Особенности проявления ритмичности в географической оболочке

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ МАКСИМА ТАНКА»

ФАКУЛЬТЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Кафедра физической географии

КУРСОВАЯ РАБОТА

Особенности проявления ритмичности в географической оболочке

По дисциплине «Общее Землеведение»

Содержание

Введение

Глава 1. Ритмичность в природе

Глава 2. Виды ритмических процессов

Глава 3. Биологические ритмы

Глава 4. Основные закономерности влияния Солнца

Глава 5. Солнечная активность

Глава 6. Орбитальное вращение Земли. Сезонные изменения. Климат

Заключение

Литература

Введение

Одной из важнейших проблем современного естествознания является изучение цикличности процессов, протекающем в живом организме и во Вселенной. Эта проблема интересует врачей и авиаторов, садоводов и орнитологов, биохимиков и генетиков, биофизиков и иммунологов, физиологов и космонавтов.

Идея ритмического течения процессов в природе и человеческой жизнедеятельности имела приверженцев еще в самый ранний период развития естествознания. В IV в. до н. э. гениальный мыслитель древности Аристотель писал: "Продолжительность всех этих явлений, и беременности, и развития, и жизни совершенно естественно измерять периодами. Я называю периодами день и ночь, месяц, год и времена, измеряемые ими, а кроме того, лунные периоды... Подобно тому, как море и всякого рода воды стоят, как мы видим, неподвижно или волнуются соответственно движению или покою ветров, а воздух и ветры -- соответственно периодам солнца и луны, а также и то, что возникает из них или в них, необходимо следовать за этими периодами, ибо в порядке вещей, чтобы периоды менее важные следовали за более важными."

Выработанная всем ходом эволюции временная последовательность взаимодействия различных функциональных систем организма с окружающей средой способствует гармоничному согласованию разных ритмических биологических процессов и обеспечивает нормальную жизнедеятельность целостного организма[1].

Цель реферата - изучить влияние различных ритмов на природу и человека. И проанализировать возможности использования этих знаний.

Задачи: выявить сферы, на которые влияют ритмы и их различные взаимодействия, разобраться в различных видах ритмических процессов и выявить главный источник ритмичности.

Глава 1. Ритмичность в природе

Природная система характеризуется свойственными ей пространственными и временными ритмами. Под пространственными ритмами понимаются особенности строения системы: расположение в пространстве ее частей, форму и симметрию. В реферате о ритмичности нам потребуется еще несколько определений, уточняющих понятия: ритм, цикл, период.

Период - это число, характеризующее гармонику в частотном спектре временного ряда значений какого-либо параметра состояний системы, имеющее размерность времени, полученное усреднением или в результате какой-либо другой математической процедуры при выявлении скрытых периодичностей.

Цикл - процесс смены системой качественно различных состояний от исходного к нему же, причем различие сходных качественных состояний в расчет не принимается.

Ритм - это всегда повторяемая "смена фаз, т.е. непрерывная смена качественно различных состояний". Такое определение ритму дал Н.Я.Пэрна в своей книге "Ритм, жизнь и творчество". Ритм - не просто синусоидальное, волнообразное изменение величины какого-то параметра, это всегда изменение в соотношении качеств: на смену одному (или одним) идет другое (или другие) и так непрестанно.

Сложная ритмическая картина системы складывается под влиянием ее собственных процессов и от воздействия извне. Ритмичность необходима для согласованного функционирования частей системы. Всякая природная система распределена в пространстве, занимает конечный объем, никогда не может быть сосредоточена в одной точке. Все известные процессы в природе имеют конечные скорости течения, значит любой элементарный акт в системе длится определенное конечное время. За время своего существования природная система обязательно проходит ряд сходных состояний, образующих цикл жизнедеятельности природной системы. Необходимость повторного согласованного действия разных частей системы в каждом из циклов, приводит к наблюдаемой всюду ритмичности природных явлений. Ритмическая организация внутренней деятельности системы приводит к ритмичным внешним влияниям ее на другие системы.

С понятием «ритма» связано представление о гармонии, организованности явлений и процессов. В переводе с греческого слово «ритм», «ритмос» означает соразмерность, стройность. Ритмическими называются такие явления природы, которые периодически повторяются. Это движение небесных тел, смена времен года, дня и ночи, периодичность приливов и отливов. А также чередование максимумов и минимумов солнечной активности.

Различные физические явления отличаются периодическим, волнообразным характером. К их числу можно отнести электромагнитные волны, звук и т.д. В жизни примером служит изменение атомного веса элементов, отражающее последовательное чередование химических свойств материи.

Основные ритмы в природе, наложившие свой отпечаток на все живое на Земле, возникли под влиянием вращения Земли по отношению к Солнцу, Луне и звездам.

Природная система - открытая система, то есть подвержена влиянию других природных систем. Это означает, что ритмы внутри одной системы могут быть обусловлены ритмами других систем через взаимодействие между системами.[4]

Глава 2. Виды ритмических процессов

Рис.1 Суточные, месячные, сезонные и многолетние ритмы (схема)

1. Центральное место среди всех ритмических процессов занимает циркадный (циркадианный) ритм, имеющий наибольшее значение для организма. Этот околосуточный ритм есть то общее для самых разных клеток, тканей и органов, что объединяет их в единую, координированную во времени живую систему. У человека выявлено около 500 функций и процессов, имеющих циркадианную ритмику.

