Космические факторы имеют космическое происхождение. К ним относится поток космической пыли, космических лучей и т. д. Важнейший космический фактор - солнечная радиация. Лучи Солнца - источник энергии, используемой растениями в процессе фотосинтеза. Растениеводство можно рассматривать как систему мероприятий по интенсификации фотосинтеза культивируемых растений.[ ...]
Космические ресурсы, такие, как солнечная радиация, энергия морских приливов и подобные им, практически неисчерпаемы, и охрана их (например, Солнца) не может быть предметом охраны окружающей среды, так как человечество не располагает такими возможностями. Однако поступление солнечной энергии на поверхность Земли зависит от состояния атмосферы, степени ее загрязненности - тех факторов, которыми может управлять человек.[ ...]
ФАКТОР [лат. factor делаюший, производящий] - движущая спла совершающихся процессов или влияющее на процессы условие. Ф. антропогенный - фактор, обязанный своим происхождением деятельности человека. Ф. климатический - фактор, связанный с особенностями поступления солнечной энергии, циркуляции воздушных масс, баланса тепла и влаги, атмосферного давления и других климатических процессов. Ф. космический фактор, источником которого служат процессы, проходлщие вне Земли (изменения солнечной активности, поток космических лучей и т. п.). Ф. трансформирующий - 1) любое внутреннее или внешнее по отношению к индивиду воздействие, вызывающее стойкие процеосы адаптации.[ ...]
Космическая медицина - комплекс наук, охватывающих медицинские, биологические и другие научные исследования и мероприятия, направленные на обеспечение безопасности и создания оптимальных условий жизнедеятельности человека в космическом полете и при выходе в космическое пространство. К ее разделам относятся: исследование влияния условий и факторов космического полета на организм человека, устранение их неблагоприятного действия и разработка профилактических мер и средств; обоснование и формулирование медицинских требований к системам жизнеобеспечения обитаемых космических объектов; профилактика и лечение заболеваний; медицинские обоснования рационального построения систем управления космическим объектом; разработка медицинских методов отбора и подготовки космонавтов.[ ...]
О космическом воздействии на биосферу свидетельствует закон преломления космических воздействий: космические факторы, оказывая воздействие на биосферу и особенно ее подразделения, подвергаются изменению со стороны экосферы планеты и потому по силе и времени проявления могут быть ослаблены и сдвинуты или даже полностью утерять свой эффект. Обобщение здесь имеет значение в связи с тем, что зачастую идет поток синхронного воздействия солнечной активности и других космических факторов на экосистемы Земли и населяющие ее организмы (рис. 12.57).[ ...]
Роль факторов, не зависящих от плотности населения, в формировании циклов динамики численности связана с цикличным характером многолетних изменений климата и типов погод. На этой основе возникла гипотеза «климатических циклов» численности (Ch. В настоящее время эта гипотеза получила «второе рождение» в вид« концепции связи динамики численности животных с одиннадцатилетними циклами солнечной активности. В частности, в раде случаев совпадение циклов численности млекопитающих (главным образом грызунов) и солнечной активности ухается зарегистрировать объективно. Так, обнаружена корреляция уровней солнечной активности и многолетних изменений численности калифорнийской полевки Micmtus califomicus; полагают, что это может быть результатом как прямого действия космического фактора, так и скоррелированных с солнечной активностью вторичных факторов, в частности климата. Прямое влияние погоды в этих наблюдениях отмечено и в меньших масштабах времени.[ ...]
На борту космического корабля на организм космонавта непрерывно действует необычный для жителей Земли фактор - невесомость. Силы притяжения отсутствуют, тело делается непривычно легким, при этом кровь тоже делается невесомой.[ ...]
Основным фактором, воздействующим и влияющим на атмосферу и на Землю вообще, является, безусловно, Солнце. Атмосфера, ее структура и состав во многом зависят от солнечного электромагнитного излучения как основного внешнего источника энергии. Существенно влияют на атмосферу и корпускулярные потоки солнечного ветра, солнечных и галактических космических лучей. Заметно влияют на атмосферу и другие внешние факторы, такие как гравитационные воздействия Солнца и Луны, магнитные, электрические поля Земли и т.д.[ ...]
К внешним факторам относятся: изменение освещенности (фотопериодизм), температуры (термопериодизм), магнитного поля, интенсивности космических излучений, приливы и отливы, сезонные и солнеЧно-лунные влияния.[ ...]
ИОНИЗАТОРЫ АТМОСФЕРЫ. Факторы, приводящие к образованию в атмосфере легких ионов (см. ионизация атмосферы). Эти факторы: радиоактивные излучения, связанные с радиоактивными элементами в почве и горных породах и их эманациями; ультрафиолетовая и рентгенова солнечная радиация, космическое и солнечное корпускулярные излучения (в ионосфере). Второстепенное значение имеют тихие электрические разряды, горение.[ ...]
Множество экологических факторов на нашей планете, в первую очередь световой режим, температура, давление и влажность воздуха, атмосферное электромагнитное поле, морские приливы и отливы и др. под влиянием этого вращения закономерно изменяются. На живые организмы воздействуют и такие космические ритмы, как периодические изменения солнечной активности. Для Солнца характерен 11-летний и целый ряд других циклов. Существенное влияние оказывают на климат нашей планеты изменения солнечной радиации. Помимо циклического воздействия абиотических факторов внешними ритмами для любого организма являются и закономерные изменения активности, а также поведение других живых существ.[ ...]
УСЛОВИЯ СРЕДЫ - совокупность факторов - от космических воздействий Вселенной на Солнечную систему до непосредственного воздействия окружающей среды на отдельную особь, популяцию или сообщество.[ ...]
СВЕТ - важнейший экологический фактор космической природы, который дает энергию для продуцирования первичного органического вещества фотоавтотрофам (содержащим хлорофилл зеленым растениям и цианобактериям) и является неисчерпаемым ресурсом, так как постоянно поступает на Землю в результате солнечной радиации..[ ...]
Установление А.Л. Чижевским влияния космических факторов на земные процессы поставило его в этом направлении научных исследований в один ряд с пионерами космического естествознания - А. Гумбольдтом, К.Э. Циолковским, В.И. Вернадским.[ ...]
Основными этапами подготовки и выполнения космических полетов, определяющих степень материальных и физических факторов воздействия на экосферу и околоземное пространство, являются: строительство и эксплуатация космодромов; предстартовая подготовка и обслуживание; активный и пассивный участки полета; коррекция и маневрирование КА на траектории полета; довыведение КА с промежуточной на рабочую орбиту; полет и маневрирование КА в космическом пространстве и возвращение на Землю.[ ...]
Особенности воздействия на биосферу со стороны космических факторов и проявлений солнечной активности состоят в том, что поверхность нашей планеты (где сосредоточена "пленка жизни") как бы отделена от Космоса мощным слоем вещества в газообразном состоянии, т. е. атмосферой. Абиотическая компонента наземной среды включает совокупность климатических, гидрологических, почвенно-грунтовых условий, т. е. множество динамичных во времени и пространстве элементов, связанных между собой и влияющих на живые организмы. Атмосфере как среде, воспринимающей космические и связанные с Солнцем факторы, принадлежит важнейшая климатоформирующая функция.[ ...]
Реакция организма животных на информационный экологический фактор зависит не только от его качества, но и от количества (интенсивности). Примером может служить ответная реакция животных на воздействие звуковой сигнализации (шума). Естественный шумовой фон влияет на организмы благоприятно - он является одним из немаловажных факторов оптимального функционирования особей, популяций и биоценозов. Естественным считается шум, равный звукам, возникающим при течении рек, движении ветра, шелесте листвы, дыхании животных и т. д. Резкое снижение или, наоборот, повышение шумового фона - лимитирующий фактор, негативно влияющий на организм. Мертвая» тишина в космическом корабле негативно влияет на психологическое состояние космонавтов, их клинико-физиологи-ческий статус. Негативное влияние на организм оказывают и слишком сильные шумы. Они обладают раздражающим действием, нарушают деятельность органов пищеварения и обмена веществ у млекопитающих и птиц.[ ...]
