Viac

5.2: Slnko - geovedy


Ďalší argument, ktorý sa niekedy počúva, je, že veľký nárast teplôt v minulom storočí bol spôsobený zvýšením slnečného výkonu. Pri pohľade na obrázok 4.4.1 by sa človek čudoval, prečo taká veľká zmena na našom slnku neprebehla skôr. Aj keď existujú dôkazy o tom, že zmeny v slnečnej produkcii v minulosti spôsobili zmenu klímy, zdá sa, že to nevysvetľuje nedávne otepľovanie.


Nové priority

Riaditeľka Národnej vedeckej nadácie (NSF) Francúzsko A. C & oacuterdova tento mesiac načrtla žiadosť o rozpočet prezidenta Obamu na fiškálny rok (FY) 2016 pre Kongres za NSF. Žiadosť požaduje 7,7 miliardy dolárov pre NSF, čo je ďalších 379 miliónov dolárov oproti FY15, čo predstavuje nárast o 5,2 percenta.

C & oacuterdova poznamenala, že okrem iného poukazuje na rozpočet a podporu nových prístupov k výskumu v oblasti udržateľnosti, globálnej klímy, spojenia potravinársko-energetickej a vodnej oblasti, kognitívnych vied a neurovedy a rizika a odolnosti, a zdôraznil základný prístup, ktorý NSF sleduje takmer 65 rokov: investovať do základného výskumu a vzdelávania v oblasti vedy a techniky, a tým riešiť komplexné výzvy, ktorým národ čelí. & Rdquo

Rozpočet na rozpočtový rok 16 zahŕňa požiadavku na 449,51 milióna dolárov na Divíziu polárnych programov na riaditeľstve geovedy NSF & rsquos, čo predstavuje celkový nárast o 3 percentá v porovnaní s finančným rokom 15.

Žiadosť o rozpočet Polar & rsquos zahŕňa finančné prostriedky na vedu a logistiku potrebnú na podporu vedy v Arktíde aj Antarktíde. Financovanie polárneho výskumu by sa v žiadosti o finančný rok 16 zvýšilo o 4,4 percenta.

Medzi najdôležitejšie informácie o požiadavkách spoločnosti Polar & rsquos:

V Arktíde umožní zvýšenie rozpočtu na podporu arktického výskumu a logistiky výskumu o 1,63 milióna dolárov na celkových 40,27 milióna dolárov zvýšené využitie námorných platforiem, ako je napríklad novo dostupné výskumné plavidlo Sikuliaq, pre oceánografický výskum.

V Antarktíde rozpočet požaduje celkovo 3 milióny dolárov na projekt Modernizácia antarktickej infraštruktúry pre vedu (AIMS) na pokračovanie kontroly koncepčného návrhu, okrem iného na výmenu móla Palmer Station a prestavbu stanice McMurdo, aby bola efektívnejšia a účinný nástroj na podporu antarktickej vedy.

Táto komplexná prestavba McMurdo zahŕňa výmenu a rekonfiguráciu základných vedeckých, prevádzkových a logistických podporných zariadení. AIMS tiež zahŕňa inovácie kľúčovej oblasti infraštruktúry pre komunikáciu, podporu vzletových a pristávacích dráh a lodí.

AIMS bude pokračovať v pokroku vo viacročnom záväzku smerom k efektívnejšej a nákladovo efektívnejšej podpore vedy, ako to odporúča správa Amerického antarktického programu o modrej stužke & ldquoViac a lepšie vedy v Antarktíde prostredníctvom zvýšenej logistickej účinnosti. & Rdquo NSF na to formálne reagoval správa z marca 2013.

Polar sa tiež zúčastní dvoch nových priorít finančného roku 2016: Inovácie v spojení potravinových, energetických a vodných systémov (INFEWS) a Predikcia extrémnych udalostí a odolnosť voči nim (PREEVENTS). Projekt pozorovania a modelovania uhlíka a klímy v južnom oceáne (SOCCOM) bude hlavným antarktickým výskumným úsilím.


Grayson Rodriguez žiari, keď IronBirds porazili Blue Rocks 5: 2

Ďakujeme vám za podporu našej žurnalistiky. Tento článok je k dispozícii výlučne pre našich predplatiteľov, ktorí pomáhajú financovať našu prácu v The Baltimore Sun.

Aberdeen sa v piatok večer vrátil do stĺpca víťazstiev, pretože IronBirds si poradili s Wilmingtonom, prehrou 5: 2, v bejzbale High-A East Minor League Baseball, ktorý sa hral na ihrisku Leidos Field na štadióne Ripken.

„Vtáky (10–6) skórovali skoro, ale v túto noc to bolo všetko o tom, ako začať nadhadzovač Grayson Rodriguez. Rodriguez, top výber Orioles (celkovo 11.) v roku 2018, absolvoval šesť směn.

Rodriguez sa vzdal samostatnej domácej jazdy, ale to bol jediný zásah, ktorý povolil na ceste k druhému víťazstvu. Zasiahol tiež cesto a osem z nich vyrazil pri úsilí 64 tónov.

Ofenzívne, IronBirds poskytli Rodriguezovi podporu skôr. Shayne Fontana a Johnny Rizer si vybrali v prvej smene bežcov na rohy.

Joey Ortiz odpálil obetnú mušku, aby skóroval Fontana a Kyle Stowers lanárili dvojku, aby v Rizer zajazdil a viedol Aberdeen 2: 0.

V treťom pridali IronBirds ďalšie dva behy. Rizer viedol prechádzkou a Ortiz sa vybral. Stowers sa uzemnili na druhé miesto, ale obaja bežci sa presunuli na základňu, ktorá sa ukázala byť veľká.

Maverick Handley vyčiarkol pre druhé miesto, ale A.J. Graffanino vybral Handleyho a tím s singlom pre dvoch RBI. Náskok bol 4: 1.

Aberdeen skóroval svoj posledný beh v šiestom. Zach Watson dvoma strelou odpálil loptu do bullpenu Blue Rocks.

Wilmingtonov prvý zásah bol piaty obeh Gage Canninga. Dopadlo to aj na bullpen Blue Rocks.

Druhý beh Blue Rocks skóroval v siedmom zápase proti Aberdeenovmu pomocníkovi Ryanovi Wilsonovi. Wilson išiel dva a vzdal jeden zásah a zarobený beh na jednu pracovnú smenu. Wilson tiež prečiarkol dvoch.

Garrett Farmer zahodil posledné dve smeny pre svoju druhú záchranu. Farmár nedovolil žiadne zásahy ani prechádzky a jeden prečiarkol.


Obsah

Anglické slovo slnko vyvinuté zo starej angličtiny sunne. Cognáty sa objavujú v ďalších germánskych jazykoch vrátane západofrízskeho sinne, Holandčina zón, Dolno -nemecký Sünn, Spisovná nemčina Sonne, Bavorský Sunna, Stará norština sunna a gotický slnko. Všetky tieto slová pochádzajú z protogermánskeho *sunnōn. [23] [24] To v konečnom dôsledku súvisí so slovom „slnko“ v iných vetvách indoeurópskej jazykovej rodiny, aj keď vo väčšine prípadov ide o nominatívny kmeň s l sa nachádza skôr ako genitívny kmeň v n, ako napríklad v latinčine sōl, Grécky ἥλιος hēlios, Walesan záťah a ruskej солнце solntse (vyslovuje sa sontse), ako aj (s *l & gt r) Sanskrit स्वर svár a perzský خور xvar. Skutočne, l-kmeň prežil aj v protogermánčine ako *sōwelan, z čoho vznikla gotika sauil (vedľa slnko) a stará severská prozaická sól (vedľa básnického sunna), a prostredníctvom neho slová pre „slnko“ v moderných škandinávskych jazykoch: švédčina a dánčina solen, Islandčina sólinatď. [24]

V angličtine sa grécke a latinské slová vyskytujú v poézii ako zosobnenie Slnka, Helios / ˈ h iː l i ə s / a Sol / ˈ s ɒ l /, [2] [1] zatiaľ čo v sci -fi môže byť „Sol“ používaný ako názov pre Slnko, aby sa odlíšil od ostatných hviezd. Termín „sol“ s malými písmenami „s“ používajú planetárni astronómovia počas slnečného dňa na inej planéte, napríklad na Marse. [25]

Hlavné adjektíva pre Slnko v angličtine sú slnečno na slnečné svetlo a v technickom kontexte solárne / ˈ s oʊ l ər /, [3] z latinčiny sol [26] - posledné uvedené v pojmoch ako napr slnečný deň, zatmenie Slnka a Slnečná sústava (príležitostne Sol systém). Z gréčtiny ahoj prichádza vzácne prídavné meno heliac / ˈ h iː l i æ k /. [27]

Anglický názov týždňa Nedeľa pochádza zo starej angličtiny Sunnandæg „slnečný deň“, germánsky výklad latinskej frázy di sslis, samotný preklad gréckeho ἡμέρα ἡλίου hēmera hēliou „deň slnka“. [28]

Slnko je hviezda hlavnej sekvencie typu G, ktorá tvorí asi 99,86% hmotnosti slnečnej sústavy. Slnko má absolútnu magnitúdu +4,83, odhaduje sa, že je jasnejšia ako asi 85% hviezd v Mliečnej ceste, z ktorých väčšinu tvoria červení trpaslíci. [29] [30] Slnko je hviezda populácie I alebo [b] hviezda bohatá na ťažké prvky. [31] Tvorbu Slnka mohli spustiť rázové vlny z jednej alebo viacerých blízkych supernov. [32] Nasvedčuje tomu veľký počet ťažkých prvkov v slnečnej sústave, ako je zlato a urán, v pomere k množstvu týchto prvkov v takzvaných hviezdach populácie Popula II, chudobných na ťažké prvky. Ťažké prvky mohli byť najpravdepodobnejšie vyrobené endotermickými jadrovými reakciami počas supernovy alebo transmutáciou prostredníctvom absorpcie neutrónov v masívnej hviezde druhej generácie. [31]

Slnko je zďaleka najjasnejší objekt na oblohe Zeme so zdanlivou veľkosťou −26,74. [33] [34] Je to asi 13 miliárd krát jasnejšie ako ďalšia najjasnejšia hviezda Sirius, ktorá má zdanlivú veľkosť –1,46. Jedna astronomická jednotka (asi 150 000 000 km, 93 000 000 mi) je definovaná ako priemerná vzdialenosť stredu Slnka od stredu Zeme, aj keď sa vzdialenosť líši podľa toho, ako sa Zem pohybuje od perihélia v januári k aféliu v júli. [35] Vzdialenosti sa môžu pohybovať od 147 098 074 km (perihélium) do 152 097 701 km (afélium) a extrémne hodnoty sa môžu pohybovať od 147 083 346 km do 152 112 126 126 km. [36] Svetlo vo svojej priemernej vzdialenosti prejde z horizontu Slnka na horizont Zeme asi za 8 minút a 19 sekúnd, zatiaľ čo svetlu z najbližších bodov Slnka a Zeme trvá asi o dve sekundy menej. Energia tohto slnečného svetla podporuje takmer všetok život [c] na Zemi fotosyntézou [37] a poháňa podnebie a počasie Zeme.

Slnko nemá definitívnu hranicu, ale jeho hustota exponenciálne klesá s rastúcou výškou nad fotosférou. [38] Na účely merania sa za polomer Slnka považuje vzdialenosť od jeho stredu k okraju fotosféry, zdanlivo viditeľného povrchu Slnka. [39] Podľa tohto opatrenia je Slnko takmer dokonalou sférou s oblatitou odhadovanou na približne 9 miliónov (40), čo znamená, že jeho polárny priemer sa líši od rovníkového priemeru iba 10 kilometrov. [41] Prílivový účinok planét je slabý a významne neovplyvňuje tvar Slnka. [42] Slnko sa na svojom rovníku otáča rýchlejšie ako na svojich póloch. Táto diferenciálna rotácia je spôsobená konvekčným pohybom v dôsledku prenosu tepla a Coriolisovou silou v dôsledku rotácie Slnka. V referenčnom rámci definovanom hviezdami je rotačná perióda približne 25,6 dňa na rovníku a 33,5 dňa na póloch. Pri pohľade zo Zeme na obežnú dráhu Slnka zdanlivé rotačné obdobie Slnka na jeho rovníku je asi 28 dní. [43] Slnko sa pozerá z výhodného bodu nad svoj severný pól a otáča sa proti smeru hodinových ručičiek okolo svojej osi otáčania. [d] [44]

Slnečná konštanta je množstvo energie, ktoré Slnko ukladá na jednotku plochy, ktorá je priamo vystavená slnečnému žiareniu. Slnečná konštanta sa rovná približne 1 368 W/m 2 (watty na meter štvorcový) vo vzdialenosti jednej astronomickej jednotky (AU) od Slnka (teda na Zemi alebo v jej blízkosti). [45] Slnečné svetlo na povrchu Zeme je zoslabované zemskou atmosférou, takže keď je Slnko blízko zenitu, za jasných podmienok prichádza na povrch menší výkon (bližšie k 1 000 W/m 2). [46] Slnečné svetlo v hornej časti zemskej atmosféry pozostáva (z celkovej energie) z približne 50% infračerveného svetla, 40% viditeľného svetla a 10% ultrafialového svetla. [47] Najmä atmosféra filtruje viac ako 70% slnečného ultrafialového žiarenia, najmä na kratších vlnových dĺžkach. [48] ​​Slnečné ultrafialové žiarenie ionizuje hornú vrstvu atmosféry Zeme a vytvára elektricky vodivú ionosféru. [49]

Slnko vyžaruje svetlo vo viditeľnom spektre, takže jeho farba je biela s indexom farebného priestoru CIE blízko (0,3, 0,3), pri pohľade z vesmíru alebo keď je Slnko vysoko na oblohe. Slnečné žiarenie na vlnovú dĺžku vrcholí v zelenej časti spektra pri pohľade z vesmíru. [50] [51] Keď je Slnko na oblohe nízko, atmosférický rozptyl spôsobuje, že je Slnko žlté, červené, oranžové alebo purpurové. Napriek svojej typickej belosti si väčšina ľudí mentálne predstavuje Slnko ako žlté, preto sú predmetom diskusie. [52] Slnko je hviezda G2V s G2 čo naznačuje jeho povrchovú teplotu približne 5 778 K (5 505 ° C, 9 941 ° F) a V že ako väčšina hviezd je hviezdou hlavnej sekvencie. [53] [54] Priemerná svietivosť Slnka je asi 1,88 gigabajtu na meter štvorcový, ale pri pohľade cez zemskú atmosféru je táto hodnota znížená na asi 1,44 Gcd/m 2. [e] Svietivosť nie je na disku Slnka konštantná v dôsledku tmavnutia končatín.

