Влияние солнечной активности на распространенность ВПР среди новорожденных детей г. Атырау

Излучение в видимом диапазоне поглощается слабо. Однако оно рассеивается атмосферой даже в отсутствие облаков, и часть его возвращается в межпланетное пространство. В результате до поверхности планеты доходит в среднем около половины падающего на границу земной атмосферы света.

Количество солнечной энергии, приходящейся на поверхность площадью 1 м2, развернутую перпендикулярно солнечным лучам на границе земной атмосферы, называется солнечной постоянной. По последним данным, оно составляет 1370 Вт/м2 с точностью до 0,5%. Колебании, превышающих 0,2% за время измерений не выявлено.

В конце 50-х годов ХХ века американский астрофизик Юджин Паркер пришел к выводу, что, поскольку газ в солнечной короне имеет высокую температуру, которая сохраняется с удалением от Солнца, он должен непрерывно расширяться, заполняя Солнечную систему. Результаты, полученные с помощью советских и американских космических аппаратов подтвердили правильность теории Паркера.

В межпланетном пространстве действительно мчится направленный от Солнца поток вещества, получивший название солнечный ветер. Он представляет собой продолжение расширяющейся солнечной короны; составляет его в основном ядра атомов водорода (протоны) и гелия (альфа-частицы), а также электроны. Частицы солнечного ветра летят со скоростями, составляющие несколько сот километров в секунду, удаляясь от Солнца на многие десятки астрономических единиц – туда, где межпланетная среда Помимо непрерывно «дующего» солнечного ветра наше светило служит источником энергических заряженных частиц (в основном протонов, ядер атомов гелия и электронов) с энергией 106 – 109 электронвольт (эВ). Их называют солнечными космическими лучами. Расстояние от Солнца до Земли – 150 миллионов километров – наиболее энергичные из этих частиц покрывают всего за 10 – 15 минут. Основным источником солнечных космических лучей являются хромосферные вспышки.

Наиболее ярким и впечатляющим проявлением бомбардировки атмосферы солнечными частицами является полярное сияние. Частота и интенсивность полярных сияний достаточно четко следуют солнечному циклу: в максимуме солнечной активности редкий день обходится без сияний, а в минимуме они могут отсутствовать месяцами. Наличие или отсутствие полярных сияний, таким образом, служит неплохим показателем активности Солнца. И это позволяет проследить солнечные циклы в прошлом, за пределами того исторического периода, когда проводились систематические наблюдения солнечных пятен.

 

1.2 Научные основы методики, используемой для прогностического анализа возникновения глобальных катастроф

 
  Математическим условием возникновения катастрофы являются экстремумы выбранных для анализа потенциальных функций, которые могут быть характеристикой изменения любого выбранного для анализа фактора или параметра, причем любой физической природы. По результатам исследования и математических расчетов могут быть определены частотно-временные закономерности (в виде спектров) возникновения конкретного вида катастрофы, вызванные изменением этих факторов или параметров. На их основе рассчитываются прогностические функции и выявляются условия мониторинга для определения времени и места, где началось формирование условий для возникновения катастрофы.

На основе этой методики исследовано влияние изменения солнечной активности, изменения смещения земной оси, изменения фаз Луны на формирование условий возникновения ЧС и катастроф природного, техногенного и социального характера.

Используемая прогностическая методика не предусматривает неизбежного или обязательного исполнения прогноза, а определяет внешние условия и время, когда катастрофа может произойти, но произойдет это или нет, зависит от состояния, накопленных дефектов и устойчивости этой природной, техногенной или социальной системы.

Число пятен на Солнце не является постоянным, оно меняется как день ото дня, так и в течение более длительных промежутков времени. Швейцарский астроном Рудольф Вольф предложил для количественной оценки активности Солнца использовать условную величину, называемую с тех пор числом Вольфа. Оно определяется как сумма общего числа пятен на Солнце (f) и удесятеренного числа групп пятен (g), причем одно изолированное пятно тоже считается группой:

 

W = f + 10g .

 

Ведущее пятно в группе (первое по направлению движения Солнца) обычно имеет одну полярность (например, северную),а замыкающее – противоположную (южную), и это правило выполняется для всех групп пятен в одном полушарии Солнца. В другом полушарии картина обратная: ведущие пятна в группах будут иметь южную полярность, а замыкающие – северную. Как показали исследования, проведенные по данной методике, на активизацию катастроф влияет не только повышение энергетической нагрузки, но и ее понижение.