Молодая Земля сразу же после своего образования была холодным космическим телом, и в ее недрах температура еще нигде не превышала температуру плавления вещества. Об этом, в частности, свидетельствует полное отсутствие на Земле очень древних изверженных (да и любых других) пород с возрастом старше 4 млрд лет, а также изотопносвинцовые отношения, показывающие, что процессы дифференциации земного вещества начались заметно позже времени образования самой Земли и протекали без существенного плавления. Кроме того, на земной поверхности тогда не было ни океанов, ни атмосферы. Поэтому эффективная механическая добротность Земли в тот ранний период ее развития, который мы в дальнейшем будем называть катархейским, была сравнительно высокой. По сейсмическим данным, в развитой океанической литосфере, т.е. в холодном земном веществе мантийного состава, фактор добротности находится в пределах от 1000 до 2000, тогда как в частично расплавленной астеносфере под вулканами его значение сниясается до 100.[ ...]
Но, сверх того, биолог не может не принимать во внимание одного фактора, им оставляемого в стороне. Фактором этим является основная форма энергии, которая проявляется в биосфере и лежит в основе всех ее геологических явлений, в том числе и живого вещества. Энергия эта - не только энергия Солнца, которая нам представляется геологически вечной и колебаний в которой в течение эволюционного процесса незаметно, но и другая космическая энергия, которая, по-видимому, неизбежно меняется по своей интенсивности в течение эволюционного процесса.[ ...]
Ионизацию нижней и средней атмосферы определяют в основном следующие факторы: космические лучи, ионизирующие всю атмосферу; УФ и рентгеновское излучение Солнца. Ионизирующее действие УФ и рентгеновского излучения проявляется на высотах более 50-60 км.[ ...]
Изменения ионосферы в полярных областях Земли также связаны с солнечными космическими лучами, которые вызывают ионизацию. При мощных вспышках солнечной активности воздействие солнечных космических лучей может кратковременно превышать обычный фон галактических космических лучей. В настоящее время наукой накоплено много фактических материалов, иллюстрирующих влияние космических факторов на биосферные процессы. Доказана, в частности, чувствительность беспозвоночных животных к изменениям солнечной активности, установлена корреляция ее вариаций с динамикой нервной и сердечно-сосудистой систем человека, а также с динамикой заболеваний - наследственных, онкологических, инфекционных и др.[ ...]
Бесконечно велико количество и бесконечно разнообразно качество физико-химических факторов окружающей нас со всех сторон среды - природы. Мощные взаимодействующие силы исходят из космического пространства. Солнце, Луна, планеты и бесконечное число небесных тел связаны с Землею невидимыми узами. Движение Земли управляется силами тяготения, которые вызывают в воздушной, жидкой и твердой оболочках нашей планеты ряд деформаций, заставляют их пульсировать, производят приливы. Положение планет в Солнечной системе влияет на распределение и напряженность электрических и магнитных сил Земли.[ ...]
В. И. Вернадский одним из первых осознал, что человечество стало мощной геологической и, возможно, космической силой, способной преобразовывать природу в больших масштабах. Он отмечал, что человек охватил своей жизнью, культурой всю биосферу и стремится еще больше углубить и расширить сферу своего влияния. Биосфера, с его точки зрения, постепенно преобразуется в ноосферу - сферу разума. В. И. Вернадский рассматривал ноосферу как высшую стадию развития биосферы, когда определяющим фактором становится разумная деятельность человека. Преобразование биосферы в ноосферу он связывал с развитием науки, углублением научного проникновения в суть происходящих в природе процессов и организацией на этой основе рациональной человеческой деятельности. В. И. Вернадский был убежден, что ноосферное человечество найдет путь к восстановлению и сохранению экологического равновесия на планете, разработает и осуществит на практике стратегию бескризисного развития природы и общества. При этом он полагал, что человек вполне способен принять на себя функции управления экологическим развитием планеты в целом.[ ...]
После многочисленных международных экспедиций в Антарктиде было установлено, что помимо различных физико-географических факторов все же основным является наличие в атмосфере значительного количества хлорфторуглеродов (фпеонов). Последние широко применяются и производстве и быту в качестве хладоагентов, пенообразователей, растворителей в аэрозольных упаковках и т.д. Фреоны, поднимаясь в верхние слои атмосферы, подвергаются фотохимическому разложению с образованием окиси хлора, интенсивно разрушающей озон. Всего в мире производится около 1300 тыс. т озоноразрушающих веществ. В последние годы установлено, что выбросы сверхзвуковых самолетов могут привести к разрушению 10% озонного слоя атмосферы, так один запуск космического корабля типа “Шаттл” приводит к “гашению” не менее 10 млн т озона. Одновременно с истощением озонового слоя в стратосфере отмечается увеличение концентрации озона в тропосфере у поверхности Земли, но это не сможет компенсировать истощение озонового слоя, так как его масса в тропосфере едва составляет 10% от массы в озоносфере.[ ...]
В 1975 г. Секция химико-технологических и химических наук Президиума АН СССР в своем постановлении отметила значение проблемы “Влияние космических факторов на процессы, происходящие на Земле”, подчеркнув, что выдающаяся заслуга в постановке и разработке этой проблемы “принадлежит А.Л. Чижевскому, впервые высказавшему идею о тесной зависимости явлений, происходящих в биосфере, от космических факторов, и академику В.И. Вернадскому - создателю учения о биосфере” .[ ...]
ОБЛУЧЕНИЕ - воздействие ка живой организм любых видов излучений: инфракрасного (тепловое О.), видимого н ультрафиолетового солнечного света, космических лучей и ионизирующих излучений земного происхождения. Биологическое действие О. заалсит от дозы, вида и энергии О., сопутствующих факторов и физиологического состояния организма. О. внешнее - облучение тела от источников ионизирующего излучения, находящихся вне его. О. внутреннее- облучение тела от источников ионизирующего излучения, находящихся внутри него. О - я условия модифицирующие - время, локализация, сопутствующие факторы, Если мощность дозы (количество энергии излучения, поглощенное в единицу времени) очень мала, то даже ежедневные облучения в течение всей жизни человека не смогут оказать заметно выраженного поражающего действия.[ ...]
Рассмотренная в главе 4 структура атмосферы сформировалась как результат комплексного воздействия на воздушную оболочку нашей планеты двух факторов - космического пространства, в основном на верхние слои, и земной поверхности через посредство нижних слоев.[ ...]
Примеси природного происхождения, как правило, не являются загрязнением атмосферы, за исключением тех случаев, когда они временно оказываются либо лимитирующими факторами по отношению к живым организмам, либо существенно (но в основном локально) изменяют некоторые физико-химические свойства атмосферы, например ее прозрачность, отражательную способность, тепловой режим. Так, космическая пыль (высокодисперсные остатки от разрушения и сгорания метеоритного вещества), дым и сажа от лесных и степных пожаров, пыли от выветривания горных пород или захваченные ветровыми потоками поверхностные массы почвы и песка, в том числе при пыльных и песчаных бурях, смерчах, ураганах, не являются загрязняющими веществами. Иногда взвешенные в воздухе высокодисперсные пылевидные частицы в штилевых условиях могут служить ядрами конденсации влаги и способствовать образованию туманов. В результате испарения брызг воды в воздухе над поверхностью морей и океанов постоянно находятся мельчайшие кристаллы солей. Многотонные массы твердого вещества извергаются из кратеров действующих вулканов.[ ...]
Выведение водорода из круговорота при его связывании в отличные от воды химические соединения (рассеянное органическое вещество горных пород, гипергенные силикаты), а также при рассеянии в космическом пространстве - весьма важный фактор с точки зрения эволюции условий на нашей планете. Без удаления водорода, а только при его перераспределении между резервуарами не могли бы произойти изменения окислительновосстановительного баланса в сторону формирования окислительной обстановки на Земле.[ ...]
СТРАТОСФЕРНЫЕ АЭРОЗОЛИ. Аэрозольные частички в стратосфере, являющиеся результатом вулканических извержений, заноса ядер конденсации из тропосферы при сильной конвекции, действий реактивной авиации и пр., также частички космической пыли. Их возрастание увеличивает планетарное альбедо Земли и понижает температуру воздуха; поэтому С. А. являются глобальным фактором климата.[ ...]