Slnko sa skladá predovšetkým z chemických prvkov vodíka a hélia. V tomto čase života Slnka predstavujú 74,9% a 23,8% hmotnosti Slnka vo fotosfére. [55] Všetky ťažšie prvky, tzv kovy v astronómii predstavujú menej ako 2%hmotnosti, pričom najpočetnejší je kyslík (zhruba 1%hmotnosti Slnka), uhlík (0,3%), neón (0,2%) a železo (0,2%). [56]

Pôvodné chemické zloženie Slnka bolo zdedené z medzihviezdneho média, z ktorého sa vytvorilo. Pôvodne obsahoval asi 71,1% vodíka, 27,4% hélia a 1,5% ťažších prvkov. [55] Vodík a väčšina hélia v Slnku by boli vyrobené nukleosyntézou Veľkého tresku v prvých 20 minútach vesmíru a ťažšie prvky produkovali predchádzajúce generácie hviezd pred vznikom Slnka a rozšírili by sa do medzihviezdne médium v ​​posledných fázach hviezdneho života a udalosťami, akými sú supernovy. [57]

Odkedy sa Slnko formovalo, hlavný proces fúzie zahŕňal fúziu vodíka do hélia. Za posledných 4,6 miliardy rokov sa množstvo hélia a jeho umiestnenie v Slnku postupne menili. V jadre sa podiel hélia zvýšil z asi 24% na asi 60% v dôsledku fúzie a niektoré hélium a ťažké prvky sa kvôli gravitácii usadili z fotosféry do stredu Slnka. Podiely kovov (ťažších prvkov) sa nemenia. Teplo sa prenáša von z jadra Slnka žiarením a nie konvekciou (pozri Radiačnú zónu nižšie), takže fúzne produkty nie sú teplom zdvíhané von, ale zostávajú v jadre [58] a postupne sa začína vytvárať vnútorné jadro hélia to nie je možné zlúčiť, pretože jadro Slnka v súčasnosti nie je horúce ani dostatočne husté na to, aby mohlo spájať hélium. V súčasnej fotosfére je frakcia hélia znížená a metalíza je iba 84% toho, čo bolo v protostelárnej fáze (predtým, ako sa začala jadrová fúzia v jadre). V budúcnosti sa hélium bude aj naďalej hromadiť v jadre a asi o 5 miliárd rokov toto postupné hromadenie nakoniec spôsobí, že Slnko opustí hlavnú sekvenciu a stane sa červeným obrom. [59]

Chemické zloženie fotosféry sa zvyčajne považuje za reprezentatívne pre zloženie prvotnej slnečnej sústavy. [60] Vyššie popísané množstvo slnečných ťažkých prvkov sa typicky meria pomocou spektroskopie slnečnej fotosféry, ako aj meraním prebytkov v meteoritoch, ktoré neboli nikdy zahriate na teplotu topenia. Predpokladá sa, že tieto meteority si zachovávajú zloženie protostelárneho Slnka, a nie sú teda ovplyvnené usadzovaním ťažkých prvkov. Tieto dve metódy sa vo všeobecnosti dobre zhodujú. [21]

Jednotlivé ionizované prvky skupiny železa

V 70. rokoch minulého storočia sa veľa výskumov zameralo na množstvo prvkov skupiny železa v Slnku. [61] [62] Napriek tomu, že bol vykonaný významný výskum, do roku 1978 bolo ťažké určiť množstvo niektorých prvkov skupiny železa (napr. Kobaltu a mangánu) spektrograficky kvôli ich hyperjemným štruktúram. [61]

Prvá, do značnej miery kompletná sada síl oscilátora jednotlivo ionizovaných prvkov zo skupiny železa bola sprístupnená v šesťdesiatych rokoch minulého storočia [63], a tieto boli následne vylepšené. [64] V roku 1978 bolo odvodené množstvo jednotlivo ionizovaných prvkov skupiny železa. [61]

Izotopové zloženie

Rôzni autori uvažovali o existencii gradientu v izotopických kompozíciách slnečných a planetárnych vzácnych plynov, [65] napr. korelácie medzi izotopickými kompozíciami neónov a xenónov na Slnku a na planétach. [66]

Pred rokom 1983 sa predpokladalo, že celé Slnko má rovnaké zloženie ako slnečná atmosféra. [67] V roku 1983 sa tvrdilo, že to bola frakcionácia v samotnom Slnku, ktorá spôsobila vzťah izotopu a zloženia medzi vzácnymi plynmi implantovanými do planéty a slnečného vetra. [67]

Štruktúra Slnka obsahuje nasledujúce vrstvy:

  • Jadro - najvnútornejších 20–25% polomeru Slnka, kde teplota a tlak postačujú na to, aby došlo k jadrovej fúzii. Vodík sa zlučuje na hélium (ktoré sa v tomto mieste v živote Slnka samo nemôže zlúčiť). Fúzny proces uvoľňuje energiu a jadro sa postupne obohacuje o hélium.
  • Radiačná zóna - K prúdeniu môže dôjsť až oveľa bližšie k povrchu Slnka. Preto medzi asi 20–25% polomeru a 70% polomeru existuje „radiačná zóna“, v ktorej k prenosu energie dochádza skôr prostredníctvom žiarenia (fotónov) než prúdením.
  • Tachocline - hraničná oblasť medzi radiačnými a konvekčnými zónami.
  • Konvekčná zóna - Medzi asi 70% polomeru Slnka a bodom blízko viditeľného povrchu je Slnko dostatočne chladné a rozptýlené na to, aby mohlo dôjsť k prúdeniu, a to sa stáva hlavným prostriedkom prenosu tepla smerom von, podobne ako bunky počasia, ktoré sa tvoria v zemskom povrchu. atmosféra.
  • Fotosféra - najhlbšia časť Slnka, ktorú môžeme priamo pozorovať viditeľným svetlom.
  • Atmosféra - plynné „halo“ obklopujúce Slnko, obsahujúce chromosféru, oblasť slnečného prechodu, korónu a heliosféru. Tieto je možné vidieť, keď je hlavná časť Slnka skrytá, napríklad počas zatmenia Slnka.

Jadro Slnka sa rozprestiera od stredu asi na 20 - 25% slnečného polomeru. [68] Má hustotu až 150 g/cm 3 [69] [70] (asi 150 -násobok hustoty vody) a teplotu blízku 15,7 miliónu kelvinov (K). [70] Naopak, povrchová teplota Slnka je približne 5800 K. Nedávna analýza údajov o misiách SOHO uprednostňuje rýchlejšiu rotáciu v jadre ako v radiačnej zóne vyššie. [68] Väčšinu života Slnka bola energia vyrobená jadrovou fúziou v jadrovej oblasti prostredníctvom série jadrových reakcií nazývaných p -p (protón -protónový reťazec). Tento proces premieňa vodík na hélium.[71] Len 0,8% energie generovanej v Slnku pochádza z ďalšej sekvencie fúznych reakcií nazývanej cyklus CNO, aj keď sa očakáva, že tento podiel sa bude s pribúdajúcim slnkom zvyšovať. [72] [73]

Jadro je jedinou oblasťou Slnka, ktorá produkuje značné množstvo tepelnej energie prostredníctvom fúzie. 99% energie sa generuje v rámci 24% polomeru Slnka a pri 30% polomeru sa fúzia takmer úplne zastavila. Zvyšok Slnka je ohrievaný touto energiou, pretože je prenášaný smerom von cez mnoho po sebe nasledujúcich vrstiev, nakoniec do slnečnej fotosféry, kde uniká do vesmíru prostredníctvom žiarenia (fotónov) alebo advekcie (masívne častice). [53] [74]

Protón -protónový reťazec sa v jadre vyskytuje približne 9,2 × 10 37 krát za sekundu, pričom každú sekundu premieňa asi 3,7 × 10 38 protónov na častice alfa (jadrá hélia) (z celkového počtu

8,9 × 10 56 voľných protónov na Slnku), alebo asi 6,2 × 10 11 kg/s. [53] Spojením štyroch voľných protónov (jadier vodíka) do jednej častice alfa (jadro hélia) sa uvoľní asi 0,7% tavenej hmoty ako energia [75], takže Slnko uvoľní energiu pri rýchlosti premeny hmotnosti a energie 4,26 milióna metrických. ton za sekundu (čo vyžaduje 600 metrických megatónov vodíka [76]), pri 384,6 yottawattoch (3,846 × 10 26 W), [5] alebo 9,192 × 10 10 megatónov TNT za sekundu. Veľký energetický výkon Slnka je spôsobený predovšetkým obrovskou veľkosťou a hustotou jeho jadra (v porovnaní so Zemou a predmetmi na Zemi), pričom na kubický meter sa generuje len pomerne malé množstvo energie. Teoretické modely vnútra Slnka naznačujú maximálnu hustotu výkonu alebo výrobu energie približne 276,5 wattov na meter kubický v strede jadra [77], čo je približne rovnaká hustota výkonu vo vnútri hromady kompostu. [78] [f]

Rýchlosť fúzie v jadre je v samoopravnej rovnováhe: o niečo vyššia rýchlosť fúzie by spôsobila, že sa jadro viac zahrieva a mierne expanduje proti hmotnosti vonkajších vrstiev, čím sa zníži hustota a tým aj rýchlosť fúzie a koriguje porucha a mierne nižšia rýchlosť by spôsobili, že jadro sa mierne ochladí a zmenší, čím sa zvýši hustota a zvýši sa rýchlosť fúzie a opäť sa vráti na súčasnú rýchlosť. [79] [80]

Radiačná zóna

Od jadra až po približne 0,7 slnečného polomeru je tepelné žiarenie hlavným prostriedkom prenosu energie. [81] Teplota klesá zo zhruba 7 miliónov na 2 milióny kelvinov so zvyšujúcou sa vzdialenosťou od jadra. [70] Tento teplotný gradient je menší ako hodnota rýchlosti adiabatického zániku, a preto nemôže viesť k prúdeniu, čo vysvetľuje, prečo je prenos energie cez túto zónu uskutočňovaný žiarením namiesto tepelnej konvekcie. [70] Ióny vodíka a hélia emitujú fotóny, ktoré prejdú len krátku vzdialenosť a potom ich reabsorbujú iné ióny. [81] Hustota klesá stonásobne (z 20 g/cm 3 na 0,2 g/cm 3) medzi 0,25 slnečného polomeru a 0,7 polomeru, čo je vrchol radiačnej zóny. [81]

Tachocline

Radiačná a konvekčná zóna sú oddelené prechodovou vrstvou, tachoklínom. Toto je oblasť, kde prudká zmena režimu medzi rovnomerným otáčaním radiačnej zóny a diferenciálnou rotáciou konvekčnej zóny má za následok veľký strih medzi nimi - stav, v ktorom po sebe nasledujúce horizontálne vrstvy kĺzajú. [82] V súčasnosti sa predpokladá (pozri Slnečné dynamo), že magnetické dynamo v tejto vrstve vytvára magnetické pole Slnka. [70]

Konvekčná zóna

Konvekčná zóna Slnka siaha od 0,7 slnečného polomeru (500 000 km) do blízkosti povrchu. V tejto vrstve nie je slnečná plazma dostatočne hustá ani horúca na to, aby prenášala tepelnú energiu interiéru smerom von prostredníctvom žiarenia. Namiesto toho je hustota plazmy dostatočne nízka na to, aby sa umožnilo vyvíjanie konvekčných prúdov a pohyb energie Slnka smerom von k jeho povrchu. Materiál zahrievaný na tachocline zachytáva teplo a expanduje, čím znižuje jeho hustotu a necháva ho stúpať. Výsledkom je, že usporiadaný pohyb hmoty sa vyvinie do tepelných článkov, ktoré prenášajú väčšinu tepla von do fotosféry Slnka vyššie. Akonáhle sa materiál difúzne a radiačne ochladí tesne pod fotosférickým povrchom, jeho hustota sa zvýši a klesne na dno konvekčnej zóny, kde opäť zachytí teplo z vrcholu radiačnej zóny a konvekčný cyklus pokračuje. Vo fotosfére teplota klesla na 5 700 K a hustota len na 0,2 g/m 3 (asi 1/6 000 hustoty vzduchu na hladine mora). [70]

Tepelné stĺpce konvekčnej zóny vytvárajú na povrchu Slnka odtlačok, ktorý mu dodáva zrnitý vzhľad nazývaný slnečná granulácia v najmenšom meradle a supergranulácia vo väčších mierkach. Turbulentná konvekcia v tejto vonkajšej časti slnečného vnútra udržiava „malé“ dynamické pôsobenie na objem blízkeho povrchu Slnka. [70] Tepelné stĺpce Slnka sú Bénardove bunky a majú tvar zhruba šesťuholníkových hranolov. [83]

Fotosféra

Viditeľný povrch Slnka, fotosféra, je vrstva, pod ktorou sa Slnko stáva pre viditeľné svetlo nepriehľadným. [84] Fotóny vyrobené v tejto vrstve unikajú zo Slnka cez priehľadnú slnečnú atmosféru nad ním a stávajú sa slnečným žiarením, slnečným žiarením. Zmena nepriehľadnosti je spôsobená klesajúcim množstvom iónov H -, ktoré ľahko absorbujú viditeľné svetlo. [84] Naopak, viditeľné svetlo, ktoré vidíme, vzniká tak, že elektróny reagujú s atómami vodíka za vzniku iónov H -. [85] [86] Fotosféra je hrubá desiatky až stovky kilometrov a je o niečo menej nepriehľadná ako vzduch na Zemi. Pretože je horná časť fotosféry chladnejšia než spodná časť, obraz Slnka vyzerá v strede jasnejšie ako na okraji alebo úd slnečného disku, vo fenoméne známom ako tmavnutie končatín. [84] Spektrum slnečného svetla má približne spektrum čierneho telesa vyžarujúceho pri 5777 K, popretkávané atómovými absorpčnými čiarami z tenkých vrstiev nad fotosférou. Fotosféra má hustotu častíc

10 23 m −3 (asi 0,37% z počtu častíc na objem zemskej atmosféry na úrovni mora). Fotosféra nie je úplne ionizovaná - rozsah ionizácie je asi 3%, pričom takmer všetok vodík zostáva v atómovej forme. [87]

Počas raných štúdií optického spektra fotosféry boli nájdené niektoré absorpčné čiary, ktoré nezodpovedajú žiadnym chemickým prvkom, ktoré boli vtedy na Zemi známe. V roku 1868 Norman Lockyer usúdil, že tieto absorpčné čiary sú spôsobené novým prvkom, ktorý nazval hélium, podľa gréckeho boha Slnka Heliosa. O dvadsaťpäť rokov neskôr bolo na Zemi izolované hélium. [88]

Atmosféra

Pri úplnom zatmení Slnka, keď je disk Slnka pokrytý Mesiacom, je možné vidieť časti okolitej atmosféry Slnka. Skladá sa zo štyroch odlišných častí: chromosféry, prechodovej oblasti, koróny a heliosféry.

Najchladnejšia vrstva Slnka je teplotná minimálna oblasť siahajúca asi 500 km nad fotosféru a má teplotu asi 4 100 K. [84] Táto časť Slnka je dostatočne chladná na to, aby umožňovala existenciu jednoduchých molekúl, ako je oxid uhoľnatý a voda, ktoré je možné detegovať prostredníctvom ich absorpčných spektier. [89]

Chromosféra, prechodová oblasť a koróna sú oveľa horúcejšie ako povrch Slnka. [84] Dôvod nie je celkom objasnený, ale dôkazy naznačujú, že vlny Alfvén môžu mať dostatok energie na zahriatie koróny. [90]

Minimálna vrstva nad teplotou je vrstva hrubá asi 2 000 km, ktorej dominuje spektrum emisných a absorpčných čiar. [84] Hovorí sa mu chromosféra z gréckeho koreňa chroma, čo znamená farbu, pretože chromosféra je viditeľná ako farebný záblesk na začiatku a na konci úplného zatmenia Slnka. [81] Teplota chromosféry sa s výškou postupne zvyšuje, pohybuje sa až okolo 20 000 K blízko vrcholu. [84] V hornej časti chromosféry sa hélium čiastočne ionizuje. [91]

Nad chromosférou, v tenkej (asi 200 km) prechodovej oblasti, teplota rýchlo stúpa z približne 20 000 K v hornej chromosfére na koronálne teploty bližšie k 1 000 000 K. [92] Zvýšenie teploty je uľahčené úplnou ionizáciou hélia v prechodovej oblasti, čo výrazne znižuje radiačné chladenie plazmy. [91] Prechodová oblasť sa nevyskytuje v presne definovanej nadmorskej výške. Vytvára skôr akýsi nimbus okolo chromosférických prvkov, ako sú spikuly a vlákna, a je v neustálom chaotickom pohybe. [81] Prechodová oblasť nie je ľahko viditeľná z povrchu Zeme, ale je ľahko pozorovateľná z vesmíru prístrojmi citlivými na extrémnu ultrafialovú časť spektra. [93]

Koróna je ďalšou vrstvou Slnka. Nízka koróna, blízko povrchu Slnka, má hustotu častíc okolo 10 15 m −3 až 10 16 m −3. [91] [g] Priemerná teplota koróny a slnečného vetra je asi 1 000 000 - 2 000 000 K, v najteplejších oblastiach je to však 8 000 000 - 20 000 000 K. [92] Aj keď zatiaľ neexistuje žiadna úplná teória, ktorá by zodpovedala teplote koróny, je známe, že aspoň časť jeho tepla pochádza z magnetického opätovného pripojenia. [92] [94] Koróna je predĺžená atmosféra Slnka, ktorá má objem oveľa väčší ako objem uzavretý fotosférou Slnka. Tok plazmy smerom von zo Slnka do medziplanetárneho priestoru je slnečný vietor. [94]