Приведем некоторые типичные характеристики циркадианной системы здорового человека. Масса тела достигает максимальных значений в 18-19 часов частота сердечных сокращений - в 15-16 часов, артериальное давление - в 15 - 18 часов и температура тела - к 18 часам.

Особенности циркадных (околосуточных) ритмов

- все циркадные ритмы имеют период, приблизительно равный суткам (сутки - это период вращения Земли вокруг своей оси). Пока еще не найдено живого существа, не обладающего циркадным ритмом жизнедеятельности. Этот период составляет 20-28 часов.

- циркадные ритмы по своей природе эндогенны, т.е. имеют внутренние причины.

- циркадные ритмы - устойчивые колебания, не затухающие со временем

- циркадные ритмы являются врожденным свойством организма;

- для каждого организма величина и изменчивость периода ритма индивидуальна;

- новому устойчивому состоянию ритма всегда предшествуют переходные явления, которые могут продолжаться от 5 до 40 суток. В это время происходит рассогласование физиологических и биохимических процессов в организме к может наступить десенхроноз. [2]

2. Вторую группу ритмов составляют цирканные - окологодовые. В настоящее время такие ритмы обнаружены у 29 видов животных: моллюсков, членистоногих, рептилий, птиц и млекопитающих. Под их контролем находятся такие функции, как подвижность, спячка, линька, миграции и др. Цирканные ритмы хорошо выражены и у человека. Из четырех времен года для человека самой плодотворной является осень. Это символ успешного творчества и длительного вдохновения. Весна - довольно трудное время года.

Весной совершается большое количество самоубийств, чаще наблюдается депрессия у лиц с неуравновешенной нервной системой, чаще болеют раком. Психическая и мышечная возбудимость взрослых и детей выше весной и в. начале лета, зимой она значительно ниже. Летом дети быстрее растут. Скорость созревания костной системы у них увеличивается весной и несколько замедляется осенью. Например в мае большинство, школьников вырастают в среднем на 7,3 мм, а ноябре - только на 3,3 мм. Рождение новой жизни тоже контролируется цирканными ритмами. Более всего рождается детей в марте, апреле, мае и меньше всего в осенне-зимний период [2].

Месяц года	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
	«У камелька»	«Масляница»	«Песнь жаворонка»	«Подснежник»	«Белые ночи»	«Баркалора»	«Песнь косаря»	«Жатва»	«Охота»	«Осенняя песнь»	«Тройка»	«Святки»

Рис. 2 Обобщенный мелодический рисунок фортепианного цикла П. И. Чайковского «Времена года»

Музыкальный цикл «Времена года» П.И. Чайковского оказываются не просто последовательностью 12 пьес, посвященных отдельным сезонным приметам или событиям, но и музыкальным выражением сезонного биоритма. При этом стабильное, волнообразное развитие мелодической линии характеризует пьесы, приходящиеся на устойчивые сезоны года - зиму и лето. Восходящее мелодическое движение выражает прогрессивно нарастающую весной эмоциональную активность человека, а нисходящее мелодическое движение - ее спад осенью.

3. Многолетние ритмы. Значительное влияние на биологические ритмы оказывает ритмически изменяющееся излучение Солнца. На его поверхности идут процессы, проявляющиеся в форме вспышек Мощные потоки энергии, достигая поверхности Земли, резко меняют состояние магнитного поля и ионосферы, сказываются на погоде.

Многочисленные наблюдения показали, что максимумы солнечной активности наблюдаются в среднем через каждые 11 лет. В годы солнечной активности увеличивается заболеваемость, повышается число смертей, происходят природные и политические катаклизмы, изучением влияния солнечной активности на живые организмы занимается наука радиобиология, основателем которой является А. Л. Чижевский. Большой интерес представляют исследования влияния солнечной активности на умственные способности людей и природные явления.

В 1999 г. в Новосибирске было необыкновенно жаркое лето. От жары погибли несколько человек. Следующий пик ожидается в 2010 году[4].

4. Кроме 11-летних ритмов, связанных с солнечной активностью, существуют психологические ритмы с периодом в 7 лет. Их подробно описал Н. Я. Пэрна. Он выделил поворотные пункты: 6-7 лет, 12-13,18-19, 25-26, 31-32, 37-38, 43-44. Эти годы характеризуются усилением духовной жизни", "прояснением самосознания".

Лучший возраст для брака у женщин - 19-24 г. у мужчин - 20-25 лет, для начала карьеры -24-26 лет, для вершины - 45-50 лет. Больше всего лауреатов Нобелевской премии отмечено в возрасте 39 лет (творческий пик - 37-38 лет) и меньше всего в 45-50 лет.

