ΔB+δB, (1)
де Вn – нормальне (головне) магнітне поле; ΔB –
аномальне магнітне поле; δB – зовнішнє магнітне
поле Землі. Для розв’язання екологічних задач в
[Орлюк, Сумарук, 2002; Орлюк, Роменець, 2005]
запропоновано новий критерій оцінки збуреності
магнітного поля Землі:
∆D=(B–N)/2N, (2)
де ∆D – просторова збуреність геомагнітного
поля; B – модуль відповідної компоненти поля;
N – величина норми поля, яке аналізується. Оцінка
збуреності геомагнітного поля виконується для
окремих епох з використанням як норми величини
N=BIGRF. Екологічний аспект збуреності будується
на введенні екологічної норми величини геомаг-
нітного поля Becol. Апріорі беремо Becol=45000 нТл.
Екологічну збуреність геомагнітного поля визна-
чаємо як
∆Decol=(B–Becol)/2Becol . (3)
Величина ∆Decol=0D (дісторшин) є нормою для
людини, а границі Decol=0±10000D – нормальні для
її проживання.
На рис. 4 [Орлюк, Роменець, 2003] показано
рельєфні зображення модуля індукції геомагніт-
ного поля В та його екологічної збуреності ∆Decol
на епоху 2000 р. для території України. Зауважи-
мо, що цей параметр характеризується пози-
тивними значеннями, оскільки значення модуля В
більше від прийнятої нами величини Вecol.. Вели-
чина екологічної збуреності на 2000 рік зміню-
ється у межах ΔDecol.2000 =3246–19017D [Орлюк и
др., 2007]. У регіональному плані збуреність
ΔDecol зростає з південного заходу на північний
схід, сягаючи максимальних значень на північ-
ному сході Харківської області (в районі південно-
східного продовження Курської магнітної анома-
лії). Мінімальними величинами ΔDecol.2000 харак-
теризуються АР Крим і Закарпатська область
(ΔDecol.2000=3500–3700D), а максимальними зна-
ченнями (ΔDecol.2000=5900÷6300D) характеризують-
ся північно-східні області України. На такому
регіональному фоні спостерігаються відхилення
величин ΔDecol. у бік збільшення або зменшення,
відповідно до величини аномального магнітного
поля, яке визначається переважно магнітною
неоднорідністю земної кори. Джерела магнітних
аномалій формувалися циклічно на активних ета-
пах геодинамічного розвитку Землі і зазвичай
приурочені до зон палео- або сучасних глибинних
розломів [Орлюк, 2000]. Сьогодні ΔDecol. є вищою
від джерел так званих регіональних магнітних
аномалій (РМА). Тут спостерігаються величини
екологічної збуреності геомагнітного поля на
кілька сотень одиниць більші порівняно з іншими
місцями. Зокрема, такими районами є (рис. 4, а)
зони зчленування тектонічних структур різних
рангів: Сарматії і Фенноскандії (Новоград-
Волинська РМА), Східноєвропейської і Західно-
європейської платформ (Львівська РМА), Інгуль-
ського та Придніпровського мегаблоків Українсь-
кого щита (Західно-Інгулецька РМА) та ін.
Lviv Polytechnic National University Institutional Repository http://ena.lp.edu.ua
Геофізика
119
а)
б)
Рис. 4. Модуль індукції магнітного поля Землі (а) та його екологічної збуреності (б)
на епоху 2000 року для території України
У часовому аспекті за останні 50 років збуре-
ність збільшилася в середньому на 1200–1300 оди-
ниць. Оскільки напруженість геомагнітного поля
В змінюється з часом залежно від сонячної актив-
ності та процесів усередині Землі, то з врахуван-
ням викладеного вище максимальна сумарна збу-
реність геомагнітного поля ΔD спостерігатиметься
в геодинамічно активних на тих чи інших етапах
розвитку зонах Землі. Отже, наведений аналіз
геомагнітного поля Землі свідчить про його
істотні зміни впродовж досить короткого часового
інтервалу. Виявлена певна циклічність цього про-
цесу зумовлена суперпозицією полів, породжених
внутрішніми процесами у земному ядрі і літо-
сфері, та зовнішніми процесами в іоносфері та
магнітосфері. Сьогодні можна стверджувати, що
збуреність магнітного поля Землі прямо залежить
від сонячної активності, проте магнітна активність
має певний часовий зсув по відношенню до
сонячної активності. Варіації магнітного поля
Землі і відповідно його екологічна збуреність
змінюються з чітко встановленими за даними
експериментальних спостережень закономірнос-
тями, з їх максимальним проявом у геодинамічно
активних зонах Землі.
Висновки
Враховуючи викладене, можна стверджувати,
що аналіз просторово-часової структури магніт-
ного поля Землі дає змогу зробити висновки щодо
його збуреності:
1. Цикли сонячної активності з періодами у 100–
200 років сьогодні знаходяться в зоні перегину
і переходу від максимуму до спаду.