Heliosféra, najľahšia najvzdialenejšia atmosféra Slnka, je naplnená plazmou slnečného vetra. Táto najvzdialenejšia vrstva Slnka je definovaná tak, že začína vo vzdialenosti, v ktorej dochádza k prúdeniu slnečného vetra superalfvénic—To znamená, že tam, kde je prúdenie rýchlejšie ako rýchlosť Alfvénových vĺn, [95] pri približne 20 slnečných polomeroch (0,1 AU). Turbulencie a dynamické sily v heliosfére nemôžu ovplyvniť tvar slnečnej koróny vo vnútri, pretože informácie sa môžu šíriť iba rýchlosťou Alfvénových vĺn. Slnečný vietor nepretržite putuje von heliosférou [96] [97] a vytvára slnečné magnetické pole do špirálového tvaru [94], až kým nezasiahne heliopauzu od Slnka viac ako 50 AU. V decembri 2004 sonda Voyager 1 prešla šokovým frontom, ktorý je považovaný za súčasť heliopauzy. [98] Koncom roku 2012 zaznamenal Voyager 1 výrazný nárast zrážok kozmického žiarenia a prudký pokles častíc nižšej energie zo slnečného vetra, čo naznačovalo, že sonda prešla heliopauzou a vstúpila do medzihviezdneho média [99]. urobil tak 25. augusta 2012 na približne 122 astronomických jednotkách od Slnka. [100] Heliosféra má heliotail, ktorý sa za pohybom Slnka rozprestiera za ním. [101]

Fotóny a neutrína

Vysokoenergetické fotóny gama žiarenia pôvodne uvoľnené fúznymi reakciami v jadre sú takmer okamžite absorbované slnečnou plazmou žiarivej zóny, zvyčajne po prejdení iba niekoľkých milimetrov. Reemisia prebieha v náhodnom smere a zvyčajne pri mierne nižšej energii. S týmto sledom emisií a absorpcií trvá dlho, kým sa žiarenie dostane na povrch Slnka. Odhady času cesty fotónu sa pohybujú medzi 10 000 a 170 000 rokmi. [102] Naopak, trvá iba 2,3 sekundy, kým sa neutrína, ktoré predstavujú asi 2% z celkovej energetickej produkcie Slnka, dostanú na povrch. Pretože transport energie v Slnku je proces, ktorý zahŕňa fotóny v termodynamickej rovnováhe s hmotou, časový rozsah transportu energie v Slnku je dlhší, rádovo 30 000 000 rokov. To je čas, ktorý by Slnku trvalo, kým by sa vrátil do stabilného stavu, keby sa náhle zmenila rýchlosť výroby energie v jeho jadre. [103]

Neutrína sa uvoľňujú aj fúznymi reakciami v jadre, ale na rozdiel od fotónov len zriedka interagujú s hmotou, takže takmer všetky sú schopné okamžite uniknúť Slnku. Po mnoho rokov boli merania počtu neutrín produkovaných na Slnku nižšie ako teórie predpovedané faktorom 3. Tento nesúlad bol vyriešený v roku 2001 objavením účinkov neutrínovej oscilácie: Slnko emituje počet neutrín predpovedaný teória, ale detektorom neutrín chýbali 2⁄3 z nich, pretože neutrína v čase ich detekcie zmenili chuť. [104]

Magnetické pole

Slnko má magnetické pole, ktoré sa mení po celom povrchu. Jeho polárne pole je 1–2 gaussov (0,0001–0,0002 T), zatiaľ čo pole má typicky 3 000 gaussov (0,3 T) v útvaroch na slnku nazývaných slnečné škvrny a 10–100 gaussov (0,001–0,01 T) na slnečných výbežkoch. [5] Magnetické pole sa líši v čase a mieste. Kvazi-periodický 11-ročný slnečný cyklus je najvýznamnejšou variáciou, v ktorej počet a veľkosť slnečných škvŕn voskuje a ubúda. [106] [107] [108]

Slnečné škvrny sú viditeľné ako tmavé škvrny na fotosfére Slnka a zodpovedajú koncentráciám magnetického poľa, kde je konvekčný prenos tepla inhibovaný zo slnečného vnútra na povrch. V dôsledku toho sú slnečné škvrny o niečo chladnejšie ako okolitá fotosféra, takže pôsobia tmavo. Pri typickom slnečnom minime je viditeľných málo slnečných škvŕn a občas nie je vôbec vidieť. Tie, ktoré sa objavujú, sú vo vysokých slnečných šírkach. Ako slnečný cyklus postupuje k svojmu maximu, slnečné škvrny sa zvyčajne tvoria bližšie k slnečnému rovníku, čo je jav známy ako Spörerov zákon. Najväčšie slnečné škvrny môžu mať priemer desaťtisíce kilometrov. [109]

11-ročný cyklus slnečných škvŕn je polovicou 22-ročného dynamického cyklu Babcock – Leighton, ktorý zodpovedá oscilačnej výmene energie medzi toroidnými a poloidálnymi slnečnými magnetickými poľami. Pri maxime slnečného cyklu je vonkajšie poloidálne dipolárne magnetické pole blízko svojej minimálnej sily dynamického cyklu, ale vnútorné toroidné kvadrupolárne pole generované diferenciálnou rotáciou v tachocline je blízko svojej maximálnej sily. V tomto mieste v dynamickom cykle vznášajúce sa vzostupy v konvekčnej zóne nútia vznik toroidného magnetického poľa cez fotosféru, čo vedie k vzniku párov slnečných škvŕn, zhruba zarovnaných na východ-západ a so stopami s opačnou magnetickou polaritou. Magnetická polarita párov slnečných škvŕn strieda každý slnečný cyklus, jav známy ako Haleho cyklus. [110] [111]

Počas klesajúcej fázy slnečného cyklu sa energia presúva z vnútorného toroidného magnetického poľa do vonkajšieho poloidálneho poľa a počet a veľkosť slnečných škvŕn sa zmenšuje. Pri minime slnečného cyklu sú toroidné pole zodpovedajúcim spôsobom pri minimálnej sile slnečné škvrny relatívne zriedkavé a poloidálne pole má maximálnu silu. S nárastom nasledujúceho 11-ročného cyklu slnečných škvŕn diferenciálna rotácia posúva magnetickú energiu späť z poloidálneho do toroidálneho poľa, ale s polaritou, ktorá je opačná ako predchádzajúci cyklus. Tento proces pokračuje kontinuálne a v idealizovanom, zjednodušenom scenári každý 11-ročný cyklus slnečných škvŕn zodpovedá zmene v celkovej polarite veľkého magnetického poľa Slnka. [112] [113]

Slnečné magnetické pole siaha ďaleko za samotné Slnko. Elektricky vodivá slnečná veterná plazma prenáša magnetické pole Slnka do vesmíru a vytvára to, čo sa nazýva medziplanetárne magnetické pole. [94] V aproximácii známej ako ideálna magnetohydrodynamika sa častice plazmy pohybujú iba pozdĺž línií magnetického poľa. V dôsledku toho slnečný vietor prúdiaci von roztiahne medziplanetárne magnetické pole smerom von a núti ho zhruba hrubú radiálnu štruktúru. Pre jednoduché dipolárne slnečné magnetické pole s opačnou pologuľou na oboch stranách slnečného magnetického rovníka sa v slnečnom vetre vytvorí tenký prúdový list. [94] Rotácia Slnka na veľké vzdialenosti stáča dipolárne magnetické pole a zodpovedajúci prúdový list do archimédovskej špirálovej štruktúry nazývanej Parkerova špirála. [94] Medziplanetárne magnetické pole je oveľa silnejšie ako dipólová zložka slnečného magnetického poľa. Dipólové magnetické pole Slnka 50-400 μT (vo fotosfére) sa zmenšuje s inverznou kockou vzdialenosti, čo vedie k predpovedanému magnetickému poľu vo vzdialenosti 0,1 nT vo vzdialenosti Zeme. Podľa pozorovaní kozmických lodí je však medziplanetárne pole na mieste Zeme okolo 5 nT, čo je asi stokrát viac. [114] Rozdiel je spôsobený magnetickými poľami generovanými elektrickými prúdmi v plazme obklopujúcej Slnko.

Kolísanie aktivity

Magnetické pole Slnka vedie k mnohým účinkom, ktoré sa súhrnne nazývajú slnečná aktivita. Slnečné erupcie a ejekcie koronálnej hmoty sa zvyčajne vyskytujú v skupinách slnečných škvŕn. Pomaly sa meniace vysokorýchlostné prúdy slnečného vetra vyžarujú z koronálnych dier na fotosférickom povrchu. Ejekcie koronálnej hmoty a vysokorýchlostné prúdy slnečného vetra prenášajú plazmu a medziplanetárne magnetické pole von do slnečnej sústavy. [115] Medzi efekty slnečnej aktivity na Zemi patria polárne žiary v stredných až vysokých zemepisných šírkach a narušenie rádiovej komunikácie a elektrickej energie. Predpokladá sa, že slnečná aktivita zohrala veľkú úlohu pri formovaní a vývoji slnečnej sústavy.

S moduláciou počtu slnečných škvŕn v slnečnom cykle prichádza zodpovedajúca modulácia vesmírnych poveternostných podmienok vrátane tých, ktoré obklopujú Zem, kde môžu byť ovplyvnené technologické systémy.

V decembri 2019 bol pozorovaný nový typ slnečného magnetického výbuchu, známy ako nútené magnetické opätovné pripojenie. Predtým v procese nazývanom spontánne magnetické opätovné pripojenie bolo pozorované, že čiary slnečného magnetického poľa sa explozívne líšia a potom sa okamžite opäť zbiehajú. Nútené magnetické opätovné pripojenie bolo podobné, ale bolo to spôsobené výbuchom v koróne. [116]

Dlhodobá zmena

Niektorí vedci si myslia, že dlhodobá sekulárna zmena počtu slnečných škvŕn je v korelácii s dlhodobou zmenou slnečného žiarenia [117], ktorá môže naopak ovplyvniť dlhodobú klímu Zeme. [118] Napríklad v 17. storočí sa zdá, že slnečný cyklus sa úplne zastavil na niekoľko desaťročí, počas obdobia známeho ako Maunderovo minimum bolo pozorovaných niekoľko slnečných škvŕn. To sa časovo zhodovalo s érou malej doby ľadovej, keď Európa zažívala neobvykle nízke teploty. [119] Skoršie rozšírené minimá boli objavené prostredníctvom analýzy letokruhov stromov a zdá sa, že sa zhodujú s nižšími ako priemernými globálnymi teplotami. [120]

Nedávna teória tvrdí, že v jadre Slnka existujú magnetické nestability, ktoré spôsobujú výkyvy s periódou buď 41 000 alebo 100 000 rokov. Tieto by mohli poskytnúť lepšie vysvetlenie doby ľadovej ako Milankovitchove cykly. [121] [122]

Slnko je dnes zhruba v polovici najstabilnejšej časti svojho života.Nezmenila sa dramaticky viac ako štyri miliardy [a] rokov a zostane dosť stabilná ďalších viac ako päť miliárd. Keď sa však fúzia vodíka v jeho jadre zastaví, Slnko prejde dramatickými zmenami, vnútorne aj zvonka.

Tvorenie

Slnko vzniklo asi pred 4,6 miliardami rokov zrútením časti obrovského molekulárneho mraku, ktorý pozostával väčšinou z vodíka a hélia a ktorý pravdepodobne zrodil mnoho ďalších hviezd. [123] Tento vek sa odhaduje pomocou počítačových modelov hviezdnej evolúcie a pomocou nukleokosmochronológie. [14] Výsledok je v súlade s rádiometrickým dátumom najstaršieho materiálu slnečnej sústavy spred 4,567 miliardy rokov. [124] [125] Štúdie starovekých meteoritov odhaľujú stopy stabilných dcérskych jadier krátkodobých izotopov, ako je železo-60, ktoré sa tvoria iba v explodujúcich hviezdach s krátkou životnosťou. To naznačuje, že jedna alebo viac supernov sa muselo objaviť v blízkosti miesta, kde sa formovalo Slnko. Rázová vlna z blízkej supernovy by spustila vznik Slnka stlačením hmoty v molekulárnom oblaku a spôsobením kolapsu určitých oblastí pod vlastnou gravitáciou. [126] Keď sa jeden fragment oblaku zrútil, začal sa tiež otáčať kvôli zachovaniu momentu hybnosti a zahrieval sa so zvyšujúcim sa tlakom. Veľká časť hmoty sa koncentrovala do stredu, zatiaľ čo zvyšok sa sploštil na disk, z ktorého by sa stali planéty a ďalšie telesá slnečnej sústavy. Gravitácia a tlak v jadre mraku generovali veľa tepla, pretože akumulovali viac hmoty z okolitého disku, čo nakoniec spustilo jadrovú fúziu.

HD 162826 a HD 186302 sú hypotetickí hviezdni súrodenci Slnka, ktorí sa vytvorili v rovnakom molekulárnom oblaku.

Hlavná postupnosť

Slnko je zhruba v polovici fázy svojej hlavnej sekvencie, počas ktorej reakcie jadrovej fúzie v jeho jadre spájajú vodík s héliom. Každú sekundu sa v jadre Slnka premení na energiu viac ako štyri milióny ton hmoty, čím sa vytvoria neutrína a slnečné žiarenie. Týmto tempom Slnko doteraz prevádzalo asi 100 -násobok hmotnosti Zeme na energiu, čo je asi 0,03% z celkovej hmotnosti Slnka. Slnko strávi približne 10 miliárd rokov ako hviezda hlavnej postupnosti. [128]

Slnko sa vo svojom jadre postupne stáva teplejším, teplejším na povrchu, väčším polomerom a žiarivejším: od začiatku životnosti svojej hlavnej sekvencie sa v polomere rozšírilo o 15% a povrch sa zvýšila teplota z 5620 K na 5777 K, čo malo za následok 48% zvýšenie svietivosti z 0,677 slnečnej svietivosti na súčasnú 1,0 slnečnú svietivosť. K tomu dochádza, pretože atómy hélia v jadre majú vyššiu priemernú molekulovú hmotnosť ako atómy vodíka, ktoré boli fúzované, čo má za následok menší tepelný tlak. Jadro sa preto zmenšuje, čo umožňuje vonkajším vrstvám Slnka priblížiť sa k stredu a uvoľniť gravitačnú potenciálnu energiu. Podľa viriálnej vety polovica tejto uvoľnenej gravitačnej energie ide do zahrievania, čo vedie k postupnému zvyšovaniu rýchlosti, pri ktorej dochádza k fúzii, a tým k zvýšeniu svietivosti. Tento proces sa zrýchľuje, pretože jadro postupne hustne. [129] V súčasnej dobe sa jasnosť zvyšuje približne o 1% každých 100 miliónov rokov. [130]

Po jadrovom vyčerpaní vodíka

Slnko nemá dostatočnú hmotnosť na to, aby explodovalo ako supernova. Namiesto toho, keď mu približne o 5 miliárd rokov dôjde v jadre vodík, fúzia jadrového vodíka sa zastaví a nebude nič brániť zmršťovaniu jadra. Uvoľnenie gravitačnej potenciálnej energie spôsobí zvýšenie svietivosti hviezdy, čím sa skončí hlavná sekvenčná fáza a hviezda sa bude v priebehu nasledujúcich miliárd rokov rozpínať: najskôr do pod obr a potom do červeného obra. [129] [131] [132] Zahrievanie v dôsledku gravitačnej kontrakcie tiež povedie k fúzii vodíka v škrupine tesne mimo jadro, kde zostáva nefúzovaný vodík, čo prispeje k zvýšenej svietivosti, ktorá nakoniec dosiahne viac ako 1000 -násobok svojej prítomnosti. svietivosť. [129] Slnko ako červený obr narastie do takej veľkosti, že pohltí Merkúr, Venušu a pravdepodobne aj Zem a dosiahne asi 0,75AU. [132] [133] Slnko strávi asi miliardu rokov ako hviezda červeného obra a stratí zhruba tretinu svojej hmotnosti. [132]

