Связь солнечных и земных явлений изучается уже давно. Основное внимание в прежних работах обращалось на установление статистических связей и статистических закономерностей. В настоящее время центральной задачей является всестороннее комплексное исследование отдельных индивидуальных случаев. Особое значение придается наблюдению вспышек солнечной радиации. Вспышки продолжаются обычно от нескольких минут до полутора часов. Они возникают в местах, где бывают видны пятна; поэтому раньше эффекты вспышек часто приписывались пятнам. Вспышки проявляются в усилении всех видов излучения Солнца. Они сопровождаются всегда более или менее интенсивными возмущениями в радиационных поясах и в верхних слоях атмосферы.
Ультрафиолетовое и рентгеновское излучения вспышки, уже через несколько минут после ее начала, усилят ионизацию в нижнем слое ионосферы, что приведет к усиленному поглощению коротких радиоволн и к нарушению радиосвязи на освещенной Солнцем стороне Земли. Интенсивные вспышки, как правило, вызывают полное прекращение коротковолновой радиосвязи.
Через несколько часов после вспышки поглощение может усилиться также в полярных шапках, в Арктике и Антарктике. Вызывается оно поступлением сюда солнечных протонов и электронов, выброшенных Солнцем при вспышке. Они проникают так глубоко в атмосферу, что могут быть отмечены счетчиками частиц на шарах-зондах на высоте 20—30 км.
Через день—два к Земле приходят еще более медленные частицы, которые вызывают магнитные и ионосферные возмущения. Они сопровождаются увеличением высоты ионосферы и уменьшением электронной концентрации в верхнем слое ее, что опять приводит к нарушениям радиосвязи как на дневной, так и на ночной стороне Земли.
Расширение верхних слоев атмосферы отмечается также удлинением периода обращения спутников.
При некоторых бурях наблюдается длительное уменьшение интенсивности космических лучей. Бывают, правда крайне редко, случаи, когда интенсивность космических лучей очень сильно возрастает потому, что вспышки сопровождаются излучением солнечных космических лучей. Из приведенных примеров видно, насколько важно иметь
одновременные непрерывные наблюдения за многими геофизическими явлениями по всему земному шару. Осуществление такой задачи возможно только при широком международном сотрудничестве.
ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В программу МГСС входят исследования только тех геофизических явлений, которые тесно связаны с солнечной деятельностью и ее циклическими изменениями. Круг таких явлений очень широк. К их числу относятся космические лучи, полярные сияния, изменения магнитного поля Земли, ионосферные явления, электрические токи в Земле,
Изменение интенсивности (в мкв) принимаемого радиосигнала (верхняя кривая) и магнитного поля (три нижние кривые) во время внезапного ионосферного возмущения 28 мая 1936 г., вызванного хромосферной вспышкой на Солнце
39
метеорологические явления в верхних слоях атмосферы и все, что происходит в радиационном поясе Земли.
В коротком сообщении невозможно перечислить все научные проблемы, которые будут изучаться в МГСС, поэтому мы остановимся только на некоторых вопросах, чтобы дать хотя бы самое общее представление о том, чем будут заниматься геофизики.
В настоящее время существуют различные предположения о том, что представляют собой потоки солнечных частиц, какова их форма, как они распространяются от Солнца к Земле и взаимодействуют с магнитным полем Земли. Распространено, например, предположение, что «солнечный ветер», образуемый потоком солнечных частиц, может сжимать силовые линии магнитного поля на освещенной Солнцем стороне Земли, захватывать и уносить часть линий на ночную сторону. Магнитное поле Земли на больших расстояниях от нее будет в таком случае отличаться от поля однородно намагниченного шара. Оно будет иметь границу на солнечной стороне на расстоянии 10—15 земных радиусов и будет простираться на сотни земных радиусов на ночной стороне. Это и другие подобные допущения можно проверить только прямыми измерениями магнитного поля и корпускулярной радиации при помощи спутников и космических ракет.
Наши знания об окружающем Землю
пространстве значительно возросли со времен запуска первого советского искусственного спутника Земли; но все же они недостаточны для того, чтобы можно было сделать выбор между различными, часто противоречивыми, предположениями.
Спутники и космические ракеты будут использованы в МГСС для самых разнообразных исследований. Очень возможно, что будут созданы спутники-обсерватории, которые проведут непрерывные наблюдения за излучением ультрафиолетовой радиации и рентгеновского излучения Солнца за пределами земной атмосферы. Намечено уделить большое внимание изучению магнитного поля и корпускулярной радиации в радиационном поясе Земли.
Спутники будут использованы также для практических целей. Метеорологические спутники будут наблюдать за облачным покровом Земли и измерять солнечную радиацию, приходящую на Землю, и излучение Земли в мировое пространство. Весьма возможно, что будут созданы ионосферные спутники для зондирования ионосферы сверху. Известно, что наземные ионосферные станции дают нам сведения о нижней половине ионосферы, до максимума электронной концентрации. Какова же структура ионосферы выше максимума, мы не знаем. Данные ионосферных спутников приобретут важное значение для расчета длин волн для радиосвязи, в том числе для связи с кораблями-спутниками. Спутники должны также про-
Изменение интенсивности космических лучей во время магнитных бурь. 11, 15 и 17 июля 1959 г.: 1 — жесткая, 2 — нейтронная компонента. Кружки — измерения в стратосфере на шарах-зондах
40