Биотокам мозга, как показали специальные исследования, присущи свои специфические биоритмы. Так, альфа-ритм - ритм работы мозга в состоянии свободного расслабления, бета-ритм - ритм активного бодрствования, дельта-ритм - ритм глубокого сна без сновидений, а тета-ритм - ритм поверхностного сна со сновидениями (фазы парадоксального сна). Известно, что длительность сна у разных людей разная. На этой особенности строится обучение во время сна. Основная задача организаторов обучения - это подбор качественной и количественной характеристики информационного воздействия, при котором перестройка ритма сон-бодрствование будет наиболее эффективна. Таким образом, спящего человека вводят в искусственно созданную фаз; парадоксального сна (тета-ритм) для наиболее продуктивного усвоения нужной познавательной информации с помощью ритмических стимуляций светом, теплом, электромагнитными волнами, гравитацией, применяемыми в сочетании с внушением.

Известны три вида периодических изменений самочувствия и способностей человека:

Физический цикл длительностью 23 дня

Эмоциональный - 28 дней

интеллектуальный цикл продолжительностью 33 дня

В каждом цикле первая половина составляет положительную фаз, а вторая - отрицательную. Для положительной фазы характерны следующие признаки: в физическом цикле - хорошее время для интенсивных тренировок и другой физической деятельности, связанной с напряжен ной работой мускулов; в эмоциональном цикле - склонность к переоценке своих возможностей, повышенная бодрость, легкость контакте с окружающими; в интеллектуальном цикле - активизация способности к учебной и творческой деятельности.

Во всех трех периодах дни перехода из положительной фазы в отрицательную и обратно называют нулевыми, или критическими. Именно в критический день физического цикла с людьми чаще всего происходят несчастные случаи, дорожные происшествия. Аналогичные переходные дни эмоционального цикла чреваты эмоциональными срывами. Если нулевые дни в двух циклах совпадают, то человеку нужно быть особенно бдительным. В среднем нулевые дни физического или эмоционального цикла выпадают 1 раз в 6 дней. Двойные нулевые дни ("серые дни") случаются в году примерно б раз, а тройные "черные дни" - лишь однажды.

Биологические часы человека начинают тикать в тот самый момент, когда он появляется на свет. Поэтому подсчет биоритмов начинают с самого рождения до первого дня рассматриваемого месяца. Полученное число делят на период каждого цикла, т.е. на 23, 28 и 33. Полученный в результате деления остаток определяет положение каждого из циклов на первый день месяца.

Самый продолжительный цикл биоритмов - 12-летний. За это время человеческий организм претерпевает существенные изменения, выражающиеся в подъеме и спаде энергетического потенциала. Поэтому важно знать на какие годы приходятся эти подъемы и спады, чтобы знать, как себя вести, и в случае необходимости подкорректировать свое состояние. Пользуясь этим графиком легко оценить жизненные перспективы и установить, связаны ли ваши недомогания, повышенная утомляемость, полоса неудач с естественным спадом энергетического потенциала или, может быть, причину следует искать в другом [3].

Глава 3. Биологические ритмы

В 1729 году астроном Жан Жак дэ Мэран наблюдал периоды сна и бодрствования у растений. Он обратил внимание на кислицу. Засыпая, она складывала листья, а просыпаясь, распрямляла их. Дэ Мэран решил выяснить закономерности этих периодических движений. В надежде, что они прекратятся, он поместил кислицу в постоянную темноту. Но все происходило как обычно: листья и в темноте складывались на ночь и раскрывались на день. Чувствительное растение исправно реагировало на положение солнца, хотя ни один луч его не достигал погреба, в котором она находилась.

К настоящему времени совокупность исследований биологических ритмов оформилась в особое экологическое направление биоритмологию. И совсем недавно сформировалась самостоятельная наука - хронобиология, тесно связанная с медициной, физиологией, экологией[3].

Биологические ритмы (суточные, сезонные, годовые к т.д.) свойственны всем живым организмам на Земле и являются условием нормальной жизнедеятельности.

Благодаря биологическим ритмам живые организмы, начиная от простейших одноклеточных и кончая такими высокоорганизованными, как человек, гораздо легче приспосабливаться к изменяющимся условиям внешней среды, которые регулируют длительность циклов и отдельных их фаз. Действие внешних условий на живой организм принято называть синхронизирующими, а сами факторы - свет, шум, запах, - сир хронизаторами. Синхронизация биологических ритмов с геофизическими ритмами природы имеет большое приспособительное значение.

Экологические ритмы - это своеобразные биологические часы, обеспечивающие организму ориентацию во времени, заблаговременную подготовку к ожидаемым циклическим изменениям. Они тесно связаны с самой сутью живого. Б. С. Алякринский назвал человеческий организм "системой, насквозь пронизанной ритмами".

Учеными были выявлены определенные закономерности в состоянии человека и в связи с этим определили наиболее оптимальные часы для различных видов деятельности:

Час мастерства: Пальцы наиболее проворны между 15 и 16 часами.

Час контактов: Наше рукопожатие сильнее всего между 9 и 10 час

Час визита к врачу: наша кожа наименее чувствительная к уколам в 9 часов утра. Общее правило рационального назначения лекарств: до 11-12 часов натощак. Они хорошо всасываются и меньше всего разрушаются в печени.