Po vetve červeného obra zostáva Slnku približne 120 miliónov rokov aktívneho života, ale veľa sa deje. Po prvé, jadro plné degenerovaného hélia sa prudko vznieti v héliovom záblesku, kde sa odhaduje, že 6% jadra, čo je 40% hmotnosti Slnka, sa v priebehu niekoľkých minút prostredníctvom trojitého alfa premení na uhlík. proces. [134] Slnko sa potom scvrkne na približne 10 -násobok svojej súčasnej veľkosti a 50 -násobku svietivosti, pričom teplota je o niečo nižšia ako dnes. Potom dosiahne červený chumáč alebo horizontálnu vetvu, ale hviezda kovovej podoby Slnka sa nevyvíja modro pozdĺž horizontálnej vetvy. Namiesto toho sa v priebehu približne 100 miliónov rokov stáva mierne väčším a jasnejším, pretože v jadre naďalej reaguje na hélium. [132]

Keď sa hélium vyčerpá, Slnko zopakuje expanziu, ktorú nasledovalo po vyčerpaní vodíka v jadre, okrem toho, že tentoraz sa to všetko deje rýchlejšie a Slnko sa stáva väčším a jasnejším. Toto je fáza asymptotickej obrovskej vetvy a Slnko striedavo reaguje na vodík v škrupine alebo hélium v ​​hlbšej škrupine. Po asi 20 miliónoch rokov na ranej asymptotickej obrovskej vetve je Slnko stále nestabilnejšie, s rýchlymi stratami hmoty a tepelnými impulzmi, ktoré každých 100 000 rokov alebo niekoľko stoviek rokov zvyšujú veľkosť a svietivosť. Tepelné impulzy sa zakaždým zväčšujú, pričom neskoršie impulzy tlačia svietivosť až na 5 000 -násobok súčasnej úrovne a polomer na viac ako 1 AU. [135] Podľa modelu z roku 2008 sa obežná dráha Zeme spočiatku výrazne rozšíri v dôsledku straty hmotnosti Slnka ako červeného obra, ale neskôr sa začne zmenšovať v dôsledku prílivových síl (a nakoniec aj ťahom zo spodnej chromosféry), takže je pohltené Slnkom počas špičky fázy vetvy červeného obra, 3,8 milióna rokov a 1 milión rokov po tom, čo Merkúr a Venuša postihol rovnaký osud. Modely sa líšia v závislosti od rýchlosti a načasovania straty hmotnosti. Modely, ktoré majú väčšiu stratu hmotnosti na červeno-obrovskej vetve, produkujú menšie, menej svietivé hviezdy na špičke asymptotickej obrovskej vetvy, možno iba 2 000-násobok svietivosti a menej ako 200-násobok polomeru. [132] V prípade Slnka sa predpovedajú štyri tepelné impulzy, než úplne stratí vonkajší obal a začne vytvárať planetárnu hmlovinu. Na konci tejto fázy - trvajúcej približne 500 000 rokov - bude mať Slnko iba polovicu svojej súčasnej hmotnosti.

Vývoj post-asymptotickej obrovskej vetvy je ešte rýchlejší. Svietivosť zostáva pri zvyšovaní teploty približne konštantná, pričom vysunutá polovica hmotnosti Slnka sa ionizuje do planetárnej hmloviny, pretože odkryté jadro dosiahne 30 000 K, ako keby sa nachádzalo v akejsi modrej slučke. Konečné nahé jadro, biely trpaslík, bude mať teplotu viac ako 100 000 K a bude obsahovať odhadom 54,05% dnešnej hmotnosti Slnka. [132] Planetárna hmlovina sa rozptýli asi za 10 000 rokov, ale biely trpaslík prežije bilióny rokov, než sa stratí v hypotetickom čiernom trpaslíkovi. [136] [137]

Slnko leží blízko vnútorného okraja ramena Orion v Mliečnej ceste, v miestnom medzihviezdnom oblaku alebo v Gouldovom páse, vo vzdialenosti 7,5 až 8,5 kiloparsekov (24 až 28 kly) od galaktického centra. [138] [139] [140] [141] [142] [143] Slnko je obsiahnuté v miestnej bubline, priestore vzácneho horúceho plynu, pravdepodobne produkovaného zvyškom supernovy Geminga, [144] alebo viacnásobnými supernovami v podskupine B1 pohybujúcej sa skupiny Plejád. [145] Vzdialenosť medzi miestnym ramenom a ďalším ramenom, Perseovým ramenom, je asi 6 500 svetelných rokov. [146] Slnko, a teda aj slnečná sústava, sa nachádza v tom, čo vedci nazývajú galaktická obývateľná zóna. The Vrchol slnečnej cestyalebo slnečný vrchol je smer, ktorým sa Slnko pohybuje vzhľadom na ostatné blízke hviezdy. Tento pohyb smeruje k bodu v súhvezdí Herkules, blízko hviezdy Vega. Hviezdy do 100 parsekov Slnka (326 svetelných rokov) majú voči slnku rýchlosti, ktoré je možné modelovať približne pomocou Maxwellovho-Boltzmannovho rozdelenia (najmä pre nižšie rýchlosti) alebo logaritmického normálneho rozdelenia (obzvlášť pre vyššie rýchlosti), ale s väčším počtom vysokorýchlostných hviezd (viac ako 300 km/s), ako predpovedala ktorákoľvek z distribúcií. Priemerná rýchlosť týchto hviezd (nie priemerná rýchlosť) vzhľadom na slnko (alebo priemerná rýchlosť slnka vzhľadom na ne) je okolo 20 km/s. [147]

V roku 2003 bolo v 32,6 ly Slnka známych 315 hviezd v 227 systémoch, vrátane 163 jednotlivých hviezd. Odhaduje sa, že ďalších 130 systémov v tomto rozsahu ešte nebolo identifikovaných. Až 81,5 ly môže existovať až 7 500 hviezd, z ktorých je známych asi 2 600. Očakáva sa, že počet čiastkových predmetov v tomto objeme bude porovnateľný s počtom hviezd. [148] Z 50 najbližších hviezdnych sústav vzdialených 17 svetelných rokov od Zeme (najbližšia je červeného trpaslíka Proxima Centauri vo vzdialenosti približne 4,2 svetelných rokov) patrí Slnko na štvrté miesto v hmotnosti. [149]

Gaiaho katalóg hviezd v okolí, všetkých do 100 parsekov, obsahuje 331 312 hviezd a predpokladá sa, že obsahuje najmenej 92% hviezd hviezdneho spektrálneho typu M9 alebo „staršieho“ (t. J. Horúceho). [147]

Orbita v Mliečnej dráhe

Slnko obieha v strede Mliečnej dráhy a v súčasnosti sa pohybuje v smere súhvezdia Labute. Jednoduchý model pohybu hviezdy v galaxii dáva galaktické súradnice X, Y a Z ako:

a ktorého šírka v smere X je

Pomer dĺžky a šírky tejto elipsy, rovnaký pre všetky hviezdy v našom okolí, je 2 Ω / κ ≈ 1,50. < Displaystyle 2 Omega / kappa cca 1,50.> Pohyblivý bod je v súčasnosti na

Oscilácia v smere Z trvá Slnko

(pozri Oortove konštanty), čo zodpovedá 235 miliónom rokov, a to je čas, ktorý je potrebné na to, aby ste sa raz dostali okolo galaxie. Ostatné hviezdy s rovnakou hodnotou X + V / (2 B) < Displaystyle X + V / (2B)> musia obehu galaxie venovať rovnaký čas ako Slnku, a tak zostanú v rovnakej všeobecnej blízkosti. ako Slnko.

Obežná dráha Slnka okolo Mliečnej dráhy je narušená kvôli nerovnomernému rozloženiu hmotnosti v Mliečnej ceste, ako je to v galaktických špirálových ramenách a medzi nimi. Tvrdilo sa, že prechod Slnka špirálovitými ramenami s vyššou hustotou sa často zhoduje s hromadným vymieraním Zeme, pravdepodobne v dôsledku zvýšených udalostí nárazu. [153] Slnečnej sústave trvá asi 225 - 250 miliónov rokov, kým dokončí jednu obežnú dráhu Mliečnou cestou ( galaktický rok), [154], predpokladá sa teda, že počas životnosti Slnka absolvovalo 20–25 obežných dráh. Obežná rýchlosť slnečnej sústavy okolo stredu Mliečnej dráhy je približne 251 km/s (156 mi/s). [155] Pri tejto rýchlosti trvá Slnečnej sústave približne 1 190 rokov, kým prejde vzdialenosť 1 svetelný rok, alebo 7 dní, kým prejde 1 AU. [156]

Mliečna dráha sa pohybuje vzhľadom na kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia (CMB) v smere súhvezdia Hydra rýchlosťou 550 km/s a výsledná rýchlosť Slnka vzhľadom na CMB je asi 370 km/s v smer Kráter alebo Lev. [157]

Pohyb v slnečnej sústave

Slnko sa pohybuje gravitačným ťahom planét. Barycentrum slnečnej sústavy je možné považovať za stacionárne (alebo za pohyb ustálený pohyb po galaxii). Stred slnka je vždy v rozmedzí 2,2 slnečného polomeru od barycentra. Tento pohyb Slnka je spôsobený predovšetkým Jupiterom, Saturnom, Uránom a Neptúnom. Po niekoľko desaťročí je pohyb dosť pravidelný a vytvára vzor trojlístka, zatiaľ čo medzi týmito obdobiami pôsobí chaotickejšie. [158] Po 179 rokoch (deväťnásobok synodického obdobia Jupitera a Saturnu) sa vzor viac -menej opakuje, ale otáča sa asi o 24 °. [159] Obežné dráhy vnútorných planét vrátane Zeme sú podobne posunuté rovnakými gravitačnými silami, takže pohyb Slnka má malý vplyv na relatívne polohy Zeme a Slnka alebo na slnečné žiarenie na Zemi ako funkciu času. [160]

Problém s koronálnym zahrievaním

Teplota fotosféry je približne 6 000 K, zatiaľ čo teplota koróny dosahuje 1 000 000 - 2 000 000 K. [92] Vysoká teplota koróny ukazuje, že je ohrievaná niečím iným ako priamym vedením tepla z fotosféry. [94]

Predpokladá sa, že energia potrebná na zahriatie koróny je poskytovaná turbulentným pohybom v konvekčnej zóne pod fotosférou a boli navrhnuté dva hlavné mechanizmy na vysvetlenie koronálneho zahrievania. [92] Prvým je zahrievanie vĺn, pri ktorom turbulenciou v konvekčnej zóne vznikajú zvukové, gravitačné alebo magnetohydrodynamické vlny. [92] Tieto vlny sa pohybujú nahor a rozptýlia sa v koróne a ukladajú svoju energiu do okolitej hmoty vo forme tepla. [161] Druhým je magnetické zahrievanie, v ktorom je magnetická energia neustále vytváraná fotosférickým pohybom a uvoľňuje sa magnetickým opätovným pripojením vo forme veľkých slnečných erupcií a nespočetných podobných, ale menších udalostí - nanoflárov. [162]

V súčasnosti nie je jasné, či sú vlny účinným vykurovacím mechanizmom. Zistilo sa, že všetky vlny okrem Alfvénových vĺn sa rozptýlia alebo lámu pred dosiahnutím koróny. [163] Alfvénove vlny sa navyše v koróne len tak ľahko nerozptýlia. Súčasné zameranie výskumu sa preto presunulo k mechanizmom zahrievania horákov. [92]

Problém slabého mladého Slnka

Teoretické modely vývoja Slnka naznačujú, že pred 3,8 až 2,5 miliardami rokov, počas Archanského eónu, bolo Slnko iba asi 75% tak jasné ako dnes. Takáto slabá hviezda by nebola schopná udržať kvapalnú vodu na zemskom povrchu, a preto by sa život nemohol vyvíjať. Geologický záznam však ukazuje, že Zem počas svojej histórie udržiavala pomerne konštantnú teplotu a že mladá Zem bola o niečo teplejšia ako dnes. Jedna z teórií vedcov tvrdí, že atmosféra mladej Zeme obsahovala oveľa väčšie množstvo skleníkových plynov (ako je oxid uhličitý, metán), ako sú dnes prítomné, ktoré zachytili dostatok tepla na kompenzáciu menšieho množstva slnečnej energie, ktorá sa k nemu dostala. [164]

Skúmanie archaských sedimentov sa však javí byť v rozpore s hypotézou vysokých skleníkových koncentrácií. Mierny teplotný rozsah môže byť namiesto toho vysvetlený nižším povrchovým albedom spôsobeným menej kontinentálnou oblasťou a nedostatkom biologicky indukovaných jadier kondenzácie mrakov. To by viedlo k zvýšenej absorpcii slnečnej energie, čím by sa kompenzoval nižší slnečný výkon. [165]

Včasné porozumenie

Slnko bolo v celej histórii ľudstva predmetom úcty v mnohých kultúrach. Najzákladnejšie chápanie Slnka ľudstvom je svetelný disk na oblohe, ktorého prítomnosť nad horizontom spôsobuje deň a neprítomnosť noc. V mnohých prehistorických a starovekých kultúrach bolo Slnko považované za slnečné božstvo alebo inú nadprirodzenú entitu. Slnko zohráva dôležitú úlohu v mnohých svetových náboženstvách, ako je popísané v neskoršej časti.

Rozvoj vedeckého porozumenia

Na začiatku prvého tisícročia pred Kristom babylonskí astronómovia zistili, že pohyb Slnka pozdĺž ekliptiky nie je rovnomerný, aj keď nevedeli, prečo je dnes známe, že je to kvôli pohybu Zeme na eliptickej obežnej dráhe okolo Slnka so Zemou. pohybuje sa rýchlejšie, keď je v perihéliu bližšie k Slnku, a pohybuje sa pomalšie, keď je v aféliu ďalej. [166]

Jeden z prvých ľudí, ktorí ponúkli vedecké alebo filozofické vysvetlenie Slnka, bol grécky filozof Anaxagoras. Zdôvodnil to tým, že to nebol voz Heliosu, ale obrovská horiaca kovová guľa, ktorá bola ešte väčšia ako Peloponézska krajina a že Mesiac odrážal svetlo Slnka. [167] Za výučbu tejto herézy bol úradmi uväznený a odsúdený na smrť, hoci neskôr bol prepustený na zásah Perikla. Eratosthenes odhadoval vzdialenosť medzi Zemou a Slnkom v 3. storočí pred naším letopočtom ako „stadií myriád 400 a 80 000“, ktorých preklad je nejednoznačný, čo znamená buď 4 080 000 štadiónov (755 000 km) alebo 804 000 000 štadiónov (148 až 153 miliónov kilometrov alebo 0,99) až 1,02 AU), posledná uvedená hodnota je správna s presnosťou niekoľkých percent. V 1. storočí nášho letopočtu Ptolemaios odhadoval vzdialenosť ako 1 210 -násobok polomeru Zeme, približne 7,71 milióna kilometrov (0,0515 AU). [168]

Teóriu, že Slnko je stredom, okolo ktorého obiehajú planéty, prvýkrát navrhol staroveký grécky Aristarchos zo Samosu v 3. storočí pred naším letopočtom a neskôr ju prijal Seleucus zo Seleucie (pozri heliocentrizmus). Tento pohľad vyvinul v 16. storočí Nicolaus Copernicus v podrobnejšom matematickom modeli heliocentrického systému.

Pozorovania slnečných škvŕn zaznamenali počas dynastie Han (206 pr. N. L. - 220 n. L.) Čínski astronómovia, ktorí o týchto pozorovaniach uchovávali záznamy po celé stáročia. Averroes tiež poskytol popis slnečných škvŕn v 12. storočí. [169] Vynález teleskopu na začiatku 17. storočia umožnil podrobné pozorovania slnečných škvŕn Thomasom Harriotom, Galileom Galileim a ďalšími astronómami. Galileo predpokladal, že slnečné škvrny sú skôr na povrchu Slnka než na malých objektoch prechádzajúcich medzi Zemou a Slnkom. [170]

Medzi arabské astronomické príspevky patrí Al-Battaniho objav, že smer apogeu Slnka (miesto na obežnej dráhe Slnka oproti fixným hviezdam, kde sa zdá, že sa pohybuje najpomalšie) sa mení. [171] (V moderných heliocentrických termínoch je to spôsobené postupným pohybom afélia Zemské obežná dráha). Ibn Yunus pozoroval viac ako 10 000 záznamov o polohe Slnka po mnoho rokov pomocou veľkého astrolábu. [172]

Z pozorovania prechodu Venuše v roku 1032 dospel perzský astronóm a polymath Ibn Sina k záveru, že Venuša je bližšie k Zemi ako Slnko. [173] V roku 1672 Giovanni Cassini a Jean Richer určili vzdialenosť k Marsu a dokázali tak vypočítať vzdialenosť k Slnku.