Жизнь на Земле сформировалась под действием условий среды. Последняя представляет собой совокупность энергии, материальных тел, явлений, которые находятся во взаимодействии (прямом и косвенном). Понятие это очень обширное: от космических воздействий Вселенной на Солнечную систему, влияния Солнца как основного источника энергии, на земные процессы до непосредственных воздействий окружающей среды (в том числе и человека) на отдельную особь, популяцию, сообщество. В понятие условий среды входят компоненты, не влияющие или мало влияющие на жизнедеятельность организмов (инертные газы атмосферы, абиогенные элементы земной коры) и те, которые существенно влияют на жизнедеятельность биоты. Их называют экологическими факторами (свет, температура, вода, движения воздуха и его состав, свойства почв, засоление, радиоактивность и др.). Экологические факторы действуют совместно, хотя в ряде случаев один фактор преобладает над другими и является определяющим в ответных реакциях живых организмов (например, температура в арктической и субарктической зонах или пустынях).[ ...]
Биодинамическая система земледелия применяется в Швеции, Дании, Германии. Она включает основные принципы, характерные для других альтернативных систем сельского хозяйства. Отличие этой системы земледелия от других состоит в том, что помимо биокосных элементов она учитывает космические факторы и их ритм, влияющие на прохождение фенофаз выращиваемых культур.[ ...]
В нашей стране проблеме «экология человека» посвящено достаточное количество работ, однако пока еще нет единого мнения в отношении правомерности такой науки и ее предмета. Так, Г. И. Царегородцев (1976) употребил термин «экология человека» для обозначения «взаимодействия человечества с природными факторами окружающей среды». Ю. П. Лисицин (1973), А. В. Ка цура, И. В. Новик (1974), О. В. Бароян (1975) и другие полагают, что «экология человека» должна изучать оптимальные условия жизни человека как биологического вида (климатические, погодные, космические и др.) и социального существа (психологические, общественные, экономические, политические и др.).[ ...]
Атмосфера - газовая оболочка Земли. Состав сухого атмосферного воздуха: азот - 78,08 %, кислород - 20,94 %, диоксид углерода - 0,033 %, аргон - 0,93 %. Остальное - примеси: неон, гелий, водород и др. Пары воды составляют 3-4 % от объема воздуха. Плотность атмосферы на уровне моря 0,001 г/см ’. Атмосфера защищает живые организмы от вредного воздействия космических лучей и ультрафиолетового спектра солнца, а также предотвращает резкое колебание температуры планеты. На высоте 20-50 км основная часть энергии ультрафиолетовых лучей поглощается за счет превращения кислорода в озон, образуя озоновый слой. Суммарное содержание озона не более 0,5 % массы атмосферы, составляющей 5,15-1013 т. Максимум концентрации озона на высоте 20-25 км. Озоновый экран - важнейший фактор сохранения жизни на Земле. Давление в тропосфере (приземный слой атмосферы) уменьшается на 1 мм рт. столба при подъеме на каждые 100 метров.[ ...]
Длительное время считали, что спонтанные мутации являются беспричинными, однако теперь по этому вопросу существуют другие представления, сводящиеся к тому, что спонтанные мутации не являются беспричинными, что они являются результатом естественных процессов, протекающих в клетках. Они возникают в условиях природного радиоактивного фона Земли в виде космического излучения, радиоактивных элементов на поверхности Земли, радионуклидов, инкорпорированных в клетки организмов, которые вызывают эти мутации или в результате ошибок репликации ДНК. Факторы естественного радиоактивного фона Земли вызывают изменения в последовательности оснований или повреждения оснований подобно тому, как это имеет место в случае индуцированных мутаций (см. ниже).[ ...]
Атмосферный аэрозоль, как весьма малая, но, пожалуй, наиболее изменчивая примесь в атмосфере, играет большую роль в самых разнообразных научных и прикладных.вопросах физики атмосферы. Практически аэрозоль целиком определяет оптическую погоду и чрезвычайно изменчивый режим прямой и рассеянной радиации в атмосфере. Все более четко осознается роль аэрозоля в радиационном режиме атмосферы и в информативности космических оптических методов исследования Земли . Аэрозоль - активный участник и часто конечный продукт сложнейших циклов химических и фотохимических реакций в атмосфере. Велика роль аэрозоля как одного из озоноактивных компонент атмосферы.. Аэрозоль может быть как источником, так и стоком атмосферного озона, например, за счет гетерогенных реакций различных газовых примесей в атмосфере . Возможно, что именно каталитическое действие аэрозоля, имеющего тонкую структуру распределения по высоте, определяет наблюдаемую Розеном и Кондратьевым корреляцию слоев аэрозоля и озона. Спектральное ослабление аэрозоля солнечной прямой и рассеянной радиации является очень трудно учитываемым фактором для правильного определения содержания примесей атмосферь птическими методами. Поэтому исследование аэрозоля и прежде всего его спектральных, свойств является естественной составной частью озонометрических исследований.[ ...]
Свободная поверхность океанов и морей называется у ровен-ной поверхностью. Она представляет собой поверхность, перпендикулярную в каждой точке направлению равнодействующей всех сил, действующих на нее в данном месте. Поверхность Мирового океана под влиянием различных сил испытывает периодические, непериодические и другие колебания, отклоняясь от среднего многолетнего значения, наиболее близкого к поверхности геоида. Основные силы, вызывающие эти колебания, можно объединить в следующие группы: а) космические - приливообразующие силы; б) физико-механические, связанные с распределением солнечной радиации по поверхности Земли, и воздействием атмосферных процессов, как, например, изменения в распределении давления и ветров, выпадение осадков, колебания величин речного стока и других гидрометеорологических факторов; в) геоди-намические, связанные с тектоническими движениями земной коры, сейсмическими и геотермическими явлениями.[ ...]
Как уже упоминалось, пресные воды рек и озер, нашего основного источника водоснабжения, различны. Эта различия возникли изначально и связаны с климатической зоной и особенностями местности, в которой находится водоем. Вода - универсальный растворитель, а это значит, что ее насыщенность минералами зависит от почвы и залегающих под нею горных пород. Кроме того, вода подвижна, и, следовательно, на ее состав влияют выпадающие осадки, таяние снегов, половодье и притоки, впадающие в более крупную реку или озеро. Взять, например, Неву, основной источник питьевой воды Петербурга: в основном ее питает водой Ладожское озеро, одно из самых пресных озер мира. Ладожская вода содержит мало солей кальция и магния, что делает ее очень мягкой, мало в ней алюминия, марганца и никеля, зато довольно много азота, кислорода, кремния, фосфора. Наконец, микробиологический состав воды зависит от водной флоры и фауны, от лесов и лугов на берегах водоема и еще от множества других причин, не исключая факторы космического свойства. Так, патогенность микробов резко возрастает в годы солнечной активности: прежде почти безвредные становятся опасными, а опасные - просто смертельными.
Из книги «Письма Махатм» известно, что еще в конце 19-го века Махатмы дали понять, что причина изменения климата кроется в изменении количества космической пыли в верхних слоях атмосферы. Космическая пыль присутствует в космическом пространстве повсюду, но есть области с повышенным содержанием пыли и есть с меньшим. Солнечная система в своем движении пересекает и те и другие, и это отражается на климате Земли. Но как это происходит, каков механизм воздействия этой пыли на климат?
В данном сообщении обращается внимание на пылевой хвост, но снимок также хорошо демонстрирует реальные размеры пылевой «шубы» – она просто огромна.
Зная, что диаметр Земли равен 12 тыс. км., можно сказать, что толщина её составляет в среднем не менее 2 000 км. Эта «шуба» притянута Землей и напрямую воздействует на атмосферу, сжимая её. Как и было сказано в ответе: «… прямое воздействие последней на внезапные изменения температуры …» – действительно прямое в настоящем смысле этого слова. В случае уменьшения массы космической пыли в этой «шубе», когда Земля проходит космическое пространство с меньшей концентрацией космической пыли, сила сжатия уменьшается и происходит расширение атмосферы, сопровождающееся её охлаждением. Именно это подразумевалось в словах ответа: «…что ледниковые периоды, также как и периоды, когда температура подобна «каменноугольному веку», происходят от уменьшения и увеличения или, скорее, расширения нашей атмосферы, расширения, которое само обязано тому же метеорному присутствию», т.е. обязано меньшему присутствию космической пыли в этой «шубе».