Час физической культуры: наши мышцы работают с наибольшей отдачей в 13-30.

Час любви: Наибольшая секреция половых гормонов - в 8 часов утра,

Час пищеварения: Больше всего желудочного сока образуется в 13 ч;

Час иммунитета: Наиболее эффективно иммунная система предохраняет от инфекции в 22 часа.

Час рождения: Большинство детей появляются на свет между 24 и 4 часами утра.

Час вялости: Самое низкое кровяное давление - между 4 и 5 часами утра

Час алкоголя: Наиболее эффективно печень разлагает алкоголь между 18 и 20 часами.

Час спорта: Наиболее интенсивно легкие дышат между 16 и 18 часам

Час органов чувств: Чувство вкуса, слух и обоняние особенно обострены меду 17 и 19 часами.

Час роста: Волосы и ногти отрастают быстрее всего между 16 и 18 - часами.

Час творчества: Наиболее эффективно мозг работает между 10 и 12

Час общения: Тяжелее всего одиночество переносится между 20 и 22

Час красоты: Кожа наиболее проницаема для косметических средств между 18 и 20 часами.

Час слепоты: Острота зрения у автомобилистов снижается сильнее всего в 2 часа ночи.

Рис. 3 Схема изменений функций и работоспособности человека в течении суток

"Тот, кто хочет заслужить действительное и полное признание в искусстве врачевания, должен прежде всего учитывать особенности сезона года не только потому, что они отличаются друг от друг но и потому, что каждый из них может вызвать самые разные последствия". Это слова величайшего врача древности Гиппократа.

Исследователи в экспериментах на животных отметили, что весной происходит более быстрое заживление ран. Известна сезонная периодичность инфекционных заболеваний, что связано с особенностями возбудителей к переносчикам инфекции. Однако существует периодичность заболеваний и неинфекционной период" - это относится прежде всего к язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, аппендициту, ревматизму. Отмечена сезонность в заболевании лейкозами. Обострения гипертонической болезни и учащение приступов стенокардии, инфаркт миокарда имеют сезонную динамику, причем максимум этих тяжелых страданий в разных странах и даже в одной стране в разных климатических зонах приходится на разные сезоны года.

Хорошо изученный сезонный ритм многих заболеваний положен у нас в стране в основу профилактики заболеваний. Так, например, разработана и дала высокие результаты единая государственная система медикаментозной профилактики ревматизма. Многие люди, страдающие этим хроническим заболеванием, уже привыкли к тому, что в периоде ожидаемого обострения их осматривает врач и назначает соответствующее лечение.

Глава 4. Основные закономерности влияния Солнца

Всем очевидно влияние Солнца: смена времен года, суточная активность… Год, как основа нашего календаря, - это полный оборот Земли вокруг Солнца, и был заложен в календарь древними астрологами. Астрология всегда выделяла Солнце и Луну, как небесные тела, доминирующие в своем влиянии по сравнению с прочими телами - планетами. И сейчас тому есть физическое обоснование: действительно, масса Солнца несравнимо больше массы других тел Солнечной системы, а также оно дарит нам тепло и свет, электромагнитное излучение.

Итак, год - это длинный солнечный цикл, соответствующий полному обороту Земли вокруг Солнца, а сутки - это короткий солнечный цикл, соответствующий обороту Земли вокруг своей оси. В те времена, когда зарождался наш календарь, сутки не имели такой же точной длительности в часах, да и само понятие часа было иным. Тогда границы суток устанавливались двумя последовательными кульминациями Солнца (кульминация - это самая высокая точка на небе, которую достигает Солнце за сутки). Или между двумя моментами восхода Солнца. И с точки зрения биологии более верны именно такие границы суток.

Мы с детства привыкли считать, что все живое на земле подчинено этим двум солнечным циклам - годичному и суточному. Мы знаем также и такое обоснование этих влияний: это в основном изменяющееся количество тепла и света, которое поступает от Солнца. Летом в северном полушарии Солнце поднимается выше и светит дольше в течение суток, чем зимой, лучше прогревая Землю. А в южном полушарии - наоборот: Земля больше прогревается, когда у нас зима. Но мало кто задумывается еще и о таком факте, как скорость Земли на ее орбите. Летом она минимальна (для обоих полушарий, разумеется). В это время стрелка «солнечных часов» движется медленнее, чем зимой всего лишь на 7%, но исследования ученых самых разных направлений, от геологов до биологов, показывают, что даже такое небольшое изменение скорости Солнца относительно Земли является источником значительных перемен, имеющих циклическую основу. И причина этого не столько в изменении скорости перемещения Солнца, как в изменении расстояния между Землей и Солнцем. У Земли почти круговая орбита, но все-таки она имеет небольшой эксцентриситет, и чем ближе Земля к Солнцу, тем больше ее скорость. Близость к Солнцу усиливает взаимное влияние, а более высокая скорость движения планеты требует от всего живого на Земле более быстрой реакции на изменения во влиянии Светила[1].