V roku 1666 Isaac Newton pozoroval slnečné svetlo pomocou hranola a ukázal, že je tvorené svetlom mnohých farieb. [174] V roku 1800 William Herschel objavil infračervené žiarenie mimo červenej časti slnečného spektra.[175] V 19. storočí došlo k pokroku v spektroskopických štúdiách Slnka Joseph von Fraunhofer zaznamenal v spektre viac ako 600 absorpčných čiar, z ktorých najsilnejšie sa stále často označujú ako Fraunhoferove čiary. V prvých rokoch modernej vedeckej éry bol zdroj slnečnej energie významnou hádankou. Lord Kelvin navrhol, že Slnko je postupne sa ochladzujúce tekuté telo, ktoré vyžaruje vnútornú zásobáreň tepla. [176] Kelvin a Hermann von Helmholtz potom navrhli mechanizmus gravitačnej kontrakcie na vysvetlenie energetického výdaja, ale výsledný odhad veku bol iba 20 miliónov rokov, čo je dosť málo od časového rozpätia najmenej 300 miliónov rokov, ktoré naznačujú niektoré jeho geologické objavy. čas. [176] [177] V roku 1890 Joseph Lockyer, ktorý objavil hélium v ​​slnečnom spektre, navrhol meteoritickú hypotézu o vzniku a vývoji Slnka. [178]

Až v roku 1904 bolo ponúknuté zdokumentované riešenie. Ernest Rutherford navrhol, aby bol výkon Slnka udržiavaný vnútorným zdrojom tepla, a ako zdroj navrhol rádioaktívny rozpad. [179] Bol by to však Albert Einstein, ktorý by poskytol základnú stopu k zdroju energetického výkonu Slnka s jeho vzťahom ekvivalencie hmotnosti a energie E = mc 2. [180] V roku 1920 Sir Arthur Eddington navrhol, že tlaky a teploty v jadre Slnka môžu vyvolať reakciu jadrovej fúzie, ktorá zlúči vodík (protóny) do jadier hélia, čo povedie k produkcii energie z čistej zmeny hmotnosti. [181] Prevahu vodíka v Slnku potvrdila v roku 1925 Cecilia Payne pomocou ionizačnej teórie vyvinutej Meghnadom Sahom. Teoretický koncept fúzie vyvinuli v 30. rokoch minulého storočia astrofyzici Subrahmanyan Chandrasekhar a Hans Bethe. Hans Bethe vypočítal podrobnosti o dvoch hlavných jadrových reakciách produkujúcich energiu, ktoré poháňajú Slnko. [182] [183] ​​V roku 1957 Margaret Burbidge, Geoffrey Burbidge, William Fowler a Fred Hoyle ukázali, že väčšina prvkov vo vesmíre bola syntetizovaná jadrovými reakciami vnútri hviezd, niektoré ako Slnko. [184]

Slnečné vesmírne misie

Prvými satelitmi určenými na dlhodobé pozorovanie Slnka z medziplanetárneho priestoru boli sondy Pioneers 6, 7, 8 a 9 agentúry NASA, ktoré boli vypustené v rokoch 1959 až 1968. Tieto sondy obiehali okolo Slnka vo vzdialenosti podobnej vzdialenosti Zeme a spôsobili, že prvé podrobné merania slnečného vetra a slnečného magnetického poľa. Pioneer 9 fungoval obzvlášť dlho a prenášal údaje až do mája 1983. [186] [187]

V 70. rokoch 20. storočia poskytli vedcom významné nové údaje o slnečnom vetre a slnečnej koróne dve kozmické lode Helios a teleskopická hora Skylab Apollo. Sondy Helios 1 a 2 boli americko -nemeckou spoluprácou, ktorá skúmala slnečný vietor z obežnej dráhy nesúcej vesmírnu loď na obežnej dráhe Merkúra. [188] Vesmírna stanica Skylab, ktorú vypustila NASA v roku 1973, obsahovala modul slnečného observatória s názvom Mount Apollo Telescope Mount, ktorý obsluhovali astronauti s trvalým pobytom na stanici. [93] Skylab uskutočnil prvé časovo rozlíšené pozorovania oblasti prechodu na slnečné žiarenie a ultrafialových emisií zo slnečnej koróny. [93] Objavy zahŕňali prvé pozorovania ejekcií koronálnej hmoty, vtedy nazývaných „koronálne prechody“, a koronálnych dier, o ktorých je teraz známe, že sú úzko spojené so slnečným vetrom. [188]

V roku 1980 NASA spustila misiu Solar Maximum. Táto kozmická loď bola navrhnutá tak, aby pozorovala gama lúče, röntgenové a UV žiarenie zo slnečných erupcií v čase vysokej slnečnej aktivity a slnečnej svietivosti. Len niekoľko mesiacov po štarte však porucha elektroniky spôsobila, že sa sonda dostala do pohotovostného režimu a v tomto neaktívnom stave strávila ďalšie tri roky. V roku 1984 raketoplán Challenger misia STS-41C získala satelit a opravila jeho elektroniku pred opätovným vypustením na obežnú dráhu. Slnečná maximálna misia následne získala tisíce obrazov slnečnej koróny a potom sa v júni 1989 opäť dostala do zemskej atmosféry. [189]

Japonský Yohkoh (zahájený v roku 1991)Slnečný lúč) satelit pozoroval slnečné erupcie na röntgenových vlnových dĺžkach. Údaje o misiách umožnili vedcom identifikovať niekoľko rôznych typov svetlíc a preukázali, že koróna mimo oblastí s najvyššou aktivitou bola oveľa dynamickejšia a aktívnejšia, ako sa pôvodne predpokladalo. Yohkoh pozoroval celý slnečný cyklus, ale prešiel do pohotovostného režimu, keď prstencové zatmenie v roku 2001 spôsobilo stratu zámku na Slnku. Bol zničený opätovným vstupom do atmosféry v roku 2005. [190]

Jednou z doposiaľ najdôležitejších slnečných misií bolo Slnečné a heliosférické observatórium, ktoré spoločne vybudovala Európska vesmírna agentúra a NASA a ktoré sa začalo 2. decembra 1995. [93] Pôvodne malo slúžiť na dvojročnú misiu, rozšírenie misie prostredníctvom Rok 2012 bol schválený v októbri 2009. [191] Ukázalo sa tak užitočné, že vo februári 2010 bola zahájená následná misia, Observatórium slnečnej dynamiky (SDO). [192] Nachádza sa v Lagrangeovom bode medzi Zemou a Slnkom ( pri ktorej je gravitačný ťah z oboch rovnaký), SOHO poskytuje od svojho spustenia neustály pohľad na Slnko na mnohých vlnových dĺžkach. [93] Okrem svojho priameho slnečného pozorovania umožnila SOHO objavenie veľkého počtu komét, väčšinou drobných sungrazujúcich komét, ktoré sa pri prechode Slnkom spaľujú. [193]

Všetky tieto satelity pozorovali Slnko z roviny ekliptiky, a tak podrobne pozorovali iba jeho rovníkové oblasti. The Ulysses sonda bola vypustená v roku 1990 na štúdium polárnych oblastí Slnka. Najprv putoval na Jupiter, na „prak“ na obežnú dráhu, ktorá ho vynesie ďaleko nad rovinu ekliptiky. Raz Ulysses bol na svojej plánovanej obežnej dráhe, začal pozorovať slnečný vietor a silu magnetického poľa vo vysokých slnečných šírkach a zistil, že slnečný vietor z vysokých zemepisných šírok sa pohybuje rýchlosťou asi 750 km/s, čo bolo pomalšie, ako sa očakávalo, a že tam boli veľké magnetické vlny vychádzajúce z vysokých zemepisných šírok, ktoré rozptyľujú galaktické kozmické lúče. [194]

Elementárny výskyt vo fotosfére je dobre známy zo spektroskopických štúdií, ale zloženie vnútra Slnka je horšie pochopené. Návratná misia vzorky slnečného vetra, Genesis, bol navrhnutý tak, aby umožnil astronómom priamo merať zloženie slnečného materiálu. [195]

Misia STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory) bola zahájená v októbri 2006. Na obežné dráhy boli vypustené dve identické vesmírne lode, vďaka ktorým sa (resp.) Ťahali ďalej pred Zem a postupne za ňou zaostávali. To umožňuje stereoskopické zobrazovanie Slnka a slnečných javov, ako sú výrony koronálnej hmoty. [196] [197]

Sonda Parker Solar Probe bola vypustená v roku 2018 na palube rakety Delta IV Heavy a v roku 2025 dosiahne perigeu 0,046 AU, čo z nej robí najbližšie obiehajúcu družicu vyrobenú ľuďmi ako prvé vesmírne plavidlo, ktoré letelo nízko do slnečnej koróny. [198]

Indická organizácia pre výskum vesmíru naplánovala vypustenie 100 kg satelitu s názvom Aditya na polovicu roku 2020. Jeho hlavným nástrojom bude koronograf pre štúdium dynamiky slnečnej koróny. [199]

Jas Slnka môže pri pohľade voľným okom spôsobovať bolesť, ale krátkodobé pôsobenie nie je pre normálne nedilatované oči nebezpečné. [200] [201] Pohľad priamo na Slnko spôsobuje vizuálne artefakty fosfénu a dočasnú čiastočnú slepotu. Na sietnicu tiež dodáva asi 4 miliwatty slnečného svetla, mierne ho zahrieva a potenciálne spôsobuje poškodenie očí, ktoré nedokážu správne reagovať na jas. [202] [203] Expozícia ultrafialovému žiareniu v priebehu niekoľkých rokov postupne zožltne očnú šošovku a predpokladá sa, že prispieva k vzniku katarakty, ale to závisí od všeobecného vystavenia slnečnému žiareniu, a nie od toho, či sa človek pozerá priamo na Slnko. [204] Dlhodobé sledovanie priameho Slnka voľným okom môže začať spôsobovať UV žiarenie na sietnici podobné popáleninám spôsobeným slnečným žiarením asi po 100 sekundách, najmä v podmienkach, kde je ultrafialové svetlo zo Slnka intenzívne a dobre zaostrené [205] [206] Podmienky sa zhoršujú mladými očami alebo novými implantátmi šošoviek (ktoré prepúšťajú viac UV žiarenia ako starnúce prirodzené oči), slnečnými uhlami v blízkosti zenitu a pozorovaním miest vo vysokých nadmorských výškach.

Pozorovanie Slnka optikou sústreďujúcou svetlo, ako je napríklad ďalekohľad, môže mať za následok trvalé poškodenie sietnice bez vhodného filtra, ktorý blokuje UV žiarenie a podstatne stlmuje slnečné svetlo. Pri použití zoslabujúceho filtra na zobrazenie Slnka je divák upozornený, aby používal filter špeciálne navrhnutý na toto použitie. Niektoré improvizované filtre, ktoré prechádzajú ultrafialovým alebo infračerveným žiarením, môžu pri vysokej úrovni jasu skutočne poškodiť oko. [207] Herschelove kliny, tiež nazývané slnečné uhlopriečky, sú účinné a lacné pre malé ďalekohľady. Slnečné svetlo, ktoré je určené pre okulár, sa odráža od neostrieľaného povrchu skleneného skla. Odrazí sa len veľmi malý podiel dopadajúceho svetla. Zvyšok prejde sklom a opustí nástroj. Ak sa sklo rozbije kvôli teplu, neodrazí sa vôbec žiadne svetlo, vďaka čomu bude zariadenie bezpečné proti zlyhaniu. Jednoduché filtre vyrobené z tmavého skla umožňujú v prípade rozbitia prejsť celou intenzitou slnečného svetla a ohroziť tak zrak pozorovateľa. Nefiltrovaný ďalekohľad môže dodať stonásobne viac energie ako voľným okom, čo môže spôsobiť okamžité poškodenie. Tvrdí sa, že aj krátke pohľady na poludnie Slnko nefiltrovaným ďalekohľadom môžu spôsobiť trvalé poškodenie. [208]

Čiastočné zatmenie Slnka je nebezpečné pre pohľad, pretože zornica oka nie je prispôsobená neobvykle vysokému vizuálnemu kontrastu: zrenica sa dilatuje podľa celkového množstva svetla v zornom poli, nie najjasnejším predmetom v poli. Pri čiastočných zatmeniach je väčšina slnečného svetla zablokovaná prechodom Mesiaca pred Slnkom, ale nekryté časti fotosféry majú rovnaký povrchový jas ako počas bežného dňa. V celkovom šere žiak expanduje z

6 mm a každý sietnicový článok vystavený slnečnému žiareniu dostane až desaťkrát viac svetla, ako by sa pozeralo na ne-zatmené Slnko. Tieto bunky môžu byť poškodené alebo usmrtené, čo má za následok malé trvalé mŕtve miesta pre diváka. [209] Nebezpečenstvo je zákerné pre neskúsených pozorovateľov a pre deti, pretože neexistuje vnímanie bolesti: nie je bezprostredne zrejmé, že sa človeku ničí zrak.

Počas východu a západu slnka je slnečné svetlo zoslabené kvôli Rayleighovmu rozptylu a Mieho rozptylu z obzvlášť dlhého prechodu zemskou atmosférou [210] a Slnko je niekedy dosť slabé na to, aby sa dalo pohodlne vidieť voľným okom alebo bezpečne s optikou (za predpokladu, že existuje bez rizika, že sa náhle objaví jasný slnečný lúč cez prestávku medzi mrakmi). K tomuto atmosférickému útlmu prispievajú hmlisté podmienky, atmosférický prach a vysoká vlhkosť. [211]

Optický jav, známy ako zelený blesk, je niekedy možné pozorovať krátko po západe slnka alebo pred východom slnka. Záblesk je spôsobený ohnutím svetla Slnka tesne pod horizontom (zvyčajne prostredníctvom teplotnej inverzie) smerom k pozorovateľovi. Svetlo kratších vlnových dĺžok (fialová, modrá, zelená) je ohnuté viac ako svetlo dlhších vlnových dĺžok (žlté, oranžové, červené), ale fialové a modré svetlo je viac rozptýlené a zanecháva svetlo, ktoré je vnímané ako zelené. [212]

Ultrafialové svetlo od Slnka má antiseptické vlastnosti a možno ho použiť na dezinfekciu nástrojov a vody. Tiež spôsobuje spálenie od slnka a má ďalšie biologické účinky, ako je produkcia vitamínu D a opaľovanie. Je to tiež hlavná príčina rakoviny kože. Ultrafialové svetlo je silne zoslabované ozónovou vrstvou Zeme, takže množstvo UV žiarenia sa značne líši v závislosti od zemepisnej šírky a je čiastočne zodpovedné za mnohé biologické úpravy, vrátane variácií farby ľudskej pokožky v rôznych oblastiach Zeme. [213]

Slnko má osem známych planét. Patria sem štyri pozemské planéty (Merkúr, Venuša, Zem a Mars), dvaja plynní obri (Jupiter a Saturn) a dvaja ľadoví obri (Urán a Neptún). Slnečná sústava má tiež najmenej päť trpasličích planét, pás asteroidov, početné kométy a veľké množstvo ľadových telies, ktoré ležia za dráhou Neptúna.

Uctievanie Slnka bolo ústredným prvkom civilizácií, ako sú starovekí Egypťania, Inkovia Južnej Ameriky a Aztékovia v dnešnom Mexiku. V náboženstvách, ako je hinduizmus, je Slnko stále považované za boha. Mnoho starovekých pamiatok bolo postavených so zreteľom na slnečné javy, napríklad kamenné megality presne označujú letný alebo zimný slnovrat (niektoré z najvýznamnejších megalitov sa nachádzajú v meste Nabta Playa, Egypt Mnajdra, Malta a v Stonehenge, Anglicko) Newgrange, prehistorický človek -postavená hora v Írsku, bola navrhnutá na detekciu zimného slnovratu pyramída El Castillo v Chichén Itzá v Mexiku je navrhnutá tak, aby vrhala tiene v tvare hadov lezúcich po pyramíde pri jarných a jesenných rovnodennostiach.