Другой яркой иллюстрацией существования этой наэлектризованной газопылевой «шубы», могут служить уже известные всем электрические разряды в верхней атмосфере, идущие от грозовых облаков в стратосферу и выше. Область этих разрядов занимает высоту от верхней границы грозовых облаков, откуда берут начало голубые «джеты», до 100-130 км, где возникают гигантские вспышки красных «эльфов» и «спрайтов» . Этими разрядами через грозовые облака обмениваются две большие наэлектризованные массы – Земля и масса космической пыли в верхней атмосфере. По сути, «шуба» эта в своей нижней части начинается от верхней границы облакообразования. Ниже этой границы происходит конденсация атмосферной влаги, где частицы космической пыли участвуют в создании ядер конденсации. Далее пыль эта выпадает на земную поверхность вместе с осадками.
В начале 2012 года в Интернете появились сообщения на интересную тему. Вот одно из них : (Комсомольская правда, 28 Фев. 2012)
«Спутники НACA пoкaзaли: нeбo cтaлo oчeнь близкo к Зeмлe. За пocлeднee дecятилeтиe – c мaртa 2000 гoдa по фeврaль 2010 гoдa – выcoтa cлoя oблaкoв cнизилacь на 1 прoцeнт или, другими cлoвaми, на 30-40 мeтрoв. И это cнижeниe в ocнoвнoм oбуcлoвлeнo тем, что вce мeньшe oблaкoв cтaлo фoрмирoвaтьcя на больших выcoтaх, cooбщaeт infoniac.ru. Там их фoрмируeтcя c каждым гoдoм вce мeньшe. К тaкoму трeвoжнoму вывoду пришли учeныe из Унивeрcитeтa Oклeндa (Нoвaя Зeлaндия), прoaнaлизирoвaв дaнныe пeрвых 10 лет измeрeний выcoтнocти oблaкoв, пoлучeнныe мнoгoуглoвым cпeктрoрaдиoмeтрoм (MISR) c кocмичecкoгo aппaрaтa NASA Тeррa.
Пoкa мы тoчнo не знaeм, что вызвaлo cнижeниe выcoты oблaкoв, – признaлcя иccлeдoвaтeль прoфeccoр Рoджeр Дэвис (Roger Davies). – Но вoзмoжнo это прoизoшлo из-за измeнeний в циркуляции, кoтoрaя приводит к фoрмирoвaнию oблaкoв на бoльшoй выcoтe.
Климaтoлoги прeдупрeждaют: ecли oблaкa будут прoдoлжaть cнижaтьcя, то это мoжeт иметь вaжнoe влияние на глoбaльнoe измeнeниe климaтa. Бoлee низкий cлoй oблaчнocти мoжeт пoмoчь Зeмлe oхлaждaтьcя и притoрмoзить глoбaльнoe пoтeплeниe, oтвoдя тeплo в кocмoc. Но он, тaкжe, мoжeт прeдcтaвлять coбoй oтрицaтeльный эффект oбрaтнoй связи, то ecть измeнeниe, вызвaннoe глoбaльным пoтeплeниeм. Oднaкo, пoкa учeныe не могут дать oтвeт на то, мoжнo ли чтo-тo cкaзaть o будущем нaшeгo климaтa, ocнoвывaяcь на данных oблaкoв. Хотя oптимиcты cчитaют, что 10-лeтний пeриoд нaблюдeний cлишкoм кoрoткий, чтобы дeлaть тaкиe глoбaльныe выводы. Статья об этом опубликована в журнале Geophysical Research Letters».
Вполне можно предположить, что положение верхней границы образования облаков напрямую зависит от степени сжатия атмосферы. То, что обнаружили ученые из Новой Зеландии, возможно, есть следствие усиления сжатия, и в дальнейшем может служить индикатором изменения климата. Так, например, при повышении верхней границы облакообразования, можно делать выводы о начале глобального похолодания. В настоящее же время их исследования могут свидетельствовать о том, что глобальное потепление продолжается.
Само потепление происходит неравномерно на отдельных территориях Земли. Есть области, где среднегодовое повышение температуры значительно превышает среднее на всей планете, достигая 1,5 – 2,0°С. Также есть территории, где погода меняется даже в сторону похолодания. Однако средние результаты показывают, что в целом за столетний период среднегодовая температура на Земле увеличилась приблизительно на 0,5°С .
Земная атмосфера – открытая, рассеивающая энергию система, т.е. она поглощает тепло от Солнца и земной поверхности, она же и излучает тепло обратно к поверхности Земли и в открытый космос. Эти тепловые процессы описываются тепловым балансом Земли. При установившемся тепловом равновесии Земля излучает в космос ровно столько тепла, сколько получает его от Солнца. Такой тепловой баланс можно назвать нулевым. Но тепловой баланс может быть положительным при потеплении климата и может быть отрицательным при похолодании. То есть при положительном балансе Земля поглощает и накапливает тепла больше, нежели излучает в космос. При отрицательном балансе – наоборот. В настоящее время Земля имеет явно положительный тепловой баланс. В феврале 2012 года в Интернете появилось сообщение о работе на эту тему ученых из США и Франции. Вот выдержка из сообщения :
«Ученые переопределили тепловой баланс Земли
Наша планета продолжает впитывать больше энергии, чем возвращает в космос, выяснили исследователи из США и Франции. И это несмотря на чрезвычайно долгий и глубокий последний солнечный минимум, который означал сокращение потока лучей, которые поступали от нашей звезды. Группа ученых, возглавляемая Джеймсом Хансеном, директором института космических исследований Годдарда (GISS), выполнила наиболее точный на данный момент подсчет энергетического баланса Земли за период с 2005 по 2010 год включительно.
Оказалось, планета поглощает сейчас в среднем по 0,58 ватта избыточной энергии на каждый квадратный метр поверхности. Такое текущее превышение прихода над расходом. Это значение - несколько ниже, чем свидетельствовали предварительные оценки, однако оно говорит о долгосрочном повышении средней температуры. (…) С учетом других наземных, а также спутниковых измерений Хансен и его коллеги определили, что верхний слой основных океанов впитывает 71% указанной избыточной энергии, Южный океан - еще 12%, абиссаль (зона между 3 и 6 километрами глубины) поглощает 5%, льды - 8% и земля - 4%».
«… в глобальном потеплении последнего столетия нельзя обвинять большие колебания в солнечной активности. Возможно, в будущем влияние Солнца на эти соотношения изменится, если сбудется прогноз о его глубоком сне. Но пока причины изменения климата в последние 50-100 лет приходится искать в другом. …».
Искать, вероятнее всего, следует в изменении среднего давления атмосферы. Принятая в 20-х годах прошлого века Международная стандартная атмосфера (МСА) устанавливает давление 760 мм. рт. ст. на уровне моря, на широте 45° при среднегодовой поверхностной температуре 288К (15°С). Но сейчас уже не та атмосфера, что была 90 – 100 лет назад, т.к. явно изменились её параметры. Сегодняшняя атмосфера в результате потепления должна иметь среднегодовую температуру 15,5°С при новом давлении на уровне моря на той же широте. Стандартная модель земной атмосферы связывает зависимостью температуру и давление от высоты над уровнем моря, где на каждые 1000 метров высоты тропосферы от уровня моря температура понижается на 6,5°С. Нетрудно посчитать, что на 0,5°С приходится 76,9 метров высоты. Но если мы возьмём по этой модели поверхностную температуру 15,5°С, которую мы имеем в результате глобального потепления, то она нам покажет 76,9 метров ниже уровня моря. Это говорит о том, что старая модель не отвечает сегодняшним реалиям. Справочники нам говорят, что при температуре 15°С в нижних слоях атмосферы давление уменьшается на 1 мм. рт. ст. с подъёмом на каждые 11 метров . Отсюда мы можем узнать перепад давления соответствующий перепаду высот 76,9 м ., и это будет самый простой способ определения прироста давления приведшего к глобальному потеплению.
Прирост давления будет равен:
76,9 / 11 = 6,99 мм. рт. ст.