Глава 5. Солнечная активность

Влияние Солнца на Землю не исчерпывается только орбитальным движением Земли и ее вращением вокруг своей оси. У Солнца есть собственная «жизнь», называемая солнечной активностью: раскаленная масса Солнца находится в непрерывном движении, которое порождает пятна и факелы, меняет силу и направление солнечного ветра. На эту солнечную жизнь сразу реагирует магнитное поле Земли и ее атмосфера, порождая различные явления, воздействуя на животный и растительный мир, провоцируя вспышки рождаемости разных видов животных и насекомых, а также заболевания людей.

В 1610-1611 гг. несколько ученых независимо друг от друга обнаружили на поверхности нашего Светила темные пятна. Это были Г.Галиллей, И,Фабрициус, Х.Шейнер и Т.Гариот. Эти пятна наблюдали и ранее, но из-за такого человеческого свойства, как консерватизм ума, ученые не хотели признавать их и считали ошибками наблюдений. Нередко встречались упоминания о пятнах на Солнце и в древних летописях. В Древней Руси сквозь дым лесных пожаров люди видели на Солнце "темные пятна, аки гвозди".

Галилео Галилей твердо установил появление и исчезновение пятен, изменение их величины и вычислил по ним период обращения Солнца вокруг своей оси. Так было положено начало изучению физики Солнца.

В связи с вращением Солнца вокруг оси теперь выделяют 27-дневный короткопериодический цикл Солнца. В течение этого времени солнечные пятна медленно движутся по обращенной к Земле стороне Солнца, задавая динамику магнитных бурь на планете. Изучение спектра деталей солнечных пятен позволило определять скорости и направления движения вещества в них, и тогда оказалось, что солнечное пятно представляет собой вихревую трубку. Образовавшись из еле заметной точки, пятно живет от одного дня до нескольких месяцев, постепенно исчезая. Обычно размер пятен достигает 2', но иногда могут появляться гигантские пятна. Появление больших пятен и групп пятен обычно сопровождается магнитными бурями на Земле, что проявляется в колебаниях магнитных стрелок компасов, нарушениях радиосвязи и т.п. Откликается полярными сияниями и грозами[6].

В 1844 г. любитель астрономии аптекарь Г.Швабе обнаружил периодичность в пятнообразовательной деятельности Солнца. В среднем каждые 11,13 лет наступает максимум числа солнечных пятен. Однако изменения внутри этого цикла не являются строго периодическими, а сама длина цикла меняется от 7 до 17 лет. Обнаружили также вековой цикл - 80-90 лет - с которым меняется максимальная высота максимума, цикл изменения магнитной полярности - ок.22 лет и др.

Причины циклической деятельности Солнца остаются пока неведомыми. Одни ученые склоняются к мнению, что ее основой являются внутренние механизмы, другие утверждают, что это гравитационные влияния обращающихся вокруг Солнца планет. Вторая точка зрения выглядит логичнее. Нужно учитывать и тот факт, что обращение планет происходит не столько вокруг Солнца, сколько вокруг общего центра тяжести всей Солнечной системы, по отношению к которому само Солнце описывает сложную кривую. Если учесть к тому же, что Солнце - не твердое тело, то такая динамика вращения непременно воздействует и на динамику движения всей солнечной плазмы, задавая ритмы солнечной активности.

Один из основоположников космического естествознания А.Л.Чижевский в 1930 году занялся изучением связи жизненных ритмов с циклами внешней среды, обработал большое количество исторических данных и провел собственные исследования. Прежде всего, его интересовали циклы активности Солнца. Его книга «Эпидемические катастрофы и периодическая деятельность Солнца» была переиздана в 1938 году французским издательством «Гиппократ», а в 70е годы выдержала у нас два массовых издания под названием «Земное эхо солнечных бурь» (М.Мысль, 1973, 1976). Теперь изучением ритмов, и не только солнечных, а любых космических ритмов, занимаются специалисты самого разного профиля - геологи, физиологи, врачи, биологи, гистологи, метеорологи, астрономы.

Например, установлено, что исходя из солнечной активности, можно прогнозировать погоду, в частности, засухи в тех или иных участках Земли, а также размножение вредителей: грызунов и саранчи. Такие прогнозы позволяли предпринимать определенные меры, например, в 1958 году Н.С.Щербаков предсказал размножение саранчи и ее залет на территорию Туркмении, и ее быстро ликвидировали благодаря его прогнозу. В основе такого массового размножения вредителей лежат изменения климатических факторов, связанных с солнечной активностью.

Изучение влияния Солнца на рыб может помогать и рыбодобывающей отрасли. Камчатский ихтиолог И.Б.Бирман в 1976г. в своей докторской диссертации показал, что одной из внешних причин колебаний численности рыб кроме Луны может быть и солнечная активность. В эпохи максимума солнечной активности наблюдались наиболее мощные подходы амурской горбуши для нереста. В это время на Амуре наблюдались повышенные летние и часто очень низкие зимние температуры. Такие условия вызывают у рыбы ускоренное созревание гонад и сжигание энергетического запаса. Преждевременно созревшие рыбы устремляются в нетрадиционные для них низовые притоки Амура. Их истощение приводит к массовой гибели, и течение рек несет тысячи неотметавших икры рыб. А икра, отложенная в неблагоприятной среде, в большой своей массе погибает. Все это ведет к снижению численности рыб в следующие года. Также замечено, что на Амуре и других дальневосточных реках наиболее высокие паводки обычно совпадали с периодами максимумов солнечных пятен.