Egypťania zobrazovali boha Ra, ako sa nesie po oblohe v solárnom barque, sprevádzanom menšími bohmi, a pre Grékov to bol Helios, nesený vozom ťahaným ohnivými koňmi. Od vlády Elagabala v neskorej rímskej ríši boli narodeniny Slnka sviatkom oslavovaným ako Sol Invictus (doslovne „nedobyté slnko“) krátko po zimnom slnovrate, ktorý mohol byť predchodcom Vianoc. Pokiaľ ide o fixné hviezdy, zdá sa, že Slnko sa zo Zeme otáča raz za rok pozdĺž ekliptiky cez zverokruh, a preto ju grécki astronómovia zaradili do kategórie jednej zo siedmich planét (gréckych planét„tulák“) pomenovanie dní v týždňoch po siedmich planétach sa datuje do rímskej éry. [214] [215] [216]

Slnečné božstvá hrajú hlavnú úlohu v mnohých svetových náboženstvách a mytológiách. [217] Starovekí Sumeri verili, že Slnkom je Utu, [218] [219] boh spravodlivosti a dvojča Inanna, nebeskej kráľovnej [218], ktorá bola identifikovaná ako planéta Venuša. [219] Neskôr bol Utu stotožnený s východosemitským bohom Šamašom. [218] [219] Utu bol považovaný za božstvo pomocníka, ktorý pomáhal tým, ktorí boli v núdzi, [218] a v ikonografii je zvyčajne zobrazovaný s dlhou bradou a zvierajúcou pílu, [218] čo predstavovalo jeho úlohu vydavateľ spravodlivosti. [218]

Minimálne zo štvrtej dynastie starovekého Egypta bolo Slnko uctievané ako boh Ra, zobrazované ako božstvo so sokolovou hlavou prekonané slnečným diskom a obklopené hadom. V období Novej ríše sa Slnko stotožnilo s chrobákom, ktorého guľová guľa trusu bola identifikovaná so Slnkom. V podobe slnečného kotúča Aten sa Slnko krátko obnovilo počas obdobia Amarna, keď sa opäť stalo najdôležitejším, ak nie len božstvom faraóna Achnatona. [220] [221]

V protoindo-európskom náboženstve bolo Slnko zosobnené ako bohyňa *Seh2ul. [222] [223] K derivátom tejto bohyne v indoeurópskych jazykoch patrí stará nórčina Sól, Sanskrt Surya, Galská Sulis, Litovčina Saulė, a slovanský Solntse. [223] V starovekom gréckom náboženstve bol slnečným božstvom mužský boh Helios, [224] ale stopy po staršom ženskom slnečnom božstve sú zachované v Trojskej Helene. [224] V neskorších dobách bol Helios synkretizovaný s Apollom. [225]

V Biblii Malachiáš 4: 2 spomína „Slnko spravodlivosti“ (niekedy sa prekladá ako „Slnko spravodlivosti“) [226], čo niektorí kresťania interpretovali ako odkaz na Mesiáša (Krista). [227] V starovekej rímskej kultúre bola nedeľa dňom boha slnka. Ako deň sabatu ho prijali kresťania, ktorí nemali židovské pozadie. Symbol svetla bol kresťansky prijatým pohanským zariadením a možno tým najdôležitejším, ktorý nepochádzal zo židovských tradícií. V pohanstve bolo Slnko zdrojom života, poskytovalo teplo a svetlo ľudstvu. Bolo to centrum obľúbeného kultu medzi Rimanmi, ktorí stáli na úsvite a zachytili prvé slnečné lúče, keď sa modlili. Oslava zimného slnovratu (ktorá ovplyvnila Vianoce) bola súčasťou rímskeho kultu nedobytého Slnka (Sol Invictus). Kresťanské kostoly boli stavané tak, aby zbor smeroval k východu slnka. [228]

Tonatiuh, aztécky boh slnka, bol zvyčajne zobrazovaný ako držal šípy a štít [229] a bol úzko spojený s praxou obetovania ľudí. [229] Bohyňa slnka Amaterasu je najdôležitejším božstvom v šintoistickom náboženstve, [230] [231] a verí sa, že je priamym predkom všetkých japonských cisárov. [230]


Bez móla

Letecký záber morského ľadu, ktorý vypĺňa McMurdo Sound, odhaľuje niekoľko malých ostrovov pokrytých snehom a dlhé trhliny, ktoré prebiehajú zhruba rovnobežne s rýchlo sa blížiacou hranou, kde je na obzore vidieť Rossovo more.

A potom sú tu telefónne stĺpiky, prívesný vozík a budova Jameswaya nesúrodo napoly zasypané snehom takmer 30 míľ od stanice McMurdo a necelých päť míľ od okraja morského ľadu.

Na to, ako ľadové mólo stanice McMurdo Station a všetky súvisiace zariadenia a infraštruktúra skončili tak ďaleko, sa dá ľahko odpovedať. Zložitejším problémom je dostať čo najviac materiálu z móla uzamknutého ľadom, než sa počas letnej taveniny uvoľní a vypláva na more.

& ldquoIt & rsquos dostali dosť vysokú prioritu, & rdquo povedal Kevin Pettway, vedúci odborník na životné prostredie na stanici McMurdo Station spoločnosti Raytheon Polar Services Co. (RPSC), hlavný dodávateľ Národnej vedeckej nadácie (NSF), ktorá spravuje americký antarktický program (USAP).

Zákon o ochrane morí, výskume a svätyňach (MPRSA), zákon o ohrozených druhoch (ESA) a mdash pod jurisdikciou Americkej agentúry pre ochranu životného prostredia a nariadenia o odpadoch mdash a NSF predstavujú federálne pravidlá, ktoré nariaďujú likvidáciu ľadového móla od spoločnosti McMurdo.

Povolenie EPA na ľadové mólo umožňuje uvoľnenie minimálneho množstva materiálu, ako sú kovové káble zamrznuté v ľade, ktoré spevňujú zhruba 20 stôp hrubú štruktúru, keď je konečne v dôchodku. Mólo, ktoré teraz uviazlo v morskom ľade, sa však dostalo preč, než bolo možné odstrániť väčšinu infraštruktúry, vrátane stĺpikov používaných na priviazanie lodí k mólu.

& ldquo Nebolo to skutočne naplánované, & rdquo Pettway.

Príbeh sa začína minulé leto, keď začali prichádzať lode, ktoré podporujú stanicu.Ľadoborec, ktorý prerezáva kanál morským ľadom na mólo, a palivová loď neúmyselne narazili na plávajúce mólo a posunuli ho asi 20 stôp k ceste vedúcej k Hut Point, kde prieskumník Antarktídy Robert Falcon Scott a jeho partia postavili malá chata pred viac ako storočím.

Ľadové mólo v prvom roku, ktoré je zhruba 1,5-násobkom dĺžky futbalového ihriska a zhruba rovnako široké, bolo tiež úspešné, keď sa personál pokúsil zlomiť výbežok ľadu pod vodou pomocou smerových výbušnín. Podľa Martyho Reeda, supervízora prevádzky flotily, Marty Reed spôsobil, že sa vytvorila trhlina, v ktorej boli pracovníci schopní & ldquosuture, & rdquo používať rúry a oceľové laná.

& ldquo Rovnako ako lekár so šitím na šitie strihu, jednoducho prevlečieme kábel tam a späť touto rúrkou a vyjdeme tam a budeme ako lekár, & rdquo Reed povedal.

Potom sa však krajom vo februári prehnala silná búrka, ktorá vyfúkla morský ľad z McMurdo Sound v rozsahu, ktorý nebolo možné vidieť viac ako desať rokov. Vlny s bielymi čiapkami narazili do móla a valili sa na povrch pokrytý štrkom. Vlna nakoniec mólo odniesla z prístavu ako ľadovec, ktorý sa otelil z ľadovca.

& ldquoVyšli jedno ráno von a vyšli do mora, & rdquo Reed povedal.

A údajne stratený. Kým pilot helikoptéry v polovici októbra nezbadal mólo. Raftovalo na more asi 27 míľ, takmer presne v polovici zvuku do skladu paliva pre helikoptéry McMurdo & rsquos v Marble Point, a potom v zime zamrzlo na morskom ľade.

Tím Pettway & rsquos a ďalší zamestnanci stanice mohli za normálnych okolností priviesť na miesto pásové vozidlá a odtiahnuť všetko späť na stanicu McMurdo. Rok starý ľad sa správal zvláštne, pretože medzi výskumnou stanicou a okrajom morského ľadu došlo k niekoľkým veľkým trhlinám.

Traverz nebol práve uskutočniteľný, najmä keď sa hrana ľadu každým dňom približovala, pretože letné teploty stúpali.

& ldquoAk by sme tam mohli vyjsť s nejakým vybavením a robiť svoju prácu poriadne, mohli by sme z tohto móla dostať všetko a pravdepodobne v celkom dobrej kondícii, & rdquo Reed.

Namiesto toho sa environmentálny tím spoliehal na helikoptéry, ktoré na miesto presunú ľudí a nástroje, aby odstránili čo najväčšiu časť vybavenia móla, a kopali a odhŕňali tvrdý sneh, ktorý sa odlamuje na kusoch podobných polystyrénu. Pettway sa všemožne snažil napodobniť Paula Bunyana a pomocou motorovej píly zhodil pár telefónnych stĺpov vzpriamene v ľade.

& ldquoPoznáme jediných drevorubačov v Antarktíde, a vtipkoval.

Telefónne stĺpy a ďalšie vybavenie vrátane celej kotviacej konštrukcie nazývanej Jamesway boli zabalené na paletách a odnesené helikoptérami späť na stanicu, bremená visiace z dlhého kábla ako jojo, ktoré sa dostalo dnu.

Akonáhle sa ľadové mólo opäť uvoľní, vyhrá & rsquot utečie tak ľahko. Environmentálny tím umiestnil na ľadové mólo sledovaciu bóju, aby sledoval jeho pohyby. Pettway uviedol, že očakáva, že sledovacia bója vydrží až 18 mesiacov pred stratou signálu.

Medzitým museli zamestnanci stanice McMurdo už druhú zimu v rade postaviť úplne nové mólo, proces, ktorý začína potom, čo sa ľad v zálive dostatočne zahustil, aby podporil vybavenie.

Personál flotily používa sneh na stavbu hrádzí pozdĺž okraja prístavného móla. Bermy sú zmrazené, aby vytvorili priehradu, ktorá bude zachytávať vodu na vrchole móla, pretože sa pomaly zaplavuje a zahusťuje. Na povrch sú položené dve oddelené vrstvy oceľového kábla, aby boli sekcie pohromade, pokiaľ dôjde k vzniku trhlín. Nakoniec, keď je mólo hrubé asi 20 stôp, personál ho doplní vrstvou kameňa a špiny, aby pomohol izolovať ľad. [Pozri predchádzajúci článok.]

Aspoň to & rsquos to funguje počas typickej zimy. Neprimerane teplá sezóna však obmedzovala, ako rýchlo mohol personál mólo zahustiť. V novembri bolo mólo len asi polovica svojej tradičnej hrúbky a bola najtenšia v histórii a iba s jednou vrstvou oceľového lana.

& ldquoPráve nikdy sme nemali také chladné, chladné teploty, aké si bežne spájate s pobytom v Antarktíde, “povedal rdquo Reed. & ldquoNestalo sa to & rsquot bohužiaľ pre nás. & rdquo

Údaje o počasí pre McMurdo ukazujú, že zima 2011 bola skutočne najteplejšia v histórii najmenej od roku 2000. Priemerná teplota od júna do septembra bola iba mínus 5,2 stupňa Fahrenheita. Priemer za 12 rokov vrátane tohto roku bol mínus 12,3 F. V zime 2010, keď bolo postavené predchádzajúce mólo, bola priemerná teplota počas týchto štyroch mesiacov mínus 14,2 ° F.

Tenké mólo nie je nevyhnutne problémom pri vypúšťaní paliva. Stáva sa to problémom, keď nákladné plavidlo dorazí s väčšinou dodávok pre stanice McMurdo a južný pól na budúci rok. Väčšina nákladu je vo veľkých prepravných kontajneroch, ktoré sú vyvesené z lode a na valníky.

NSF nedávno rozhodol, že mólo nebude v tejto sezóne použiteľné. Namiesto toho bolo prijaté rozhodnutie stiahnuť ho z cesty do Hut Point a použiť pontónové člny a najskôr McMurdo.


Priestoroví plánovači a geografi sa zaujímajú o problémy s rozhodovaním, ktoré sú založené na geograficky definovaných alternatívach. Tieto alternatívy sú hodnotené s ohľadom na ich priestorové usporiadanie. Na vyhodnotenie vhodnosti alternatívnej lokality na identifikáciu prioritných lokalít pre zriadenie seizmických staníc bola použitá metodika založená na geografickom informačnom systéme v spojení s multikriteriálnou rozhodovacou analýzou (MCDA). Vykonali sa komplexné analýzy s cieľom identifikovať najlepšie umiestnenie seizmických staníc na základe daných kritérií. Po zvážení environmentálnych cieľov a ekonomickej uskutočniteľnosti boli kritériá vyvinuté v prostredí GIS a potom sa pomocou nástroja váženého prekrytia vypočítajú jednotlivé stupne spokojnosti pre každé alternatívne miesto. Výberom vhodných váh poskytuje MCDA efektívne nástroje pre vhodnosť lokality pre seizmické stanice, ktoré môžu slúžiť na zlepšenie výkonu a schopností seizmických sietí. Na vyhodnotenie dôvery v model bolo vykonaných niekoľko alternatívnych porovnaní a pomohlo sa pri spresňovaní prioritných oblastí.

Aplikácia tejto metódy v sopečnom poli Harrat Al-Madinah, Saudská Arábia, poskytla mapu vhodnosti pre túto oblasť. Bolo navrhnutých päť selektívnych lokalít, ktoré sa zhodujú s prístupnými oblasťami vhodnými pre inštaláciu seizmických staníc v severovýchodnej, strednej a južnej časti regiónu. Na rôznych miestach v tejto oblasti bol dodatočne vykonaný prieskum seizmického hluku a naznačil, že navrhované oblasti vykazujú vysoký pomer signálu k šumu vzhľadom na oblasti s nízkou prioritou.


5.2: Slnko - geovedy

Všetky články publikované spoločnosťou MDPI sú okamžite dostupné na celom svete pod licenciou otvoreného prístupu. Na opätovné použitie celého alebo časti článku publikovaného MDPI vrátane obrázkov a tabuliek nie je potrebné žiadne špeciálne povolenie. V prípade článkov publikovaných pod licenciou Creative Common CC BY s otvoreným prístupom môže byť akákoľvek časť článku znovu použitá bez povolenia za predpokladu, že je jasne citovaný pôvodný článok.

Feature Papers predstavujú najpokročilejší výskum s významným potenciálom vysokého vplyvu v tejto oblasti. Príspevky sú predkladané na základe individuálneho pozvania alebo odporúčania vedeckých redaktorov a pred uverejnením sú podrobené partnerskému preskúmaniu.

Feature Paper môže byť buď pôvodný výskumný článok, zásadná nová výskumná štúdia, ktorá často zahŕňa niekoľko techník alebo prístupov, alebo komplexný hodnotiaci dokument so stručnými a presnými aktualizáciami o najnovšom pokroku v tejto oblasti, ktorý systematicky hodnotí najzaujímavejšie pokroky vo vede literatúra. Tento typ papiera poskytuje pohľad na budúce smery výskumu alebo možné aplikácie.

Články editora Choice sú založené na odporúčaniach vedeckých redaktorov časopisov MDPI z celého sveta. Redaktori vyberajú malý počet článkov, ktoré boli nedávno publikované v časopise, a ktoré podľa nich budú pre autorov obzvlášť zaujímavé alebo dôležité v tejto oblasti. Cieľom je poskytnúť prehľad niektorých z najzaujímavejších prác publikovaných v rôznych oblastiach výskumu časopisu.


Zjavný jas

Zjavný jas je to, koľko energie pochádza z hviezdy na meter štvorcový za sekundu, merané na Zemi. Jednotky sú watty na meter štvorcový (W/m 2).

