A NAPTEVÉKENYSÉG VÁLTOZÁSAINAK HATÁSAI / ISMERKEDÉS A CSILLAGOS ÉGGEL
A földi légkör llegfőbbenergiaforrása, mint láttuk, a Nap. A napenergiához képest a földi eredetű energiatermelés ( a vulkáni tevékenységek hője, a radioaktív elemek bomlásából származó vagy az ipari tevékenységekből adódó energia ) teljesen elhanyagolható. A Nap energiatermelését a hidrogén fuzióján alapuló termonukleáris reakciók biztosítják. A legegyszerűbb modelek szerint az energia termelése a Nap középpontjában folyamatosan és egyenletesen történik. A termelt energia sugárzás, vezetés és áramlás révén jut el a felszínig, ahonnan kisugárzódik a környező térbe. A napfoltok szerkezete és megjelenési gyakorisága alapján azonban valósiínű, hogy a Nap testében az energia szállításénak mechanizmusában szakaszos változások mennek végbe. Az energiaszállítás részletei még nem sikerült elméletileg teljes egészében tisztázni, annak dacára, hogy a napfolttevékenységet lényegében a XVIII. század óta követik figyelemmel a kutatók. A mérések szerint a napfoltok számában átlagosan 11,2 éves periodusok mutathatók ki ( napfoltciklus ), és feltehető, hogy az energia kibocsátása ennek megfelekően kis mértékben változik. A napfoltok száma és a kibocsátott energia közötti párhuzam eldöntésére a Föld légkörén kivül elhelyezett műszerek adataira lesz szükség, több napfoltciklusnyi időszakra terjesztve ki a mérés idejét. Földi megfigyelések alapján a kérdés nem dönthető el egyértelműen, tekintve, hogy a megnövekedett napfénysugárzás hatásai az atmoszféra állapotában áttételesen jelentkeznek. De sok biológiai jelenség, mint például a fák évgyűrűinek a vastagsága vagy egyes élőlények szaporodási ritmusa, minden kétséget kizáróan közvetlenül összefügg a napfoltciklussal, ami arra utal, hogy mégis szoros, és bonyolult kapcsolat áll fenn a napfoltok száma és a földi időjárás között. A kérdés bonyolultságát szemlélteti az is, hogy a napfoltciklus külömböző módon jelentkezik a szárazföldi és a tengeri éghajlatú területek esetében. A naptevékenység és az időjárás kapcsolatának a vizsgálata közben mindinkább kikristályosodott az a felfogás, hogy a légkör állapotát, hosszabb időszakot számítva, a kozmikus hatásokon kivül döntő módon befolyásolják a földi tényezők is, mint az óceánok, a krioszféra ( jég- és hóképződmények ), a szárazföldek és a biomassza változásai, valamint az ezekkel összefüggő külömböző visszacsatolási folyamatok, melyek a beindult hatást erősítik vagy gyengítik. Tipikus pozitiv visszacsatolás például a lehűlés eredményeképpen növekvő jégfelszín, amely a nagyobb fényvisszaverőképesség miatt fokozottabb kisugárzást és további lehűlést okoz. Negativ ( stabilizáló ) visszacsatolásra a felmelegedés következtében kialakuló felhőzet a legjobb példa, amely fokozottabb mértékben veri vissza a napsugarakat, és ezáltal sugárzásveszteséghez, valamint a kezdeti felmelegedés csökkenéséhez vezet. Lényeges külömbség mutatkozik viszont az atmoszféra és a többi földi tényező folyamatainak a lezajlási sebeségében. Amig ugyanis az atmoszférrikus zavarok legtöbb esetben 2 - 3 héten belül elenyésznek, addig az óceánok, jégmezők és a biomassza változásaiban évszakos, évszázados szakaszok, sőt még hosszabb periodusok is kimutathatók. Ebből a szempontból a légkört gyors vagy időjárási, míg a többi földi tényezőt lassú vagy éghajlati rendszernek is szokás nevezni. A kutatásokból ai is kiderült, hogy a légkör állapotát a pillanatnyi értékek ismeretében rövidebb ( 1 - 5 napos ) időszakra, az általános légköri modellek alapján, számítógépek segítségével elfogadható pontossággal meg lehet határozni, 2 - 3 hétnél hosszabb időre azonban ez a módszer nem alkalmazható. A hosszú periodusú légköri változásokat ezért statisztikus modellek segítségével szokták leírni, az időjárási elemekre kapott átlagértékeket felhasználva. Ezeknél a modelleknél a fő nehézséget az okozza, hogy a múltbeli jelentős éghajlatváltozásokat