На основании своих исследований динамики природных процессов в зависимости от солнечной активности, Бирман еще в 1957 г. предсказывал, что в ближайшие 10 лет запасы кеты без применения энергичных мер резко уменьшатся. Действительно, после максимума 1957 г. это произошло.

Ученые не обошли вниманием и животноводство. Кроме динамики засух, которая обуславливает корм для животных, Д.И.Маликов на основании многочисленных экспериментов пришел к выводу, что от солнечной активности и погоды зависит также и состояние половой функции производителей и изменчивость живого веса потомства.

Мнение о зависимости самочувствия людей от магнитных бурь подтверждается статистическими данными: например, количество людей, госпитализированных "скорой помощью", и число обострений сердечно-сосудистых заболеваний явно возрастает после магнитной бури. Однако ученые считают, что доказательств собрано еще недостаточно, поскольку не обнаружен сам механизм реагирования организмом на солнечную активность.

Рассматривается, в частности, такая точка зрения, что организм улавливает инфразвуковые колебания - звуковые волны с частотами менее одного герца, близкими к собственной частоте многих внутренних органов. Инфразвук, который, возможно, излучается активной ионосферой, может резонансным образом воздействовать на сердечно-сосудистую систему человека.

В целом магнитосфера и ионосфера Земли неплохо защищают нас от космических угроз, но в настоящее время отмечается тенденция к увеличению влияния солнечной активности, поскольку магнитное поле Земли ослабляется - более чем на 10% за последние полвека, и одновременно усиливается магнитный поток Солнца.

А вот во второй половине XVII века, во время так называемого минимума Маундера, солнечных пятен практически не наблюдалось в течение нескольких десятилетий. Однако идеальным для жизни этот период назвать трудно: в те времена в Европе установилась аномально холодная погода. В более ранней истории отмечались и периоды аномально высокой солнечной активности. Так, в некоторые годы первого тысячелетия нашей эры полярные сияния постоянно наблюдались в Южной Европе, свидетельствуя о частых магнитных бурях, а Солнце выглядело помутневшим, возможно, из-за наличия на его поверхности огромного солнечного пятна или корональной дыры - еще одного объекта, вызывающего повышенную геомагнитную активность. Начнись такой период непрерывной солнечной активности сегодня, связь и транспорт, а с ними вся мировая экономика оказались бы в тяжелейшем положении [4].

Глава 6. Орбитальное вращение Земли. Сезонные изменения. Климат

Любое природное явление, происходящее на Земле, прямо или косвенно имеет своим первоисточником Солнце. Лунные приливы, падения метеоритов, ничтожный приток тепла из недр Земли да сейсмические явления - вот, пожалуй, и все, что совершается на Земле без участия Солнца. Его энергия- причина почти всех процессов, происходящих на Земле (в том числе существования жизни). Она приходит от Солнца главным образом в виде электромагнитного излучения (свет Солнца). Эту энергию можно измерить с помощью светочувствительных приборов и других приемников излучения. Среднее количество энергии, приходящей от Солнца во всех диапазонах электромагнитных волн за 1 сек. на площадку площадью 1 кв.м (сориентированную на Солнце), называется солнечной постоянной. Усредненная за большой промежуток времени, эта величина составляет So=1370 Дж/с·м2. Зная, сколько энергии падает в секунду на площадку 1 м2, можно оценить ту долю солнечной энергии, которую перехватывает вся Земля. Это огромная энергия- 1,8·1017 Дж/с, но в то же время она составляет ничтожную долю от полной энергии, испускаемой Солнцем в пространство: всего одну двухмиллиардную ее часть. Именно эта доля солнечной энергии создает все многообразие процессов в живой и неживой природе, которые составляют предмет изучения большинства наук о природе и человечестве.

Одним из главных глобальных ритмов Земли, определяющих огромную совокупность явлений ее внешних оболочек (в том числе, разумеется, биосферы), является годичный ритм.

Смена времен года есть следствие двух вращений планеты - вокруг собственной оси и по орбите вокруг Солнца - и, что очень важно, их взаимной ориентации (наклона оси вращения к плоскости орбиты). Смены времен года не происходит на Юпитере - ось вращения Юпитера почти перпендикулярна плоскости его орбиты. Напротив, в утрированном виде происходит смена времен года на Уране, который вращается "лежа на боку ": зима при таком вращении усугубляется полярной ночью на всем полушарии, а лето совпадает с полярным днем.

Рис. 5 иллюстрирует смену времен года на нашей планете. (Так же происходит смена времен года на Марсе, потому что наклон осей вращения к плоскостям орбит у Земли и Марса почти одинаковый.) Справа на рисунке изображена ситуация, когда в северном полушарии Земли зима. Большая часть северного полушария находится в тени, ночь здесь длится дольше, чем день, а область с географической широтой f>66o 33' остается в тени, как бы Земля ни поворачивалась вокруг своей оси (полярная ночь). В этот период Земля приближается к перигелию орбиты, то есть к точке, где она ближе к Солнцу. В южном полушарии - лето. Большая его часть освещена солнечными лучами, а в областях с южной географической широтой f> 66o 33' царит полярный день.

