О параметрах атмосферного течения индуцированного гравитационными полями планет Солнечной системы 

A P Trunev (Toronto, Canada)

Введение

В современной науке традиционно считается, что планеты Солнечной системы не оказывают практически никакого влияния на процессы, происходящие  на нашей планете [1-2]. Это мнение широко используется противниками астрологии, чтобы убедить общественность, что астрология – это лженаука [3-4]. Отметим сразу, что вопрос о физическом влиянии планет Солнечной системы друг на друга никак не связан с вопросом о взаимосвязи судеб и характеров с положением планет при их наблюдении с земли. Из того, что планеты влияют друг на друга, никак не вытекают принципы астрологии, а из того, что астрологи отмечают корреляцию некоторых событий с аспектами планет никак не следует, что планеты влияют на земные процессы в каком-то физическом смысле. Например, из того, что моряки на протяжении столетий использовали Полярную звезду в качестве ориентира, не следует, что Полярная звезда оказывает сильное физическое воздействие на нашу планету. Ведь кроме физического воздействия существуют и другие типы влияния, связанные с передачей информации, для чего не требуется больших затрат энергии или усилий.

Тем не менее,  зададимся вопросом, существует ли все же заметное влияние планет Солнечной системы на земные процессы? Современная астрономическая наука отвечает, нет. В качестве аргумента обычно приводится оценка действующих сил, среди которых в межпланетных взаимодействиях на первом месте находятся силы гравитации, создающие приливное воздействие. Обычно приливное воздействие измеряется в метрах, чтобы сравнить его с величиной океанических приливов, которые отнюдь не малы. В таблице 1 приведены данные из работы [4], показывающие, что высота статических приливов на нашей планете, вызванных другими планетами, составляет максимум 40 микрон для Венеры, 4 микрона для Юпитера и доли микрона для остальных планет. Казалось бы, это означает, что во всех практических задачах можно пренебречь приливным влиянием других планет, о чем громогласно заявляют современные ученые-астрономы. Но это противоречит данным работы [5], в которой была обнаружена корреляция температурных рядов, полученных при обычных метеорологических измерениях на протяжении ХХ столетия в разных странах, и положением планет Солнечной системы – Венеры, Юпитера и Сатурна.  

Таблица. 1. Высота статического прилива (в микрометрах), вызываемого различными планетами на поверхности Земли  по данным [4].

 

Планета

Высота приливов на Земле, мкм

Меркурий

Венера

Марс

Юпитер

Сатурн

Уран

Нептун

Плутон

0,23

40,0

0,4

4,0

0,15

0,0024

0,0007

8*10-8

На самом же деле оценки, приведенные в таблице 1, основаны на интерпретации приливного воздействия, как локального эффекта, при котором действующая сила приложена к выделенному локальному объему. В этом случае характерная величина силы, обусловленной притяжением других планет, действительно очень мала, а потому ею можно пренебречь. Такой подход, однако, является ошибочным в том случае, когда приливные силы действуют в глобальном масштабе, например, в земной атмосфере. В этом случае малая локальная сила, помноженная на большой масштаб системы, уже не является малой, но способна повлиять на состояние системы. В данной работе показано, что приливное влияние планет может вызвать заметные течения в верхних слоях атмосферы со скоростью порядка 1 м/сек для Венеры и Юпитера и порядка 0.35 м/сек для Сатурна.                        

Глобальные потенциальные течения

Рассмотрим некоторое глобально потенциальное течение на фоне основного атмосферного потока. Для такого течения интеграл Бернулли имеет вид [6]: 

 

где  - потенциал скорости,  -  вектор скорости потока,  - вихревая часть вектора скорости потока,  - давление,  - гравитационный потенциал. Исключив из этого уравнения гидростатическое давление и перепады давления на границах атмосферных фронтов, находим уравнение, описывающие реакцию атмосферы на внешнее гравитационное воздействие:

 

                (1)

Значение гравитационного потенциала в правой части уравнения (1) может быть выбрано в некоторой географической точке на поверхности планеты.

Выразим разность гравитационных потенциалов через расстояние от центра Земли до конкретной планеты и через разность углов под которыми планета видна с поверхности земли в разных точках:

             (2)

 

здесь  - масса планеты и расстояние до нее от центра Земли,  - радиус Земли и угол направления на планету, отсчитываемый от вертикали (этот угол зависит от времени суток, от сезона, от широты и долготы местности). 