vagy kozmikus hatásokkal -- főleg a napfénytevékenység változásával -- kell magyaráznunk, vagy erőteljes pozitiv visszacsatolási folyamatokat kell feltételeznünk a földi éghajlati tényezők között. Az első feltevés igazolásához jobban kellene ismerni a Nap testében müködő energiaszállító rendszer müködését, mivel a kibocsátott energia szakaszossága valószínűleg ezzel van összefüggésben. A Nemzetközi Geofizikai Év adatai arra utalnak, hogy a napfoltciklus 11,2 éves periodusán kivül a napfénytevékenység menetében még egy körülbelül 100 éves szakaszosság is kimutatható, de ennek fizikai magyarázata még tisztázatlan. Ez a két periódus azonban még távolról sem elégséges az éghajlatváltozások hosszú távú változásainak a magyarázatára. A geologiai módszerekkel meghatározott hőmérsékletváltozások külömböző időtartamú periodusokat mutatnak, melyek kielégítő fizikai magyarázata még várat magára. Az egyik leghosszabb periodusra, a mintegy 230 - 250 millió éves szakaszosságra, melyet régebben a Napnak a Galaxisban történő keringésével hoztak kapcsolatba, újabban sikerült napfizikai magyarázatot találni. Feltételezik ugyanis, hogy a hidrogén fúziója során keletkezett nehezebb elemek egy bizonyos idő után rövidebb keveredési időszak alatt jutnak el a külsőbb övezetekbe. A számítások szerint egy körülbelül 250 millió éves nyugodt korszakot egy rövidebb, 2 - 3 millió éves keveredési időszak szakít meg, ekkor a kisugárzott energia csökken, és a Nap fényessége megközelítőleg 10% - kal lesz kevesebb. Így a világóceánok szintjének múltbeli változásaira, valamint a jégkorszakok fellépésére kapnánk logikus magyarázatot. A statisztika modellek a kozmikus hatásokon kívül a kezdeti változásokat felerősítő pozitiv visszacsatolási folyamatokat is számításba veszik az éghajlatingadozások magyarázatára. Ez a feltételezés viszont oda vezetne, hogy az éghajlatban élesen elkülönülő állapotok alakulnának ki ugrásszerű átbillenésekkel, amint viszont a tények kevéssé támasztanak alá. A statisztikai modellek nehézségére felfigyelve Hasselmann megalkotta az éghajlatváltozások sztohasztikus (véletlenszerű ) modeljét, amely szerint az éghajlatváltozások elsődleges oka az időjárás véletlenszerű hatásaiban keresendő. A véletlenszerű hatások összegeződése az éghajlat változásában olyan ,,bolyongási" jellemzőket mutatna, mint a Brown - mozgás esetében a számos kis részecskével folyamatosan ütköző nagyobb test mozgása. Ennél az elméletnél viszont erős negatív visszacsatolásokat kell feltételezni, hogy az éghajlat viszonylagos stabilitását értelmezni tudjuk ; ugyanis negatív visszacsatolás nélkül a véletlenszerű bolyongó mozgás az éghajlatot tetszőlegesen szélsőséges állapotba juttatná. A valóságos helyzet igen bonyolult, azt a vázolt modellek csak megközelíteni képesek. Az elmondottak alapján annyit mégis leszögezhetünk, hogy a naptevékenység hatásai közül csak a nagyobb rövid idejű ( 1 - 5 nap) változások jelentkezhetnek tisztán a földi légkör állapotában, míg a hosszabb idejű változások csak áttételesen mutathatók ki az óceánok, jégmezők, szárazföldek és a biomassza állapotainak és kapcsolatainak figyelembevételével.
------------
Ismerkedés a csillagos éggel
A csillagászat a világmindenségben lejátszódó jelenségek okait s az égitestek sajátosságait tanulmányozza. Akárcsak más természettudománynál, itt is elsősorban a megfigyelés az, ami nélkül elképzaelhetetlen a fejlődés és az előrelépés. Az égbolt teljes szépségében ma már csak távol a nagyvárosok közvilágításától, szennyezett levegőjétől, holdtalan és felhőmentes éjszakákon tárul elénk. Száz és száz esztendőn át gyakorlatilag egy helyben lebegő csillagok ezrei tündökölnek nyugtalan, remegő fénnyel, mely sziporkázás látszólagos, a csillagfénynek légkörön való áthaladása közben jön létre. Találhatunk olyan égi objektumokat is, melyek néhány hét, vagy néhány hónap alatt észrevehetően elmozdulnak a csillagok között.