Слева на рисунке ситуация, которая возникает через полгода, когда в северном полушарии лето, а в южном - зима. Земля при этом находится в противоположной точке орбиты - в афелии.

Земля вместе с Луной, вместе с тысячами искусственных спутников, вместе с миллиардами своих обитателей вращается вокруг Солнца по орбите со средней скоростью 30 км/с. В соответствии с законом всемирного тяготения центр тяжести системы Земля-Луна описывает вокруг Солнца эллипс. Солнце находится в одном из фокусов этого эллипса.

Характеристики земной орбиты хорошо известны. Период обращения вокруг Солнца - 1 год. Большая полуось эллипса (то есть половина большой оси) земной орбиты равняется примерно 150 млнкм. Эксцентриситет земной орбиты- параметр, характеризующий степень ее вытянутости- составляет 0,0167 или 1,67% . Это означает, что когда мы с Землей находимся в перигелии (в точке орбиты, ближайшей к Солнцу), мы на 2 x 1,67% = 3,34% ближе к Солнцу, чем тогда, когда Земля проходит афелий; 3,34% от 150 млнкм- это 5 млнкм. Под влиянием возмущающего действия планет эксцентриситет земной орбиты медленно меняется. Эти изменения не вполне периодические, с характерным временем 100 тыс. лет.

Перигелий своей орбиты Земля проходит 3 января (когда в северном полушарии зима, а в южном - лето), а афелий через полгода - 3 июля. В перигелии (когда у нас зима) Земля получает от Солнца на 7% больше энергии, чем в афелии (когда зима в южном полушарии). Эти 7% несколько смягчают зиму северного полушария.

Почему же происходят сезонные изменения температуры, проще говоря, почему летом жарко, а зимой холодно? И как это связано с наклоном земной оси? Ответ очевиден: в течение года изменяется количество энергии, получаемой от Солнца на данной географической широте. Снова рассмотрим площадку 1м2 на поверхности Земли. Если она расположена перпендикулярно солнечным лучам, то она получает от Солнца 1370 Дж энергии в сек. Иными словами, освещенность такой площадки равна Eo - солнечной постоянной. Освещенность произвольно ориентированной площадки E=Eo cosa, где a- угол между направлением на Солнце и нормалью, перпендикуляром к площадке. Как изменяется в течение года освещенность данного места на Земле? Рассмотрим моменты, разделенные интервалом полгода: день летнего солнцестояния и день зимнего солнцестояния (рис.). Сравним освещенность пункта с географической широтой f в полдень 22 июня (слева на рисунке) и в полдень 22 декабря (справа на рисунке). Направление солнечных лучей показано стрелочками. Показана ось вращения Земли, перпендикулярная ей плоскость экватора и круг широты f. Обозначен угол e - угол наклона плоскости экватора к плоскости эклиптики: e=90o - 66o33' = 23o 27'.

Рис.5 К определению полуденной освещенности в дни солнцестояний на широте f

Найдем угол a. На летней схеме (слева)

откуда

Рассматривая зимнюю схему (справа), сразу получаем

Можно рассчитать количество солнечной энергии, падающей на данной широте на единичную площадку за целые сутки - суточную световую энергию. Изменение этой величины день ото дня в течение года определяет изменение средней суточной температуры в данной местности.

Сегодня под словом "климат " подразумевается понятие более широкое, чем вкладывалось в это слово древними греками. Климат Земли- это вся совокупность усредненных по времени погодных данных- температуры, давления, влажности, направления ветров и течений- во всех точках планеты для каждого дня года. По какому временному интервалу следует усреднять погоду, чтобы получить характеристику климата? Обычно в качестве такого срока выбирается декада, треть месяца. Рассмотрим, к примеру, среднюю температуру за одну декаду, скажем, с 1 по 10 мая. Если взять средние декадные температуры с 1 по 10 мая за разные годы, то они не совпадут точно, их расхождение может достигать десятка градусов. Если же взять их среднее значение за 10 лет, то такое же среднее за другое десятилетие будет отличаться от первого всего на несколько градусов. Эти отличия говорят об изменениях погоды.

Для того чтобы судить об изменениях климата (а не погоды), требуется усреднять за еще больший промежуток времени, например за 100 лет. Замечено, что и в этом случае существует различие средних декадных температур: оно небольшое (доли градуса), но зато регулярное. Средние столетние температуры имеют почти одинаковый ход по всей Земле. Например, в XVI- XVII веках было на несколько градусов холоднее, чем сейчас, а в XI- XII веках немного теплее, причем на всей планете целиком.