Однако мы можем более точно определить давление, приведшее к потеплению, если обратимся к работе академика (РАЕН) Института океанологии им. П.П.Ширшова РАН О.Г.Сорохтина «Адиабатическая теория парникового эффекта» Эта теория строго научно даёт определение парникового эффекта планетной атмосферы, даёт формулы определяющие поверхностную температуру Земли и температуру на любом уровне тропосферы, а также раскрывает полную несостоятельность теорий о влиянии «парниковых газов» на потепление климата. Эта теория применима для объяснения изменения температуры атмосферы в зависимости от изменения среднего атмосферного давления. Согласно этой теории, как принятая в 20-х годах МСА, так и реальная на сегодняшний момент атмосфера должны подчиняться одной и той же формуле определения температуры на любом уровне тропосферы.
Итак, «Если входным сигналом является так называемая температура абсолютно чёрного тела, характеризующая нагрев тела, удалённого от Солнца на расстояние Земля–Солнце, только за счёт поглощения солнечного излучения (T bb = 278,8 К = +5,6 °С для Земли), то средняя приземная температура T s линейно зависит от неё»:
Т s = b α ∙ Т bb ∙ р α , (1)
где b – масштабный множитель (если измерения проводить в физических атмосферах, то для Земли b = 1,186 атм–1); T bb = 278,8 К = +5,6 °С – нагрев поверхности Земли только за счёт поглощения солнечного излучения; α – показатель адиабаты, среднее значение которого для влажной, поглощающей ИК-излучение тропосферы Земли равно 0,1905» .
Как видно из формулы, температура T s зависит ещё и от давления р.
И, если нам известно, что средняя приземная температура по причине глобального потепления повысилась на 0,5 °С и равна теперь 288,5 К (15,5°С), то мы можем из этой формулы узнать какое давление на уровне моря привело к этому потеплению.
Преобразуем уравнение и найдем это давление:
р α = Т s : (b α ∙ Т bb),
р α =288,5 : (1,186 0,1905 ∙ 278,8) = 1,001705,
р = 1,008983 атм;
или 102235,25 Па;
или 766,84 мм. рт. ст.
Из полученного результата видно, что к потеплению привело повышение среднего атмосферного давления на 6,84 мм. рт. ст. , что довольно близко к полученному выше результату. Это небольшая величина, если учесть, что погодные перепады атмосферного давления в пределах 30 – 40 мм. рт. ст. обычное явление для отдельно взятой местности. Перепад же давления между тропическим циклоном и континентальным антициклоном может достигать 175 мм. рт. ст. .
Итак, сравнительно небольшое среднегодовое повышение атмосферного давления привело к заметному потеплению климата. Это дополнительное сжатие внешними силами говорит о совершении определенной работы. И не имеет значения, сколько времени было затрачено на этот процесс – 1 час, 1 год или 1 столетие. Имеет значение результат этой работы – повышение температуры атмосферы, которое свидетельствует о повышении её внутренней энергии. И, так как атмосфера Земли является открытой системой, то образующийся избыток энергии она должна отдавать в окружающую среду до установления нового уровня теплового баланса с новой температурой. Окружающей средой для атмосферы является земная твердь с океаном и открытый космос. Земная твердь с океаном, как отмечалось выше, в настоящее время « … продолжает впитывать больше энергии, чем возвращает в космос» . А вот с излучением в космос дело обстоит иначе. Радиационное излучение тепла в космос характеризуется радиационной (эффективной) температурой T e , под которой эта планета видна из космоса, и которая определяется так:
Где σ = 5,67 . 10 –5 эрг/(см 2 . с. К 4) – постоянная Стефана–Больцмана, S – солнечная постоянная на удалении планеты от Солнца, А – альбедо, или отражательная способность, планеты, в основном регулируемая её облачным покровом. Для Земли S = 1,367 . 10 6 эрг/(см 2 . с), А ≈ 0,3 , следовательно T e = 255 К (-18 °С);
Температура 255 К (-18 °С) соответствует высоте 5000 метров, т.е. высоте интенсивного облакообразования, высота которого, как утверждают ученые из Новой Зеландии, снизилась на 30-40 метров за последние 10 лет. Следовательно, площадь сферы, излучающей тепло в космос, при сжатии атмосферы извне уменьшается, а, значит, уменьшается и излучение тепла в космос. Этот фактор явно влияет в сторону потепления. Далее, из формулы (2) видно, что радиационная температура излучения Земли зависит практически только от А – альбедо Земли. Но любое повышение поверхностной температуры усиливает испарение влаги и увеличивает облачность Земли, а это, в свою очередь, повышает отражательную способность земной атмосферы, а значит, и альбедо планеты. Повышение же альбедо приводит к понижению радиационной температуры излучения Земли, следовательно, к снижению теплового потока уходящего в космос. Здесь надо отметить, что в результате повышения альбедо увеличивается отражение солнечного тепла от облаков в космос и сокращается его поступление на земную поверхность. Но даже если влияние этого фактора, действующего в противоположном направлении, полностью компенсирует влияние фактора повышения альбедо, то и тогда налицо факт того, что весь избыток тепла остаётся на планете . Вот почему даже незначительное изменение среднего атмосферного давления ведёт к заметному изменению климата. Повышению атмосферного давления способствует также и рост самой атмосферы за счет увеличения количества газов привносимых с метеорным веществом. Такова в общих чертах схема глобального потепления от повышения атмосферного давления, первоначальная причина которого лежит в воздействии космической пыли на верхнюю атмосферу.
Как уже было отмечено, потепление происходит неравномерно на отдельных территориях Земли. Следовательно, где-то повышения давления нет, где-то даже отмечено понижение, а там где повышение имеет место, оно может объясняться влиянием глобального потепления, ведь температура и давление взаимозависимы в стандартной модели земной атмосферы. Само же глобальное потепление объясняется повышением содержания в атмосфере техногенных «парниковых газов». Но в действительности это не так.
Чтобы убедиться в этом, обратимся еще раз к «Адиабатической теории парникового эффекта» академика О.Г.Сорохтина, где научно доказано, что так называемые «парниковые газы», никакого отношения к глобальному потеплению не имеют. И, что, если даже заменить воздушную атмосферу Земли на атмосферу, состоящую из углекислого газа, то и это не приведёт к потеплению, а наоборот, к некоторому похолоданию. Единственный вклад в потепление «парниковые газы» могут внести приращением массы ко всей атмосфере и, соответственно повышением давления. Но, как пишется в этой работе:
«По разным оценкам, в настоящее время за счёт сжигания природного топлива в атмосферу поступает около 5–7 млрд т углекислого газа, или 1,4–1,9 млрд т чистого углерода, что не только снижает теплоёмкость атмосферы, но и несколько увеличивает её общее давление. Эти факторы действуют в противоположных направлениях, в результате средняя температура земной поверхности меняется очень мало. Так, например, при двукратном увеличении концентрации СО 2 в земной атмосфере с 0,035 до 0,07% (по объёму), которое ожидается к 2100 г., давление должно увеличиться на 15 Па, что вызовет повышение температуры примерно на 7,8 . 10 –3 К».
0,0078°С – это действительно очень мало. Так наука начинает признавать, что на современное глобальное потепление не влияют ни колебания солнечной активности , ни увеличение концентрации в атмосфере техногенных «парниковых» газов. И взоры ученых обращаются на космическую пыль. Об этом говорит следующее сообщение из Интернета:
«В изменении климата виновата космическая пыль? (05 апреля 2012,) (…) Новая исследовательская программа была начата с целью узнать, сколько этой пыли входит в атмосферу Земли, и как она может влиять на наш климат. Считается, что точная оценка пыли также поможет в понимании того, как частицы переносятся через разные слои атмосферы Земли. Ученые из университета Лидса уже представили проект по изучению влияния космической пыли на земную атмосферу после того, как получили грант 2,5 млн. евро от Европейского исследовательского совета. Проект рассчитан на 5 лет исследований. Международная команда состоит из 11 ученых в Лидсе и еще 10 исследовательских групп в США и Германии (…)» .
Обнадеживающее сообщение. Похоже, что наука приближается к открытию настоящей причины изменений климата.