Ezek naprendszerünk bolygói : a Vénusz, a Mars, a Jupiter és a Szaturnusz, a Naptól kölcsönzött fényük és viszonylagos közelségük révén feltűnő ragyogásukkal hívják fel magukra a figyelmet. A csillagok mint megannyi nap, a világűr felfoghatatlan messzeségeiből küldik szakadatlanul sugaraikat bolygónk felé, és ezek közül soknak évezredekre van szüksége, hogy fényük elérje Földünket. Közülük már több kialudt csillag, mint azt oly józanlátóan Eminescu már több mint száz évvel ezelőtt megírta. A csillagig c. gyönyörű költeményében.
Évezredekig a látható fény volt az egyetlen üzenetközvetítő az ember és a világegyetem között. Kezdetben csak irányt mutatott, a színképellemző műszer már vallatni képes keletkezésének körül,ényeiről. A láthatatlan sugárzások magukon viselik mindazon fizikai viszonyok bélyegét, melyek az égitestben uralkodnak. Abban reménykedünk, hogy ellesve az anyag még rejtőző titkait, lehozzuk a Földre a csillagok ,,tűzét".
Valahol az égen hirtelen feltűnik egy fénylő pont, amely a csillagok között mozog, majd váratlanul nyoma vész. Fénycsíkot észlelünk, ami nem más, mint a jól ismert ,,hullócsillag-tünemény". Néhány másodpercnyi ideig tart, de nem csillag lehullását jelenti, hanem azt, hogy többnyire apró, szilárd kő- és fémtestecskék (meteorok) kerültek légkörünk felsőbb rétegeibe s ott megsemisültek. Ha többé-kevésbé fényes, lassan mozgó csillagszerű fénypontot látunk az égbolton, biztosak lehetünk benne, hogy műhold vonulását követjük. Körülbelül két óra múlva felbukkan az égen, miután a Földet megkerülte.
Az égi tájékozódás a több ezer szabálytalanul elhelyezkedő csillag között első látásra lehetetlennek tünik, ám hamarosan ésrevesszük, hogy egyes csillagok külömböző intenzitással ragyognak. A kisszámú, de erősebben világító csillagok áthidalják tájékozódásunk első nehézségeit olyanformán, hogy az égbolton egymás szomszédságában levő kiemelkedő fényű csillagok egy-egy olyan csoportot képeznek, amelyek állat vagy emberi figurákra, tárgyakra és mértani alakzatokra emlékeztetnek. Így születtek a ,,csillagképek" a legrégibb kultúrnépek körében, amelyek közül nagyon sokat a tudomány ma is használ a kutatómunkák során.
A fényesebb csillagoknak ismerjük az ókorból származó nevét, mint az Arcturus, Bellatrix, Sirius, Vega. Néhány csillagképet könnyüszerrel megtalálhatunk. A Nagy Medve (Ursa Maior) a híres Nagy Göncöllel azonos, amelyet mindig észak felé fordulva pillanthatunk meg és 7 fényes csillagáról ismerhetjük fel, ezekből 4 képezi a szekeret, 3 a szekér rúdját. Májusban sötétedés után éppen a fejünk fölött van, nyáron és télen félmagassan találunk rá északnyugat, illetve ászakkelet felé. A Kaszás (Orion) januárban és februárban sötétedés után tünik fel az égbolt déli részén. Jellegzetessége három, egy vonalban sorakozó fényes, fehér csillag, ezek fölött vöröses, alattuk kékes csillag ragyog.A fotó-optikai üzletekben kapható prizmás látcsövön át csillaghalmazokat, csillagok robbanásainak nyomait őrző világító gázfelhőket figyelhetünk meg, a Tejút ködös sávját pásztázva pedig egy csodálatos világ tárja ki kapuit előttünk. És ami eddig bennünket elkápráztatott, az mind egyetlen ,,csillagvároshoz", a Galaktikához tartozott. Ez csak egyike a százmilliárdnyi galaxisnak. A galaxisok észleléséhez már komolyabb teleszkóp szükséges.