Если рассматривать историю Земли на временной шкале в десятки и сотни миллионов лет, то можно убедиться, что в далеком прошлом глобальный климат был в среднем на 8 - 15 oC теплее, чем сейчас. Большую часть времени полярные районы были свободны ото льда. Эти сравнительно теплые условия время от времени прерывались суровыми эпохами оледенений. Существуют геологические свидетельства того, что одна такая эпоха оледенения была 700 млн лет тому назад, а другая- примерно 300 млн лет назад. Последнее подобное оледенение началось в геологическую эпоху плейстоцена - около 2 млн лет назад- и продолжается до сих пор.

С тех пор длительные холодные периоды сменялись кратковременными периодами потепления. Изучение ледников и остающихся после них отложений позволило обнаружить несколько десятков ледниковых периодов. Они повторяются нерегулярно, промежутки между ними колеблются от 40 тыс. до нескольких сот тысяч лет. Последний ледниковый период был всего 20 тыс. лет тому назад.

Какие причины могут вызывать колебания средней температуры на Земле на такой временной шкале- десятки и сотни тысяч лет? Именно в этом временном интервале происходят изменения характеристик вращения Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца. Действительно, период прецессии составляет 25800 лет, угол наклона экватора к плоскости орбиты (эклиптике) колеблется с периодом 41 тыс. лет (рис.), эксцентриситет земной орбиты также изменяется с характерным периодом около 100 тыс. лет (рис.). Астрономическую теорию колебаний климата разработал в 20-е гг. XX в. югославский ученый М.Миланкович. Эта теория дала возможность вычислить времена ледниковых периодов прошлого, которые практически совпали с ледниковыми периодами, известными по геологическим данным. В теории Миланковича доказывается, что совокупное изменение названных характеристик осевого и орбитального вращения Земли может привести к длительному изменению средней освещенности земной поверхности, которое, накапливаясь в течение столетий, дает устойчивое глобальное изменение климата, вплоть до наступления ледникового периода.

Примерно тысячу лет тому назад климат в северном полушарии Земли был сравнительно теплым и сухим. В Англии выращивали виноград и изготавливали вино, что свидетельствует о том, что летом было сухо и тепло, а весной не было заморозков. Примерно в этот период викинги колонизировали Исландию и Гренландию. В центре евразийского континента отмечается период вековой засухи, поразившей всю Великую степь. Приблизительно с XV по XIX вв. отмечается период общего похолодания, называемый малым ледниковым периодом. С конца XIX в. средняя температура в северном полушарии начала расти и в период от 1900 до 1940 гг. увеличилась на 0.5-C. После непродолжительной фазы стабилизации (1940 - 1965 гг.) средняя температура снова начала расти. Этот рост продолжается и в настоящее время[1].

Заключение

Признает ли официальная наука влияние Солнца на земные процессы и живые организмы? Можно однозначно ответить: «Да!» Разные направления науки уже обладают обширными результатами исследований влияния на людей электромагнитного поля Солнца и активно пользуются ими. Но эти влияния очень трудно исследовать, поскольку подчас сложно установить их связь с земными явлениями, а также отделить от прочих влияний - других небесных тел и независимых процессов, происходящих на Земле. Тем не менее, само наличие влияния Солнца считается доказанным.

Из всех ритмических воздействий, поступающих на Землю из Космоса, наиболее сильным является воздействие ритмически изменяющегося излучения Солнца. На поверхности и в недрах нашего светила непрерывно идут процессы, проявляющиеся в виде солнечных вспышек. Мощные потоки энергии, выбрасываемые при вспышке, достигая Земли, резко меняют состояние магнитного поля и ионосферы, влияют на распространение радиоволн, сказываются на погоде, состоянии здоровья людей. В результате возникающих на Солнце вспышек изменяется общая солнечная активность, имеющая периоды максимума и минимума.

Влияние ритмов еще недостаточно изучено, но даже не зная о них и люди и природа подчиняется их воздействию.

Завершая работу над рефератом, можно прийти к выводу, что ритмическим колебаниям подчинено все во Вселенной, на Земле и в организме человека, ритмически протекают в организме жизненные процессы и нарушение их не может не сказаться на человеке в виде болезней, а в природе в виде катаклизмов.

Литература

ритм околосуточный солнце активность

Максимов, Е.В. Проблемы оледенения Земли и ритмы в природе/ Е.В. Максимов, - Л.:Наука,1972. - 156 с.

Ягодинский, В.Н. Ритм, ритм, ритм/ В.Н. Ягодинский, - М.:Знание,1985. - 192 с.

Пэрн, Н.Я.Ритм, жизнь и творчество/ Н.Я. Пэрн, - М.:Петроград,1925. - 141 с.

Прайс, В.Н. Официальная наука о влиянии Солнца и планет через Солнце/В.Н. Прайс, - М.:Наука,2003. - 143 с.

Голиков, А.Л. Сезонные биоритмы в физиологии и патологии/ А.Л. Голиков, - М.: Медицина,1973. - 73 с.

Пекелис, 3.А. Твои возможности, человек. Ритмы жизни/ 3.А. Пекелис, - М.: Знание, 1975. - 163 с.

Доскин, В.А., Лаврентьева, Н.А. Ритмы жизни/ В.А. Доскин, Н.А Лаврентьева,- М.: Медицина,1991 - 174 с.

Размещено на Allbest.ru