В связи со всем вышеизложенным можно добавить, что в будущем предвидится пересмотр основных понятий и физических параметров, касающихся атмосферы Земли. Классическое определение, что атмосферное давление создаётся гравитационным притяжением воздушного столба к Земле, становится не совсем верным. Отсюда также неверной становится величина массы атмосферы, вычисленная из атмосферного давления действующего на всю площадь поверхности Земли. Всё становится гораздо сложнее, т.к. существенную составляющую атмосферного давления представляет сжатие атмосферы внешними силами магнитного и гравитационного притяжения массы космической пыли, насыщающей верхние слои атмосферы.
Это дополнительное сжатие атмосферы Земли было всегда, во все времена, т.к. нет в космическом пространстве областей свободных от космической пыли. И именно благодаря этому обстоятельству Земля имеет достаточно тепла для развития биологической жизни. Как и было сказано в ответе Махатмы:
«…что тепло, которое получает Земля от лучей солнца, является, в самой большей степени, лишь третью, если не меньше, количества, получаемого ею непосредственно от метеоров», т.е. от воздействия метеорной пыли.
г. Усть-Каменогорск, Казахстан, 2013 г.
Космический рентгеновский фон
Колебания и волны: Характеристики различных колебательных систем (осцилляторов).
Разрыв Вселенной
Пылевые околопланетные комплексы: fig4
Свойства космической пыли
| С. В. Божокин
Санкт-Петербургский государственный технический университет | Содержание |
Введение
Многие люди с восторгом любуются прекрасным зрелищем звездного неба, одного из величайших творений природы. В ясном осеннем небе хорошо заметно, как через все небо пролегает слабо светящаяся полоса, называемая Млечным Путем, имеющая неправильные очертания с разной шириной и яркостью. Если рассматривать Млечный Путь, образующий нашу Галактику, в телескоп, то окажется, что эта яркая полоса распадается на множество слабо светящихся звезд, которые для невооруженного глаза сливаются в сплошное сияние. В настоящее время установлено, что Млечный Путь состоит не только из звезд и звездных скоплений, но также из газовых и пылевых облаков .
Огромные межзвездные облака из светящихся разреженных газов получили название газовых диффузных туманностей . Одна из самых известных - туманность в созвездии Ориона , которая видна даже невооруженным глазом около средней из трех звездочек, образующих "меч" Ориона. Газы, ее образующие, светятся холодным светом, переизлучая свет соседних горячих звезд. В состав газовых диффузных туманностей входят главным образом водород , кислород , гелий и азот . Такие газовые или диффузные туманности служат колыбелью для молодых звезд, которые рождаются так же, как некогда родилась наша Солнечная система . Процесс звездообразования непрерывен, и звезды продолжают возникать и сегодня.
В межзвездном пространстве наблюдаются также диффузные пылевые туманности. Эти облака состоят из мельчайших твердых пылинок. Если вблизи пылевой туманности окажется яркая звезда, то ее свет рассеивается этой туманностью и пылевая туманность становится непосредственно наблюдаемой (рис. 1). Газовые и пылевые туманности могут вообще поглощать свет звезд, лежащих за ними, поэтому на снимках неба они часто видны как черные зияющие провалы на фоне Млечного Пути . Такие туманности называют темными. На небе южного полушария есть одна очень большая темная туманность, которую мореплаватели прозвали Угольным мешком. Между газовыми и пылевыми туманностями нет четкой границы, поэтому часто они наблюдаются совместно как газопылевые туманности.
Диффузные туманности являются лишь уплотнениями в той крайне разреженной межзвездной материи , которая получила название межзвездного газа . Межзвездный газ обнаруживается лишь при наблюдениях спектров далеких звезд, вызывая в них дополнительные. Ведь на большом протяжении даже такой разреженный газ может поглощать излучение звезд. Возникновение и бурное развитие радиоастрономии позволили обнаружить этот невидимый газ по тем радиоволнам, которые он излучает. Огромные темные облака межзвездного газа состоят в основном из водорода, который даже при низких температурах излучает радиоволны на длине 21 см. Эти радиоволны беспрепятственно проходят сквозь газ и пыль. Именно радиоастрономия помогла нам в исследовании формы Млечного Пути. Сегодня мы знаем, что газ и пыль, перемешанная с большими скоплениями звезд, образуют спираль, ветви которой, выходя из центра Галактики , обвивают ее середину, создавая нечто похожее на каракатицу с длинными щупальцами, попавшую в водоворот.
В настоящее время огромное количество вещества в нашей Галактике находится в виде газопылевых туманностей. Межзвездная диффузная материя сконцентрирована сравнительно тонким слоем в экваториальной плоскости нашей звездной системы. Облака межзвездного газа и пыли загораживают от нас центр Галактики. Из-за облаков космической пыли десятки тысяч рассеянных звездных скоплений остаются для нас невидимыми. Мелкая космическая пыль не только ослабляет свет звезд, но и искажает их спектральный состав . Дело в том, что когда световое излучение проходит через космическую пыль, то оно не только ослабляется, но и меняет цвет. Поглощение света космической пылью зависит от длины волны, поэтому из всего оптического спектра звезды сильнее поглощаются синие лучи и слабее - фотоны, соответствующие красному цвету. Этот эффект приводит к явлению покраснения света звезд, прошедших через межзвездную среду.
Для астрофизиков огромное значение имеет изучение свойств космической пыли и выяснение того влияния, которое оказывает эта пыль при изучении физических характеристик астрофизических объектов . Межзвездное поглощение и межзвездная поляризация света , инфракрасное излучение областей нейтрального водорода, дефицит химических элементов в межзвездной среде, вопросы образования молекул и рождение звезд - во всех этих проблемах огромная роль принадлежит космической пыли, рассмотрению свойств которой и посвящена данная статья.
Происхождение космической пыли
Космические пылинки возникают в основном в медленно истекающих атмосферах звезд - красных карликов , а также при взрывных процессах на звездах и бурном выбросе газа из ядер галактик . Другими источниками образования космической пыли являются планетарные и протозвездные туманности , звездные атмосферы и межзвездные облака. Во всех процессах образования космических пылинок температура газа падает при движении газа наружу и в какой-то момент переходит через точку росы , при которой происходит конденсация паров веществ , образующих ядра пылинок. Центрами образования новой фазы обычно являются кластеры . Кластеры представляют собой небольшие группы атомов или молекул, образующие устойчивую квазимолекулу. При столкновениях с уже сформировавшимся зародышем пылинки к нему могут присоединяться атомы и молекулы, либо вступая в химические реакции с атомами пылинки (хемосорбция), либо достраивая формирующийся кластер. В наиболее плотных участках межзвездной среды, концентрация частиц в которых см -3 , рост пылинки может быть связан с процессами коагуляции , при которых пылинки могут слипаться друг с другом, не разрушаясь при этом. Процессы коагуляции, зависящие от свойств поверхности пылинок и их температур, идут только в том случае, когда столкновения между пылинками происходят при низких относительных скоростях соударений.
На рис. 2 показан процесс роста кластеров космической пылинки с помощью присоединения мономеров . Получающаяся при этом аморфная космическая пылинка может представлять собой кластер атомов, обладающий фрактальными свойствами . Фракталами называются геометрические объекты : линии, поверхности, пространственные тела, имеющие сильно изрезанную форму и обладающие свойством самоподобия . Самоподобие означает неизменность основных геометрических характеристик фрактального объекта при изменении масштаба. Например, изображения многих фрактальных объектов оказываются очень похожими при увеличении разрешения в микроскопе. Фрактальные кластеры представляют собой сильно разветвленные пористые структуры, образующиеся в сильно неравновесных условиях при объединении твердых частиц близких размеров в одно целое. В земных условиях фрактальные агрегаты получаются при релаксации паров металлов в неравновесных условиях , при образовании гелей в растворах, при коагуляции частиц в дымах. Модель фрактальной космической пылинки показана на рис. 3. Отметим, что процессы коагуляции пылинок, происходящие в протозвездных облаках и газопылевых дисках , значительно усиливаются при турбулентном движении межзвездного вещества.
Ядра космических пылинок, состоящие из тугоплавких элементов , размером в сотые доли микрона образуются в оболочках холодных звезд при плавном истечении газа или во время взрывных процессов. Такие ядра пылинок устойчивы ко многим внешним воздействиям.