Lviv Polytechnic National University Institutional Repository http://ena.lp.edu.ua
Геодинаміка 1(10)/2011
120
2. Спостерігаються квазідворічні варіації як у
сонячній, так і в геомагнітній активності. Ам-
плітуди таких варіацій у геомагнітній актив-
ності зростають з ростом сонячної активності.
3. Величина екологічної збуреності магнітного
поля на території України знаходиться у межах
екологічної норми.
4. Максимальні величини екологічної збуреності
геомагнітного поля зумовлюються, з одного
боку, процесами на Сонці, і відповідно в маг-
нітосфері та іоносфері, а з іншого, – тяжіють
до певних зон в літосфері Землі.
Література
Гневышев М., Оль А. О 22-летнем цикле солнечной
активности // Астроном. журн. – 1948. – Т. 38. –
С. 18–20.
Комитов Б.П., Кафтан В.И. Изменения солнечной
активности последних тысячелетий. Возможен
ли очередной долгопериодический минимум? //
Геомагн. и аэрон. – 2003. – Т. 43, № 5. –
C. 592–601.
Кононович Э.В., Шефов Н.Н. Тонкая структура
одиннадцатилетней цикличности солнечной
активности // Геомагн. и аэрон. – 2003. – Т. 43,
№ 2. – С. 166–173.
Космическая геофизика. – М.: Мир, 1976. – 544 с.
Орлюк М.И., Роменець А.А. Новый критерий
оценки пространственно-временной возмущен-
ности магнитного поля Земли и некоторые
аспекты её использования // Геофиз. журн. –
2005. – Т. 27, № 6. – С. 1023–1032.
Сумарук Т.П., Сумарук П.В. Квазідворічні варіації
магнітного поля Землі // Доповіді НАН
України. – 2009. – № 1. – С. 114–116.
Орлюк М.И., Фролов А.Ф., Задорожная В.И.,
Роменец А.А. Возмущенность магнитного поля
Земли и некоторые аспекты инфекционных
заболеваний // Геофиз. журн. – 2007. – Т. 29,
№ 6. – С. 148–156.
Орлюк М.И. Пространственные и пространст-
венно-временные магнитные модели разно-
ранговых структур литосферы континенталь-
ного типа // Геофиз. журн. – 2000. – Т. 22, № 6. –
С. 148–165.
Орлюк М.І., Роменець А.О. Геомагнітне поле
України: екологічний аспект // Геолог України. –
2003. – № 1. – С. 64–71.
Орлюк М.І., Роменець А.О. Сумарук Т.П. Оцінка
та прогноз збуреності магнітного поля Землі //
Теоретичні та прикладні аспекти геоінфор-
матики. – К, 2005. – С. 246–260.
Apostolov E.M. Quasi-biennial oscillation in sunspot
activity // Bull. Astron. Inst. Czehosl. – 1985. –
V. 36, № 2. – P. 97–102.
Gnevyshev M.N. Essential features of the 11-years
solar cycle // Solar Phys. – 1977. – V. 51, № 1. –
P. 173–175.
ДИНАМИКА СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ И ВАРИАЦИЙ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
И ЕГО ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ВОЗМУЩЕННОСТИ
Т.П. Сумарук
В работе анализируется динамика солнечной активности и связанных с ней вариаций геомагнитного поля
и его экологической возмущённости на территории Украины. Показано, что солнечная активность касательно
циклов с периодами 100–200 лет в данное время находится в состоянии перехода к спаду. Исследована
взаимосвязь квазидвухлетних вариаций солнечной и геомагнитной активности. Показано, что величина
экологической возмущённости геомагнитного поля на территории Украины не превышает нормы.
Ключевые слова: солнечная активность; геомагнитное поле; квазидвухлетние вариации; эколо-
гическая возмущённость.
DYNAMICS OF SOLAR ACTIVITY AND VARIATIONS OF GEOMAGNETIC FIELD
AND IT’S ECOLOGICAL DISTARBENCE
T.P. Sumaruk
In the paper the dynamic of solar activity and connected to it the geomagnetic field variations and its
ecological disturbance on Ukrainis territory is analyzed. It is shown that solar activity concerning to the cycles
with 100–200 years periods is in the state of transition to decreasing. Interconnection of the quasibiennial
variations of solar and geomagnetic activities is studied. It is shown that ecological disturbance of geomagnetic
field on Ukrainis the Ukrainis territory do not exceed of the quota.
Key words: solar activity; geomagnetic field; quasibiennial variations; ecological disturbance.
Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, м. Київ Надійшла 2.12.2010
Lviv Polytechnic National University Institutional Repository http://ena.lp.edu.ua
|