Также установлено, что активизация катастроф начинается за 2—3 года до максимума солнечной активности и заканчивается также спустя 2—3 года. Следующий период активизации начинается вблизи минимума солнечной активности. Максимумы солнечной активности в среднем имеют период 11,5 лет, но в действительности наблюдались периоды, когда между максимумами было от 7,3 до 17 лет и между минимумами от 8,5 до 14 лет (рис. 1).

При появлении пятен нового поколения (следующего цикла) полярность ведущих пятен меняется на противоположную! Лишь в цикле через один ведущие пятна обретают прежнюю полярность. Так что «истинный» солнечный цикл с возвращением прежней магнитной полярности ведущих пятен в действительности охватывает не 11, а 22 года (в среднем, конечно).

На протяжении всего 2009 года наблюдался минимально низкий, практически нулевой уровень солнечной активности, и только с осени 2009 года начался ее незначительный рост. С начала 2010 года активность Солнца уже проявилась целым рядом солнечных бурь, отразившихся на Земле мощными землетрясениями на Гаити и в Чили.

 
Рис. 1. Циклы солнечной активности с 1750 по 2010 г.

 

В 2012 году ожидается особенно бурный рост солнечной активности. Если проанализировать предыдущие солнечные циклы, то можно предположить, что в период с 2011 по 2015 год будут наблюдаться максимальные значения чисел Вольфа W. Время экстремальных подъемов солнечной активности, как и ее резких спадов, соответствует времени высокой сейсмической активности (рис. 2).

Существенный вклад в активизацию катастроф вносит изменение положения и колебание земной оси. Увеличение амплитуды колебания, ускоренный сдвиг, как и торможение смещения земной оси, инициируют катастрофы. Именно динамика земной оси инициирует катастрофы при полном отсутствии солнечной активности (рис. 3).

Снижение относительного уровня выделяемой сейсмической энергии во второй половине ХХ века, не соответствующего неуклонно повышающемуся уровню солнечной активности, можно объяснить тем, что с этого времени начались интенсивные испытания ядерного оружия, которые в какой-то степени способствовали увеличению слабых землетрясений и снимали напряжения в литосфере.

 
Рис. 2. Изменение относительных значений солнечной активности и сейсмической энергии землетрясений за период с 1900 по 1990 г.

 
 
Рис. 3. Изменение относительных значений изменения радиуса колебания земной оси и сейсмической энергии землетрясений за период с 1900 по 1990 г.

 
Смещение земной оси является неравномерным, но тем не менее имеет цикличность в 14 месяцев по полному обороту и 6,5 лет по амплитуде колебания (максимальное отклонение от центра вращения). На рис. 4 представлены параметры колебания земной оси относительно Северного полюса за период от 1 января 2004 года до 14 января 2010 года.

В середине 2012 года будет минимум амплитуды колебания земной оси, после которого начнется ее рост до конца 2015 года. Это крайне неблагоприятное сочетание изменения гелиогеофизических параметров, которое будет усиливать опасные и катастрофические процессы. Похожая ситуация по экстремальным значениям солнечной активности и амплитуды колебания земной оси была в 1905, 1915—1916, 1936—1937, 1957—1958, 1978—1979, 1999—2000 годах прошлого столетия.

  Данная оценка является предварительной в связи с тем, что катастрофа происходит только тогда, когда сформировались условия для ее возникновения и система становится чувствительной к любым, даже минимальным, изменениям внешних условий или воздействиям. Для этого необходимо определить общее состояние анализируемой системы или объекта и, главное, как система откликается на внешние воздействия и нагрузки. Тем не менее в долгосрочном плане, еще до того, как такие условия начнут формироваться, можно:

• определить циклы и квазициклы будущих внешних воздействий на систему; 
     • определить ожидаемую катастрофичность системы как следствие и историю реагирования этой или подобной системы на внешние воздействия. 
 Достаточно достоверный прогноз можно дать, анализируя локальные геофизические параметры регионов за 20—90 дней до возможного катастрофического события. Исследования показывают, что локальные предвестники катастроф, на примере землетрясений, начинают проявляться последовательно и преимущественно за 14, 7 и 3 суток до катастрофы.