Используя выражение (2), можно оценить квадрат скорости течения индуцированного отдельной планетой в виде 

                                  (3)

Типичное значение ускорения определяется по формуле  

 

Гравитационные потенциалы планет Солнечной системы меняются в зависимости от времени, поэтому при оценке скорости течения будем использовать их максимальные и минимальные значения. В таблице 1 даны диапазоны значений квадрата скорости потенциального течения индуцированного гравитационными полями Юпитера, Сатурна и Венеры и характерная скорость течения.

 

Таблица 2. Параметры течения индуцированного планетами Солнечной системы

Планета

Юпитер

Сатурн

Венера

Квадрат скорости индуцированного течения, м2/с2

1- 2

0.1- 0.15

0.036 – 1.2

Характерная скорость, м/с

1.2

0.35

1.0

Характерное ускорение, м/с2

2*10-7

2*10-8

1*10-7

 

Согласно данным из таблицы 2 характерная скорость течения, индуцированного гравитационными полями планет, составляет около метра в секунду, т.е. сравнима со скоростью пешехода. Типичное же значение ускорения является крайне малой величиной – см. таблицу 2. Учитывая малость ускорения, вызванного гравитационными полями планет Солнечной системы, можно  пренебречь этими силами во всех локальных течениях. Однако в планетарном масштабе эти силы отнюдь не малы и способны вызвать заметное изменение  скорости глобального течения. 

Структура потенциального течения индуцированного приливными силами

Рассмотри структуру глобального течения, индуцированного гравитационными полями планет Солнечной системы. Для этого найдем линейные решения уравнения (1), записанного в сферической системе координат с началом в центре Земли:

 

                                        (4)

 

где  - компоненты скорости геострофического течения.

Как известно, в атмосферных потоках скорость вертикального движения мала по сравнению с горизонтальной  скоростью, поэтому уравнение (4) можно упростить и с учетом выражения (2) представить его в виде:

 

                                           (5)

 

Структура потенциального течения, индуцированного гравитационным притяжением, существенно различается вблизи экватора и вблизи полюсов. Из-за вращения планеты вокруг оси небесные тела движутся относительно поверхности земли с востока на запад, индуцируя вблизи экватора течение с востока на запад. Годичное же вращение Земли вокруг Солнца приводит к видимому перемещению планет с запада на восток (по ходу Зодиака), индуцируя вблизи полюсов течение с запада на восток. Иначе говоря, структура глобального потенциального течения индуцированного гравитацией небесных тел, совпадает со структурой глобального течения в земной атмосфере – см. рис.1.        

Оценим величину скорости течения, индуцированного вращением нашей планеты относительно неподвижного источника гравитации. Для этого положим в уравнении (5)   и проинтегрируем его по времени, имеем

Отсюда находим оценку скорости

где td  - длительность астрономических суток. Полученная величина скорости приблизительно в 74 раза меньше, чем оценка скорости, приведенная в таблице 2.  Положим в уравнении (5)  . В этом случае имеем оценку скорости

 

Величина скорости, полученная по этой формуле в 10-20 раз меньше, чем оценка скорости, приведенная в таблице 2. Следовательно, течение, индуцированное планетами, имеет максимальную величину в тех зонах, где скорость ветра минимальна, тогда справедлива оценка (3). Интересно, что по порядку величины скорость индуцированного течения совпадает с типичной скоростью турбулентных пульсаций в атмосферном пограничном слое.     

Ссылки

[1]   Владимирский Б. М., Темурьянц Н. А. Влияние солнечной активности на биосферу-ноосферу. - М.: Изд-во МНЭПУ, 2000.

[2]   Сурдин В. Г. Приливные явления во Вселенной. - М.: Знание, 1986.

[3]   Сурдин В. Г. Глупая дочь мудрой астрономии // Вестник АН СССР, 1990, № 11.

[4]   Сурдин В. Г.  ПОЧЕМУ АСТРОЛОГИЯ- ЛЖЕНАУКА?

[5]   Vladimir Shashin.  Динамика Солнечной системы и глобальное потепление// The World Astrology Review, №9-10, 2004.

[6]   A P Trunev. Параметры планетарного пограничного слоя и проблема глобального потепления// The World Astrology Review, №10, 2004.