Astronómovia zvyčajne používajú inú mieru, veľkosť. (Naša kniha to nazýva zdanlivá veľkosť.) Pretože sa magnitúda bežne používa, musíme jej aj trochu porozumieť. Magnitúdny systém pochádza zo starovekého Grécka. Veľmi jasná hviezda sa nazývala „prvá veľkosť“, celkom jasná hviezda je „druhá veľkosť“. sotva viditeľná hviezda je „šiestou magnitúdou“.


5.2 Dodávka a dopyt po energii

Keď sa zaoberáme tovarom a službami viazanými na energetické systémy, veci začínajú byť celkom zaujímavé!

Keď uvažujete o energii a prírodných zdrojoch, v energetickej ekonomike je tendenciou myslieť hlavne na „neobnoviteľné zdroje“ alebo vyčerpateľné zdroje, ako je uhlie/ropa/zemný plyn, atď. Chcem, aby ste sa zamysleli nad tým, ako veľká časť našej sociálnej ekonomiky perspektíva energie je založená na vyčerpateľných zdrojoch.

Chceme lepšie porozumieť tomu, prečo sa naši klienti a zainteresované strany (alebo dokonca my) rozhodujú prijať technológie, ktoré dodávajú tovar a služby zo spoločnosti Sun. Forma energie je žiarivá zo systému slnečných zdrojov a my transformujeme žiarivú energiu na iné užitočné formy na prácu.

Dodávka energie a dopyt

Ľahko dostupná energia, ktorú je možné použiť na „prácu“ v spoločnosti, je stále považovaná za obmedzený prírodný zdroj, príp dobre. Z ekonomického hľadiska by sme povedali, že mnohé z našich užitočných energetických tovarov sú vzácny.

Ako čítame v EBF 200, „Čo je to ekonomika?“ Prof. Gregory Mankiw uvádza sedem mikroekonomických zásad. Pripomeňme, že mikroekonómia sa týka jednotlivých ekonomických aktérov považovaných za ľudí a firmy a ich zodpovedajúcich interakcií na trhoch.

  1. Ľudia čelia kompromisom.
  2. Cena niečoho je cena, ktorej sa vzdáte, aby ste ju získali.
  3. Racionálni ľudia myslia na okraji.
    (Pozrite si nasledujúce video z YouTube na tému Myslenie na okraji od prof. Maria Villarreala-Diaza.)

MARIO VILLARREAL-DIAZ: Jednotlivci sa rozhodujú a robia kompromisy na základe porovnaní. Keď sa pokúšajú rozhodnúť, čo je najlepšia voľba, závisí to od týchto porovnaní. Jedna alternatíva proti druhej. Uvažujme o objednaní rýchleho občerstvenia.

Ak idete do reštaurácie a majú kombináciu číslo jedna a číslo jedna obsahuje hamburger a hranolky a cena je 10 dolárov, môžete sa pozrieť na kombináciu číslo dva. A kombo číslo dva obsahuje hamburger a hranolky a milkshake. A je to 13 dolárov.

Takže hneď, ako o tom premýšľate, si poviete, no, čo budem mať z tých troch dolárov navyše? Mliečny kokteil. Takže táto extra jednotka jedla ma bude stáť 3 doláre. Otázka, na ktorú sa pokúšate odpovedať, je, je to pre mňa mliečny kokteil v hodnote 3 doláre alebo nie?

A potom si vyberiete. Rozhodnete sa pre kombináciu číslo jedna versus kombináciu číslo dva. To je myslenie na okraj. Na okraji znamená premýšľať o ďalšom prírastku, ďalšej jednotke. Táto relatívne malá zmena, čisté sčítanie alebo odčítanie, keď sa rozhodujem.

Okrajové myslenie nám pomáha porozumieť hádankám, ako napríklad prečo sú diamanty oveľa drahšie ako voda, pretože voda je pre život nepostrádateľná a zásadná. A odpoveďou je, že hraničná užitočnosť vody v porovnaní s okrajovou užitočnosťou diamantov klesá oveľa rýchlejšie.

Ak ste smädní, premýšľajte o prvom pohári vody- veľmi uspokojujúce. Zamyslite sa nad tým druhým. Zamyslite sa nad 20. alebo 50. pohárom vody. Možno nebudete takí spokojní so získaním 50. pohára vody. A teraz myslite na diamanty. Aký je okrajový úžitok tejto extra jednotky diamantov?

Pravdepodobne vôbec neklesne. Pravdepodobne sa ešte zvýši. To, čo sa tu snažím povedať, je, že ak porovnáte hodnotu extra jednotky vody s hodnotou extra jednotky diamantov, je zrejmé, prečo sú diamanty oveľa drahšie ako voda.

Jednotlivci sa neustále rozhodujú na okraji. Toto je súčasť spôsobu, akým premýšľame, aj keď si to nevšimneme. Nielen jednotlivé rozhodnutia, ako je nákup kombá číslo jedna alebo kombá číslo dva, sa však robia na okraji. Týmto spôsobom myslenia sa rozhodujú aj firmy.

Napríklad, ak chce firma prijať ďalšieho zamestnanca, uvažuje úplne rovnako. Koľko ma to bude stáť, ten extra zamestnanec? Bude ma to stáť jeho alebo jej plat. Teraz to musíme porovnať s čím? Koľko bude vyrábať.

Aká bude pridaná hodnota v prípade ďalšieho zamestnanca? Aká je jeho okrajová produkcia? A potom, samozrejme, ak je jeho hraničná produkcia väčšia, ako koľko zaplatím jeho hraničné náklady, potom je dobré obchodné rozhodnutie najať tohto človeka navyše.

Tieto základné nástroje, ako sú stimuly, hmota, náklady na príležitosti a myslenie na okraji, nie sú náhradou. Navzájom sa dopĺňajú. Sú prepojené spôsobom, akým ekonómovia vidia svet. Keď teda niekto rozhoduje o kombinácii jedna proti kombinácii dvoch a uvažuje, mám dostať mliečny kokteil? Stoja mi to ešte tri doláre?

Nemyslí len na to extra potešenie, ktoré jej mliečny kokteil prinesie, ale aj na alternatívne náklady na použitie týchto 3 dolárov na kúpu tohto kokteilu. A aké je alternatívne využitie týchto troch dolárov? Možno nejaký popcorn vo filmoch. Možno cukríky do kina alebo čo máte.

Takže súčasne myslenie na okraji je myslenie na príležitostné náklady týchto peňazí, ako rozdeliť tieto zdroje. Takže to robíme stále. Pokiaľ ide o verejného činiteľa, môže sa stať, že marginálna analýza nepríde tak prirodzene, pretože tam takáto pripútanosť neexistuje.

Malo by však. Pretože stále existuje alternatívne využitie týchto verejných prostriedkov. Verejní činitelia by sa teda mali zamyslieť, ak alokujem tieto zdroje v tomto projekte, koľko z toho budem mať? A možno nebudem mať dosť a tie peniaze by som mal investovať niekde inde.

Pri navrhovaní solárnych systémov pracujeme na Maximalizujte Solar Utility pre klienta alebo zainteresované strany v danom mieste. V nasledujúcej lekcii popíšeme metodiky, ako to urobiť. Ale našimi klientmi sú jednotlivci, ktorí sú v dopyt slnečného dobra. Firmy vyvíjajúce alebo nasadzujúce SECS sú zásobovanie prístup k solárnemu tovaru.

  • Spotrebitelia (klientov) je možné chápať ako „maximalizátory nástrojov“, ktorí chcú dosiahnuť najvyššiu preferenciu pre daný tovar alebo službu.
  • Dodávatelia (dizajnéri/inžinieri/stavitelia) je možné chápať ako „maximalizátory zisku“.

Formy energie v dopyte

Na celej planéte existujú nejednotné, stále sa zvyšujúce požiadavky na energiu ako tepelné teplo a elektrickú energiu. Svetlo, ako elektromagnetické žiarenie, je ďalšou formou energie, ktorá sa používa aj na vizuálne pohodlie a vnútorné aktivity. Fotón je možné zbierať prostredníctvom zariadenia na premenu slnečnej energie. Aby bolo jasné, fotóny sú efemérne (toky), nie sú zhromažďované ako palivo v nádrži (nie v zásobách).

Energia sa dá opísať z hľadiska zdrojov (ako v prípade zdrojov energie) a pokiaľ ide o formulárov (ako pri transformáciách energie). Uvažujte o tom takto, zdroj energie je a systém zdrojov, z ktorého si privlastňujeme užitočné jednotky zdrojov v danom forma. Energia nie je ani vytváraná, ani ničená, takže ak je energia v menej užitočnej forme, musíme použiť zariadenie na premenu energie (ECD, nie veľmi odborný termín, ale tu užitočný). transformovať jedna forma do užitočnejšej formy.

  • Tepelné (tepelné)
  • Žiarivé (elektromagnetické, svetelné)
  • Pohyb (kinetický)
  • Elektrika (v priemysle sa tiež nazýva energia)
  • Chemické
  • Jadrové
  • Gravitačné

Nedostatok energie čiastočne súvisí so stratou kvality energie s postupnými transformáciami. Svetlo je zhodou okolností neuveriteľne vysokou kvalitou energie, ktorá sa potom transformuje na chemickú energiu rastlinami (fotosyntéza), alebo na tepelnú energiu nepriehľadnými materiálmi alebo kinetickú energiu prostredníctvom vetra alebo elektrickú energiu prostredníctvom fotovoltaiky. (Jadrová a gravitačná energia tu nie sú prepojené tak priamo so sálavou energiou.)

Naša spoločnosť je zvyknutá začínať na „koncentrovanom slnečnom svetle“ (geopalivá z uloženej fotosyntézy v uhlí, rope a plyne) a potom transformovať chemickú formu na tepelnú formu (horúca para), ktorá sa potom transformuje do pohybovej formy (na roztočte turbínu-generátor) a nakoniec sa transformuje na elektrickú energiu.

Sidenote o teple a sile

Podmienky Teplo a Moc boli prijaté niekoľkými odvetviami tak, aby mali špecializovaný obchodný význam.

  • Moc je elektrická energia (na rozdiel od miery spotreby energie) a
  • Teplo je tepelná energia (na rozdiel od prenosu energie).

V energetickom priemysle teda počúvame o kombinovanej výrobe tepla a energie (CHP) pre systémy premeny energie, ktoré poskytujú dve užitočné formy v jednom systéme.

Otázky na samokontrolu:

1. Aká je forma slnečnej energie?

2. Akú energetickú transformáciu dosahuje zariadenie na konverziu fotovoltaickej energie?

3. Na strane dopytu po ekonomike možno spotrebiteľa nazvať a.

4. Čo to znamená „myslieť na okraji“?

Voliteľné čítanie o energetickej ekonomike

Voliteľné: G. Mankiw Ekonomické princípy. Môže to byť príjemný zdroj pre vašu budúcu štúdiu, ale nie je potrebná pre tento kurz.


Obsah

Existuje niekoľko meraných typov slnečného žiarenia.

  • Celkové slnečné žiarenie (TSI) je mierou slnečnej energie všetkých vlnových dĺžok na jednotku plochy dopadajúcej na hornú atmosféru Zeme. Meria sa kolmo na prichádzajúce slnečné svetlo. [2] Slnečná konštanta je konvenčnou mierou strednej TSI na vzdialenosť jednej astronomickej jednotky (AU).
  • Priame normálne ožiarenie (DNI), príp lúčové žiarenie, sa meria na povrchu Zeme v danom mieste s povrchovým prvkom kolmým na Slnko. [5] Vylučuje difúzne slnečné žiarenie (žiarenie, ktoré je rozptýlené alebo odrážané atmosférickými zložkami). Priame ožiarenie sa rovná mimozemskému ožiareniu nad atmosférou mínus atmosférické straty spôsobené absorpciou a rozptylom.Straty závisia od dennej doby (dĺžka dráhy svetla atmosférou v závislosti od uhla slnečného sklonu), oblačnosti, obsahu vlhkosti a ďalšieho obsahu. Ožarovanie nad atmosférou sa tiež líši v závislosti od ročného obdobia (pretože vzdialenosť od slnka sa líši), aj keď je tento účinok spravidla menej významný v porovnaní s vplyvom strát na DNI.
  • Difúzne horizontálne ožarovanie (DHI), príp Difúzne žiarenie oblohy je žiarenie na zemskom povrchu zo svetla rozptýleného atmosférou. Meria sa na vodorovnom povrchu so žiarením pochádzajúcim zo všetkých bodov na oblohe okrem cirkumsolárne žiarenie (žiarenie pochádzajúce zo slnečného disku). [5] [6] Pri absencii atmosféry by takmer neexistoval žiadny DHI. [5]
  • Globálne horizontálne ožarovanie (GHI) je celkové ožiarenie Slnka na horizontálnom povrchu Zeme. Je to súčet priameho ožiarenia (po započítaní slnečného zenitového uhla slnka z) a difúzne horizontálne ožiarenie: [7] GHI = DHI + DNI × cos ⁡ (z) < displaystyle < text> = < text>+< text> times cos (z)>
  • Globálne naklonené ožarovanie (GTI) je celkové žiarenie prijaté na povrch s definovaným náklonom a azimutom, pevný alebo sledujúci slnko. GTI je možné merať [6] alebo modelovať z GHI, DNI, DHI. [8] [9] [10] Často ide o referenciu pre fotovoltaické elektrárne, zatiaľ čo fotovolotaické moduly sú namontované na pevných alebo sledovacích konštrukciách.
  • Globálne normálne ožarovanie (GNI) je celkové ožiarenie Slnka na povrchu Zeme v danom mieste s povrchovým prvkom kolmým na Slnko.

Jednotka SI ožiarenia je watt na meter štvorcový (W/m 2 = Wm −2).

Alternatívnou mernou jednotkou je Langley (1 termochemická kalória na centimeter štvorcový alebo 41 840 J/m 2) za jednotku času.

Priemysel slnečnej energie využíva watthodiny na meter štvorcový (Wh/m 2) za jednotku času [ potrebná citácia ]. Vzťah k jednotke SI je teda:

1 kW/m 2 × (24 h/deň) = (24 kWh/m 2)/deň (24 kWh/m 2)/deň × (365 dní/rok) = (8760 kWh/m 2)/rok.

Rozdelenie slnečného žiarenia v hornej časti atmosféry je určené sférickou a orbitálnymi parametrami Zeme. To platí pre akýkoľvek jednosmerný lúč dopadajúci na rotujúcu guľu. Izolácia je zásadná pre numerickú predpoveď počasia a pochopenie ročných období a klimatických zmien. Aplikácia na dobu ľadovú je známa ako Milankovitchov cyklus.

Distribúcia je založená na základnej identite zo sférickej trigonometrie, sférického kosínového zákona:

cos ⁡ (c) = cos ⁡ (a) cos ⁡ (b) + sin ⁡ (a) sin ⁡ (b) cos ⁡ (C)

kde a, b a c sú oblúkové dĺžky strán sférického trojuholníka v radiánoch. C. je uhol vo vrchole oproti strane, ktorá má dĺžku oblúka c. Na sférický kosínový zákon aplikovaný na výpočet uhla zenitu slnka Θ platí:

Túto rovnicu je možné odvodiť aj z všeobecnejšieho vzorca: [11]

kde β je uhol od vodorovnej a γ je azimutálny uhol.

Oddelenie Zeme od Slnka možno označiť R.E a priemernú vzdialenosť možno označiť R.0, približne 1 astronomická jednotka (AU). Slnečná konštanta sa označuje S0. Hustota slnečného toku (slnečné žiarenie) do roviny dotýkajúcej sa sféry Zeme, ale nad prevažnou časťou atmosféry (nadmorská výška 100 km alebo viac) je:

Priemer z Q viac ako deň je priemer Q o jedno otočenie, alebo od ktorého hodinový uhol postupuje h = π až h = −π:

Poďme h0 je hodinový uhol, keď sa Q stane kladným. K tomu môže dôjsť pri východe slnka, keď alebo h0 ako riešenie

Ak tan (φ) tan (δ) & gt 1, potom slnko nezapadá a slnko už vychádza h = π, takže ho = π. Ak sa opáli (φ) opálenie (δ) & lt −1, slnko nevyjde a overline >^< text>=0> .