При многих технологических процессах на строительных площадках и в производстве строительных изделий и конструкций в воздушную среду выделяется пыль.
Пыль - это мельчайшие твердые частицы, способные некоторое время находиться в воздухе или промышленных газах во взвешенном состоянии. Пыль образуется при рытье котлованов и траншей, монтаже зданий, обработке и подгонке строительных конструкций, отделочных работах, очистке и окраске поверхностей изделий, при транспортировании материалов, сжигании топлива и т. п.
Пыли характеризуются химическим составом, размерами и формой частиц, их плотностью, электрическими, магнитными и другими свойствами.
Поскольку поведение в воздухе пылевых частиц и их вредность связаны с крупностью, изучению этих свойств пылей уделяется первостепенное значение. Степень измельчения пыли называется ее дисперсностью . Дисперсный состав может быть представлен в виде суммы масс частиц определенных размеров, выраженных в % от общей массы. При этом масса всей пыли разделяется на отдельные фракции. Фракцией называют долю частиц, размеры которых находятся в определенном интервале значений, принятых в качестве нижнего и верхнего пределов.
Дисперсный состав пыли может быть представлен в виде таблиц, математических выражений или графиков. Для графического изображения используют интегральные и дифференциальные кривые распределения частиц по массе. Иногда дисперсный состав выражают в % по числу частиц.
Поведение пылевых частиц в воздухе связано с их скоростью витания. Скоростью витания частиц называют скорость их осаждения под действием силы тяжести в спокойном, невозмущенном воздухе. Скорость витания используют в расчетах пылеулавливающих аппаратов как одну из основных характеристических величин.
Поскольку частицы пыли в большинстве своем имеют неправильную форму, за размер частиц принимают их эквивалентный диаметр. Эквивалентный диаметр - это диаметр условной шарообразной частицы, скорость витания которой равна скорости витания действительной пылевой частицы.
7.2. ОЦЕНКА ВРЕДНОСТИ ПЫЛИ
Пыль представляет собой гигиеническую вредность, так как она отрицательно влияет на организм человека. Под воздействием пыли могут возникать такие заболевания, как пневмо-кониозы, экземы, дерматиты, конъюнктивиты и др. Чем мельче пыль, тем она опаснее для человека. Наиболее опасными для человека считаются частицы размером от 0,2 до 7 мкм, которые, попадая в легкие при дыхании, задерживаются в них и, накапливаясь, могут стать причиной заболевания. Существует три пути проникновения пыли в организм человека: через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и кожу. Пыль токсичных веществ (свинца, мышьяка и др.) может привести к острому или хроническому отравлению организма. Помимо этого пыль ухудшает видимость на строительных объектах, снижает светоотдачу осветительных устройств, повышает абразивный износ трущихся изделий машин и механизмов. В результате этих причин снижается производительность и качество труда и ухудшается общая культура производства.
Гигиеническая вредность пыли зависит от ее химического состава. Наличие в пыли веществ с токсическими свойствами повышает ее опасность. Особую опасность представляет диоксид кремния SiО 2 , который вызывает такое заболевание, как силикоз. В зависимости от химического состава пыль подразделяется на органическую (древесная, хлопковая, кожевенная и др.), неорганическую (кварцевая, цементная, карборундовая и др.) и смешанную.
Концентрация пыли в реальных производственных условиях может составлять от нескольких мг/м 3 до сотен мг/м 3 Санитарными нормами (СН 245-71) установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) пыли в воздухе рабочей зоны. В зависимости от химического состава пылей их ПДК колеблются в пределах от 1 до 10 мг/м 3 . Установлены также предельно допустимые концентрации пыли для воздушной среды населенных мест. Величины этих концентраций значительно меньше, чем в воздухе рабочей зоны и для нейтральной атмосферной пыли составляют 0,15 мг/м 3 (среднесуточная ПДК) и 0,5 мг/м 3 (максимально-разовая ПДК).
Измерение концентрации пыли в воздухе чаще всего проводят весовым методом, реже - счетным. Весовой метод основан на принципе получения привеса аналитического фильтра при пропускании через него определенного объема исследуемого воздуха. Аналитические фильтры типа АФА, изготовленные из нетканого фильтрующего материала, имеют высокую эффективность пылезадержания (около 100 %) и считаются «абсолютными». Для просасы-вания воздуха через фильтр используют специальные приборы - аспираторы.
Счетный метод основан на предварительном выделении пыли из воздуха с осаждением ее на покровные стекла и последующем подсчете числа частиц с помощью микроскопа. Концентрация пыли в этом случае выражается числом частиц, приходящихся на единицу объема воздуха.
Весовой метод определения концентрации пыли является основным. Он стандартизован и применяется органами санитарного надзора для контроля качества воздушной среды на промышленных предприятиях.
Дисперсный состав пыли может быть определен различными методами. Применяемые для этих целей приборы по принципу действия подразделяют на две группы: 1) без осаждения пыли из потоков газа - импакторы НИИОГАЗ, импактор НИХФИ им. Карпова и др.; 2) с предварительным осаждением пыли и ее последующим анализом - воздушный классификатор МИОТ, жидкостный прибор с подъемной пипеткой ЛИОТ, центробежный сепаратор Бако и др.
7.3. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ПЫЛИ
Для предупреждения загрязнения пылью воздушной среды в производственных помещениях и защиты работающих от ее вредного воздействия необходимо проведение следующего комплекса мероприятий.
Максимальная механизация и автоматизация производственных процессов. Это мероприятие позволяет исключить полностью или свести к минимуму количество рабочих, находящихся в зонах интенсивного пылевыделения.
Применение герметичного оборудования, герметичных устройств для транспорта пылящих материалов. Например, использование установок пневматического транспорта всасывающего типа позволяет решать не только транспортные, но и санитарно-гигиенические задачи, так как полностью исключает пылевыделения в воздушную среду помещений. Аналогичные задачи решает и гидротранспорт.
Использование увлажненных сыпучих материалов. Наиболее часто применяется гидроорошение с помощью форсунок тонкого распыла воды.
Применение эффективных аспирационных установок. На заводах по производству строительных конструкций такие установки позволяют удалять отходы и пыль, образующиеся при механической обработке газобетона, древесины, пластмасс и других хрупких материалов. Аспирационные установки успешно применяют при процессах размола, транспортирования, дозирования и смешения строительных материалов, при процессах сварки, пайки, резки изделий и др.
Тщательная и систематическая пылеуборка помещений с помощью вакуумных установок (передвижных или стационарных). Наибольший гигиенический эффект позволяют получить стационарные установки, которые при высоком разрежении в сетях обеспечивают качественную пылеуборку значительных производственных площадей.
Очистка от пыли вентиляционного воздуха при его подаче в помещения и выбросе в атмосферу. При этом выбрасываемый вентиляционный воздух целесообразно отводить в верхние слои атмосферы, чтобы обеспечить его хорошее рассеяние и тем самым ослабить вредное воздействие на окружающую среду.
Космическая пыль, ее состав и свойства мало известны человеку, не связанному с изучением внеземного пространства. Однако подобное явление оставляет свои следы на нашей планете! Рассмотрим подробнее, откуда она берется и каким образом влияет на жизнедеятельность на Земле.
Понятие космической пыли
Космическая пыль на Земле чаще всего находится в определенных слоях океанического дна, ледяных щитах полярных областей планеты, отложениях торфа, труднодоступных местах пустыни и метеоритных кратерах. Размер данного вещества - менее 200 нм, что делает его изучение проблематичным.
Обычно понятие космической пыли включает в себя размежевание на межзвездную и межпланетную разновидность. Впрочем, все это является очень условным. Наиболее удобным вариантом для изучения подобного явления считают исследование пыли из космоса на границах Солнечной системы или за ее пределами.
Причина такого проблематичного подхода к исследованию объекта заключается в том, что свойства внеземной пыли кардинально меняются при нахождении рядом с такой звездой, как Солнце.
Теории происхождения космической пыли
Потоки космической пыли постоянно атакуют поверхность Земли. Возникает вопрос, откуда берется это вещество. Его происхождение дает почву для множества дискуссий среди специалистов в этой области.