 
1.3 Опасные природные процессы

 

Как отмечалось выше, опасные природные процессы инициируются экстремальными изменениями гелиогеофизических и космических факторов и проявленной сейсмической активностью. В 2012 году ожидается их рост, следствием чего можно ожидать возрастание количества аномальных и опасных природных явлений и процессов.

Для достоверности представляемой прогностической оценки и для сравнения различных периодов времени на рис. 8—9 представлены графики сейсмической активности в 2010 году, рассчитанные по 18-летним лунным циклам. Пики этих функций соответствуют времени сильных землетрясений силой свыше 5М.

 
Рис. 8. Активизация опасных сейсмических процессов в 2010 году 
 
 В таблицах 1 представлены расчетные даты активизации сейсмически опасных процессов в 2010 году, а в табл. 2 сейсмические события, которые произошли в 2010 г.

 

Таблица.1 Расчетные даты проявления условий, способствующих активизации опасных сейсмических процессов и возникновению катастроф в 2010 году

Год	Месяц	День
2010	Январь	2,5,7,10,12*,14,17,23-24,27,29,31
2010	Февраль	1,3,5,7,9,13,15,16,19-20,24,28
2010	Март	3,6-7,9,11,14,17,19,23,25-26,28,31
2010	Апрель	3,.6-7,10,12,15,19,26,29
2010	Май	1,4,7,10,16,18,20,24,26,29-30
2010	Июнь	2,4,6,8,11,13,17,20,23,27
2010	Июль	1,3,5,7,10,13,16,18,20-21,23,25,30
2010	Август	1-2,4,6,9,13,16,18,21,23,25,29-30
2010	Сентябрь	3,5,7,9,12,14,16-18,22,25,28
2010	Октябрь	2,4,8,13,15,17,20,22,25,27,29
2010	Ноябрь	2,5,7,9,12-13,15,19,22,25,27,30
2010	Декабрь	2,4,8,10,13,16-17,20,23,26,29,31

*Синим цветом помечены  наиболее опасные периоды 

 
Таблица 2. Подтверждение прогноза наиболее опасных по активности сейсмических событий в 2010 году

 

           

 

 

Дата	Расчетные даты проявления условии, способствующих активизации опасных сейсмических процессов и возникновению катастроф в  2010 году, сутки по Гринвичу
12*января	На Гаити в 21 час 53 мин. По Гринвичу произошло землетрясение с М=7,1 повлекшее за собой многочисленные человеческие жертвы
17* января	На Тихоокеанском побережье основного острова Японии Хонсю зафиксировано землетрясение с магнитудой 5,5
15*февраля	В 21:50[кбр] в  100 км восточнее о-ва Симушир, 445 км северо-восточнее г. Курильска зарегистрировано землетрясение на глубине 43 км с магнитудой 4,8
10*июля	В Ставропольском крае в 08:58 произошел подземный толчок с магнитудой 2,8 в Тихом океане в районе острова Гуам в 11:01 произошло землетрясение с магнитудой 5,5
20*июля	В Иране произошло землетрясение в  14:07.20 июля. 2010 Trend Новости Ирана
21*июля	Два землетрясения с магнитудой  5,1 и 5,8 произошло на юге Ирана
28*сентября	Накануне вечером , 27 сентября , в Буратии произошло землетрясение с магнитудой 6,7 балла. Эпицентр подземных толчков находился в 45 км от поселка Усть-Баргузин в акватории озера Байкал, 28 сентября подземные удары с эпицентром в южной части Байкала сотясли земную кору с силой 10 баллов.Жители Байкальска ощущали 8-бальное землетрясение

                                                                                                                                           

          Усилится активизация циклонических процессов и опасных метеорологических процессов. Можно ожидать проявления двух крайностей: аномальная жара и засуха в одних районах и высокий уровень осадков и похолодание в других.

         Анализ всех прогнозируемых событий 2010 г. показал следующее: 
• в январе прогнозировалось 12 событий, произошло 10; 
• в феврале прогнозировалось 12 событий, произошло 12; 
• в марте прогнозировалось 13 событий, произошло 8; 
• в апреле прогнозировалось 9 событий, произошло 8. 
По итогам анализа можно сделать заключение о 82%-ном совпадении прогнозируемых расчетных дат опасных сейсмособытий с произошедшими в действительности.