∫ π - π Q dh = ∫ ho - ho Q dh = S o R o 2 RE 2 ∫ ho - ho cos ⁡ (Θ) dh = S o R o 2 RE 2 [h sin ⁡ (ϕ) sin ⁡ (δ ) + cos ⁡ (ϕ) cos ⁡ (δ) sin ⁡ (h)] h = hoh = - ho = - 2 S o R o 2 RE 2 [ho sin ⁡ (ϕ) sin ⁡ (δ) + cos ⁡ ( ϕ) cos ⁡ (δ) hriech ⁡ (ho)] < displaystyle < begin int _ < pi>^<- pi> Q , dh & amp = int _<>>^<-h_> Q , dh & amp = S_< frac <>^<2>><>^<2> >> int _<>>^<-h_> cos ( Theta) , dh & amp = S_< frac <>^<2>><>^<2> >> left [h sin ( phi) sin ( delta)+ cos ( phi) cos ( delta) sin (h) right] _<>>^<>> & amp = -2S_< frac <>^<2>><>^<2> >> vľavo [h_ sin ( phi) sin ( delta)+ cos ( phi) cos ( delta) sin (h_) vpravo] koniec>>

Nech θ je konvenčný polárny uhol opisujúci obežnú dráhu planéty. Poďme θ = 0 pri jarnej rovnodennosti. Deklinácia δ ako funkcia orbitálnej polohy je [12] [13]

kde ε je šikmosť. Konvenčná dĺžka perihélia ϖ je definovaná vzhľadom na jarnú rovnodennosť, takže pre eliptickú dráhu:

So znalosťou ϖ, ε a e z astrodynamických výpočtov [14] a So z konsenzu pozorovaní alebo teórie, Q ¯ deň < Displaystyle < overline >^< text>> je možné vypočítať pre akúkoľvek zemepisnú šírku φ a θ. Vzhľadom na eliptickú dráhu a v dôsledku druhého Keplerovho zákona θ nepostupuje rovnomerne s časom. Napriek tomu θ = 0 ° je presne čas jarnej rovnodennosti, θ = 90 ° je presne čas letného slnovratu, θ = 180 ° je presne čas jesennej rovnodennosti a θ = 270 ° je presne čas zimného slnovratu.

Zjednodušená rovnica ožiarenia v daný deň je: [15]

kde n je číslo dňa v roku.

Úprava variácií

Celková slnečná ožiarenosť (TSI) [16] sa v dekadických a dlhších časových intervaloch pomaly mení. Variácie počas slnečného cyklu 21 boli asi 0,1% (vrchol-vrchol). [17] Na rozdiel od starších rekonštrukcií [18] najnovšie rekonštrukcie TSI poukazujú na nárast iba o 0,05% až 0,1% medzi Maunderovým minimom a súčasnosťou. [19] [20] [21] Ultrafialová ožiarenosť (EUV) sa pohybuje od vlnových maxím k minimám približne o 1,5 percenta, pri vlnových dĺžkach 200 až 300 nm. [22] Zástupná štúdia však odhadovala, že UV žiarenie sa od Maunderovho minima zvýšilo o 3,0%. [23]

Niektoré odchýlky v slnečnom žiarení nie sú spôsobené slnečnými zmenami, ale skôr kvôli tomu, že sa Zem pohybuje medzi svojim perihéliom a aféliom, alebo za zmeny v šírkovej distribúcii žiarenia. Tieto orbitálne zmeny alebo Milankovitchove cykly spôsobili počas dlhých období variácie žiarenia až o 25% (lokálne globálne priemerné zmeny sú oveľa menšie). Najnovšou významnou udalosťou bol axiálny náklon 24 ° počas boreálneho leta v blízkosti Klimatické optimum holocénu. Získanie časového radu pre čiaru >^ < mathrm >> pre konkrétne časové obdobie roku a konkrétnu zemepisnú šírku je užitočná aplikácia v teórii Milankovitchových cyklov. Napríklad počas letného slnovratu je deklinácia δ rovná šikmosti ε. Vzdialenosť od slnka je

Pri výpočte tohto letného slnovratu je úloha eliptickej obežnej dráhy úplne obsiahnutá v dôležitom produkte, indexu precesie, ktorého variácia dominuje zmenám v slnečnom žiarení na 65. ° N, keď je excentricita veľká. Nasledujúcich 100 000 rokov, keď sú odchýlky v excentricite relatívne malé, dominujú odchýlky v šikmosti.

Úpravy merania

Vesmírny záznam TSI obsahuje merania z viac ako desiatich rádiometrov v troch slnečných cykloch. Všetky moderné satelitné prístroje TSI používajú elektrickú substitučnú rádiometriu s aktívnou dutinou. Táto technika používa meraný elektrický ohrev na udržanie absorpčnej sčernanej dutiny v tepelnej rovnováhe, zatiaľ čo dopadajúce slnečné svetlo prechádza presnou apertúrou kalibrovanej oblasti. Clona je modulovaná pomocou uzávierky. Na zistenie dlhodobých odchýlok slnečného žiarenia je potrebná neistota presnosti <0,01%, pretože očakávané zmeny sú v rozsahu 0,05–0,15 W/m 2 za storočie. [24]

Intertemporálna kalibrácia Upraviť

Rádiometrické kalibrácie sa na obežnej dráhe unášajú z dôvodov vrátane slnečnej degradácie dutiny, elektronickej degradácie ohrievača, povrchovej degradácie presnej clony a meniacich sa povrchových emisií a teplôt, ktoré menia tepelné pozadie. Tieto kalibrácie vyžadujú kompenzáciu, aby sa zachovali konzistentné merania. [24]

Zdroje z rôznych dôvodov nie vždy súhlasia. Hodnoty TSI experimentu so slnečným žiarením a podnebím/merania celkového ožiarenia (SORCE/TIM) sú nižšie ako predchádzajúce merania experimentu Budget Radiometer Budget Experiment (ERBE) na rozpočtovom satelite zemského žiarenia (ERBS), VIRGO na slnečnom heliosférickom observatóriu (SoHO) a prístroje ACRIM na Slnečnej maximálnej misii (SMM), Satelite pre výskum vyššej atmosféry (UARS) a ACRIMSAT. Kalibrácie zeme pred štartom sa spoliehali na merania na úrovni komponentov, a nie na úrovni systému, pretože štandardom ožiarenia chýbala absolútna presnosť. [24]

Stabilita merania zahŕňa vystavenie rôznych dutín rádiometra rôznym akumuláciám slnečného žiarenia, aby sa kvantifikovali účinky degradácie závislé od expozície. Tieto efekty sú potom kompenzované v konečných dátach. Pozorovanie sa prekrýva, umožňuje opravy absolútnych kompenzácií a validáciu prístrojových posunov. [24]

Neistoty jednotlivých pozorovaní prevyšujú variabilitu ožiarenia (-0,1%). Na výpočet skutočných variácií sa teda spolieha na stabilitu prístroja a kontinuitu merania.

Dlhodobé odchýlky rádiometra môžu byť zamenené za odchýlky ožiarenia, ktoré môžu byť nesprávne interpretované ako ovplyvňujúce klímu. Medzi príklady patrí problém zvýšenia ožiarenia medzi minimami cyklu v rokoch 1986 a 1996, evidentný iba v kompozite ACRIM (a nie v modeli) a nízkych úrovniach ožiarenia v kompozite PMOD počas minima v roku 2008.

Napriek tomu, že ACRIM I, ACRIM II, ACRIM III, VIRGO a TIM sledujú degradáciu s nadbytočnými dutinami, pozoruhodné a nevysvetlené rozdiely zostávajú v ožiarení a modelovaných vplyvoch slnečných škvŕn a fakúlt.

Pretrvávajúce nezrovnalosti Upraviť

Nezhoda medzi prekrývajúcimi sa pozorovaniami naznačuje nevyriešené záveje, ktoré naznačujú, že záznam TSI nie je dostatočne stabilný na to, aby rozoznal slnečné zmeny v dekadických časových mierkach. Iba kompozit ACRIM vykazuje ožiarenie rastúce o W1 W/m 2 v rokoch 1986 až 1996, táto zmena v modeli tiež chýba. [24]

Odporúčania na vyriešenie nezrovnalostí v prístroji zahŕňajú overenie presnosti optických meraní porovnaním pozemných prístrojov s laboratórnymi referenciami, ako sú napríklad tie na Národnom inštitúte vedy a technológie (NIST) NIST validácia kalibrácií oblasti clony používa náhradné diely z každého prístroja a aplikáciu difrakčných opráv z clona obmedzujúca výhľad. [24]

Pre ACRIM NIST určil, že difrakcia od clony obmedzujúcej výhľad prispieva k 0,13% signálu, ktorý nie je zahrnutý v troch prístrojoch ACRIM. Táto oprava zníži hlásené hodnoty ACRIM, čím sa ACRIM priblíži k TIM. V ACRIM a všetkých ostatných nástrojoch, okrem TIM, je clona hlboko vo vnútri nástroja, s väčšou clonou obmedzujúcou pohľad vpredu. V závislosti od nedokonalostí okrajov to môže priamo rozptyľovať svetlo do dutiny. Tento dizajn pripúšťa do prednej časti prístroja dvakrát až trikrát množstvo svetla, ktoré sa má merať, ak nie je úplne absorbované alebo rozptýlené, toto dodatočné svetlo vytvára chybne vysoké signály. Naproti tomu dizajn TIM umiestňuje presnú clonu vpredu tak, aby vstupovalo iba požadované svetlo. [24]

Variácie z iných zdrojov pravdepodobne zahŕňajú ročnú systematiku v údajoch ACRIM III, ktorá je takmer vo fáze so vzdialenosťou Slnko-Zem a 90-dňové špičky v údajoch VIRGO zhodné s manévrami vesmírnych lodí SoHO, ktoré boli najzreteľnejšie počas slnečného minima v roku 2008.

Úprava zariadenia rádiometra TSI

Vysoká absolútna presnosť TIM vytvára nové príležitosti na meranie klimatických premenných. TSI Radiometer Facility (TRF) je kryogénny rádiometer, ktorý pracuje vo vákuu s kontrolovanými zdrojmi svetla. Systém a štandardy a technológie L-1 (LASP) navrhli a vyrobili systém, dokončený v roku 2008. Bol kalibrovaný na optický výkon podľa primárneho optického wattového rádiometra NIST, kryogénneho rádiometra, ktorý udržiava stupnicu žiarivého výkonu NIST s nepresnosťou 0,02% ( 1σ). V roku 2011 bolo TRF jediným zariadením, ktoré sa priblížilo k požadovanej <0,01% neistote pri validácii slnečných rádiometrov pred uvedením na trh, ktoré merali ožarovanie (a nie iba optický výkon) na úrovniach slnečnej energie a vo vákuu. [24]

TRF uzatvára referenčný rádiometer a testovaný prístroj do spoločného vákuového systému, ktorý obsahuje stacionárny, priestorovo rovnomerný svetelný lúč. Presná clona s plochou kalibrovanou na 0,0031% (1σ) určuje meranú časť lúča. Presná clona testovacieho prístroja je umiestnená na rovnakom mieste bez optického zmeny lúča na priame porovnanie s referenciou. Premenlivý výkon lúča poskytuje diagnostiku linearity a variabilný priemer lúča diagnostikuje rozptyl z rôznych komponentov prístroja. [24]

Absolútne váhy letových prístrojov Glory/TIM a PICARD/PREMOS sú teraz k TRF vysledovateľné z hľadiska optického výkonu aj ožiarenia. Výsledná vysoká presnosť znižuje dôsledky akejkoľvek budúcej medzery v zázname slnečného žiarenia. [24]

Rozdiel v porovnaní s TRF [24]
Nástroj Ožarovanie, obmedzujúce videnie
clona preplnená
Ožarovanie, presnosť
clona preplnená
Rozdiel pripísateľný
na rozptýlenie chyby
Merané opticky
chyba napájania
Zvyškové ožiarenie
dohoda
Neistota
SORCE/TIM zem NIE −0.037% NIE −0.037% 0.000% 0.032%
Sláva/TIM let NIE −0.012% NIE −0.029% 0.017% 0.020%
Zem PREMOS-1 −0.005% −0.104% 0.098% −0.049% −0.104% ∼0.038%
Let PREMOS-3 0.642% 0.605% 0.037% 0.631% −0.026% ∼0.027%
Zem VIRGO-2 0.897% 0.743% 0.154% 0.730% 0.013% ∼0.025%

Prehodnotenie 2011 Upraviť

Najpravdepodobnejšia hodnota TSI reprezentujúca slnečné minimum je 1 360,9 ± 0,5 W/m 2, nižšia ako predtým akceptovaná hodnota 1 365,4 ± 1,3 W/m 2, stanovená v 90. rokoch minulého storočia. Nová hodnota pochádza z testov SORCE/TIM a rádiometrických laboratórnych testov. Rozptýlené svetlo je primárnou príčinou vyšších hodnôt ožiarenia meraných staršími satelitmi, v ktorých sa presná clona nachádza za väčšou clonou obmedzujúcou pohľad. TIM používa clonu obmedzujúcu výhľad, ktorá je menšia ako presná clona, ​​ktorá vylučuje tento falošný signál. Nový odhad pochádza z lepšieho merania a nie zo zmeny slnečného výkonu. [24]

Rozdelenie relatívneho podielu slnečných škvŕn a faculárnych vplyvov na základe regresného modelu z údajov SORCE/TIM predstavuje 92% pozorovaného rozptylu a sleduje pozorované trendy v pásme stability TIM. Táto dohoda poskytuje ďalší dôkaz, že zmeny TSI sú primárne dôsledkom magnetickej aktivity slnečného povrchu. [24]

Nepresnosti prístrojov dodávajú značnú neistotu pri určovaní energetickej bilancie Zeme. Energetická nerovnováha bola rôzne meraná (počas hlbokého slnečného minima v rokoch 2005 - 2010) na +0,58 ± 0,15 W/m 2, [25] +0,60 ± 0,17 W/m 2 [26] a +0,85 W/m 2 . Odhady z vesmírneho merania v rozsahu +3–7 W/m 2. Nižšia hodnota TSI SORCE/TIM znižuje tento nesúlad o 1 W/m 2. Tento rozdiel medzi novou nižšou hodnotou TIM a predchádzajúcimi meraniami TSI zodpovedá klimatickej sile –0,8 W/m 2, ktorá je porovnateľná s energetickou nerovnováhou. [24]

Prehodnotenie 2014 Upraviť

V roku 2014 bol vyvinutý nový kompozit ACRIM pomocou aktualizovaného záznamu ACRIM3. Pridala opravy rozptylu a difrakcie odhalené počas nedávneho testovania v TRF a dvoch aktualizácií algoritmov. Algoritmus aktualizuje presnejšie, zohľadňuje tepelné správanie prístroja a analýzu dát cyklu uzávierky. Opravili časť kvázi ročného rušivého signálu a zvýšili pomer signálu k šumu. Čistý účinok týchto opráv znížil priemernú hodnotu TSI ACRIM3 bez toho, aby to ovplyvnilo trendy v kompozitnej TSI ACRIM. [27]

Rozdiely medzi kompozitmi ACRIM a PMOD TSI sú evidentné, ale najdôležitejším je trend minima slnečného žiarenia počas slnečných cyklov 21-23. ACRIM zistil nárast o +0,037%/desaťročie od roku 1980 do roku 2000 a potom pokles. PMOD namiesto toho predstavuje plynulý pokles od roku 1978. Významné rozdiely možno pozorovať aj počas vrcholu slnečných cyklov 21 a 22. Vyplývajú zo skutočnosti, že ACRIM používa pôvodné výsledky TSI publikované tímami satelitných experimentov, zatiaľ čo PMOD výrazne upravuje niektoré výsledky tak, aby prispôsobiť ich konkrétnym modelom proxy TSI. Dôsledky zvýšenia TSI počas globálneho otepľovania v posledných dvoch desaťročiach 20. storočia spočívajú v tom, že solárne nútenie môže byť okrajovo väčším faktorom zmeny klímy, ako je zastúpené vo všeobecných klimatických modeloch obehu CMIP5. [27]


Pozri si video: Slnko (Október 2021).