Выделяют такие теории образования космической пыли:
- Распад небесных тел . Некоторые ученые считают, что космическая пыль - не что иное, как результат разрушения астероидов, комет и метеоритов.
- Остатки облака протопланетного типа . Есть версия, по которой космическую пыль относят к микрочастицам протопланетного облака. Впрочем, такое предположение вызывает некоторые сомнения по причине недолговечности мелкодисперсного вещества.
- Результат взрыва на звездах . Вследствие этого процесса, по мнению некоторых специалистов, происходит мощный выброс энергии и газа, что приводит к образованию космической пыли.
- Остаточные явления после формирования новых планет . Так называемый строительный «мусор» стал основой для возникновения пыли.
Основные разновидности космической пыли
Конкретной классификации видов космической пыли на данный момент не существует. Можно разграничить подвиды по визуальным характеристикам и местообразованию этих микрочастиц.
Рассмотрим семь групп космической пыли в атмосфере, различных по внешним показателям:
- Серые обломки неправильной формы. Это остаточные явления после столкновения метеоритов, комет и астероидов размером не более 100-200 нм.
- Частицы шлакообразного и пепловидного образования. Такие объекты сложны в опознании исключительно по внешним признакам, потому что претерпели изменения, пройдя через атмосферу Земли.
- Зерна округлой формы, что по параметрам схожи с песком черного цвета. Внешне они напоминают порошок магнетита (магнитного железняка).
- Черные окружности небольшого размера, обладающие характерным блеском. Их диаметр не превышает отметки 20 нм, что делает их изучение кропотливым занятием.
- Более крупные шарики того же цвета с шероховатой поверхностью. Их размер достигает 100 нм и позволяет детально изучить их состав.
- Шарики определенной окраски с преобладанием черных и белых тонов с включениями газа. Эти микрочастицы космического происхождения состоят из силикатной основы.
- Шары разнородной структуры из стекла и металла. Такие элементы характеризуются микроскопическими размерами в пределах 20 нм.
- Пыль, находящаяся в межгалактическом пространстве. Данный вид может искажать размеры расстояний при определенных расчетах и способен изменять цвет космических объектов.
- Образования в пределах Галактики. Пространство в этих пределах всегда заполнено пылью от разрушения космических тел.
- Вещество, сконцентрированное между звездами. Оно наиболее интересно благодаря наличию оболочки и ядра твердой консистенции.
- Пыль, расположившаяся рядом с определенной планетой. Находится она обычно в кольцевой системе небесного тела.
- Облака из пыли вокруг звезд. Они кружатся по орбитальной траектории самой звезды, отражая ее свет и создавая туманность.
- Металлическая группа. Представители этого подвида имеют удельный вес более пяти граммов на кубический сантиметр, и основа их состоит преимущественно из железа.
- Группа на силикатной основе. Основа - прозрачное стекло с удельным весом приблизительно три грамма на кубический сантиметр.
- Смешанная группа. Само название этого объединения свидетельствует о наличии в структуре микрочастиц как стекла, так и железа. Основа также включает в себя магнетические элементы.
- Сферулы с полым наполнением. Эта разновидность часто встречается в местах падения метеоритов.
- Сферулы металлического образования. Такой подвид имеет ядро из кобальта и никеля, а также оболочку, которая окислилась.
- Шары однородного сложения. Такие крупинки имеют окисленную оболочку.
- Шарики с силикатной основой. Наличие газовых вкраплений придает им вид обычных шлаков, а иногда и пены.
Следует помнить, что эти классификации весьма условны, но служат определенным ориентиром для обозначения видов пыли из космоса.
Состав и характеристика компонентов космической пыли
Рассмотрим подробнее, из чего состоит космическая пыль. Существует некая проблема при определении состава данных микрочастиц. В отличие от газообразных веществ, твердые тела имеют непрерывающийся спектр с относительно небольшим наличием полос, что размыты. Вследствие этого затрудняется идентификация космических пылинок.
Состав космической пыли можно рассмотреть на примере основных моделей данного вещества. К ним относятся такие подвиды:
- Ледяные частицы, в структуру которых входит ядро с тугоплавкой характеристикой. Оболочка подобной модели состоит из легких элементов. В частицах крупного размера находятся атомы с элементами магнитного свойства.
- Модель MRN, состав которой определяется наличием силикатных и графитовых вкраплений.
- Оксидная космическая пыль, в основу которой входят двухатомные окислы магния, железа, кальция и кремния.
- Шарики с металлической природой образования. В состав таких микрочастиц входит такой элемент, как никель.
- Металлические шарики с наличием железа и отсутствием никеля.
- Окружности на силиконовой основе.
- Железо-никелевые шарики неправильной формы.
Почвы благодатны на присутствие космического материала. Особенно большое количество сферул обнаружено в местах падения метеоритов. Основой для них послужили никель и железо, а также всевозможные минералы типа троилита, кохенита, стеатита и других составляющих.
Ледники также таят в своих глыбах пришельцев из космоса в виде пыли. Силикат, железо и никель служат основой найденных сферул. Все добытые частицы были классифицированы в 10 четко разграниченных групп.
Трудности в определении состава изучаемого объекта и дифференцирование его от примесей земного происхождения оставляют этот вопрос открытым для дальнейших исследований.
Влияние космической пыли на процессы жизнедеятельности
Влияние данной субстанции до конца не изучено специалистами, что дает большие возможности в плане дальнейшей деятельности в этом направлении. На определенной высоте при помощи ракет обнаружили специфический пояс, состоящий из космической пыли. Это дает основание утверждать, что подобное внеземное вещество воздействует на некоторые процессы, происходящие на планете Земля.
Влияние космической пыли на верхние слои атмосферы
Последние исследования свидетельствуют о том, что количество космической пыли способно влиять на изменение верхних слоев атмосферы. Данный процесс очень значим, потому что ведет к определенным колебаниям в климатической характеристике планеты Земля.
Огромное количество пыли, возникшей от столкновения астероидов, заполняет пространство вокруг нашей планеты. Ее количество достигает почти 200 тонн в сутки, что, по мнению ученых, не может не оставить своих последствий.
Наиболее подвержено этой атаке, по мнению тех же специалистов, северное полушарие, климат которого предрасположен к холодным температурам и сырости.
Вопрос воздействия космической пыли на образование облаков и изменение климата еще не изучен в достаточной степени. Новые исследования в этой области порождают все больше вопросов, ответы на которые пока не получены.
Влияние пыли из космоса на преобразование океанического ила
Облучение космической пыли солнечным ветром приводит к тому, что эти частицы попадают на Землю. Статистика свидетельствует о том, что наиболее легкий из трех изотопов гелия в огромном количестве попадает через пылинки из космоса в океанический ил.
Поглощение минералами железомарганцевого происхождения элементов из космоса послужило основой в формировании уникальных рудных образований на океанском дне.
На данный момент количество марганца в областях, которые близки к полярному кругу, ограничено. Все это связано с тем, что космическая пыль не поступает в Мировой океан в тех районах из-за ледяных щитов.
Влияние космической пыли на состав воды Мирового океана
Если рассматривать ледники Антарктиды, то они поражают количеством найденных в них остатков метеоритов и наличием космической пыли, которая в сотню раз превышает обычный фон.
Чрезмерно повышенная концентрация того же гелия-3, ценных металлов в виде кобальта, платины и никеля позволяет с уверенностью утверждать факт вмешательства космической пыли в состав ледникового щита. При этом вещество внеземного происхождения остается в первозданном и не разбавленном водами океана виде, что само по себе является уникальным явлением.
По мнению некоторых ученых, количество космической пыли в таких своеобразных ледяных щитах за последний миллион лет насчитывает порядка нескольких сотен триллионов образований метеоритного происхождения. В период потепления эти покровы тают и несут в Мировой океан элементы космической пыли.
Смотрите видео о космической пыли:
Данное космическое новообразование и его влияние на некоторые факторы жизнедеятельности нашей планеты еще мало изучено. Важно помнить, что вещество способно влиять на изменения климата, структуру океанического дна и концентрацию определенных веществ в водах Мирового океана. Фото космической пыли свидетельствуют о том, как много еще загадок таят в себе эти микрочастицы. Все это делает изучение подобного интересным и актуальным!
