Сегодня учеными подробно идет изучение того как космическая погода, как явления, вызываемая процессами, происходящими на Солнце и в межпланетном пространстве, влияет на естественную земную среду. Хоть и космическая погода не представляет прямой опасности для жизни людей, но она влияет на ряд современных критически важных технологий и, следовательно, на глобальную экономику. Негативное воздействие могут получать: энергетическая инфраструктура, транспорт, радиосвязь, спутники наблюдения, навигации и связи и т.п., что впоследствии приводит к снижению надёжности критически важных систем и потенциально влияет на безопасность людей в целом.

Прогнозирование и мониторинг космической погоды, используется в следующих сферах деятельности человека: авиакомпаниями, спутниковой индустрией, при проведении буровых и топографо-геодезических работ, электросетевыми организациями, при проектировании трубопроводов, а также пользователями спутниковых навигационных систем. С 2019 года Современные международные и региональные центры космической погоды –  агентства по чрезвычайным ситуациям, которые разрабатывают процедуры управления рисками опасных явлений, зависящими от космической погоды, пытаются их предотвратить [1].

Не случайно целью нашего исследования было проанализировать имеющийся опыт по влиянию космической погоды на организм человека в разных географических широтах, в том числе определить воздействие на его психику. Вышеперечисленное является аргументом для необходимости учета факторов влияния космической погоды на организм человека и предупреждению ухудшения его самочувствия, и снижения работоспособности и психофизиологической надежности деятельности.

Для начала необходимо обсудить общие характеристики космической погоды и факторы ее влияния на психику человека. Изучение воздействия космической погоды на Землю является одной из ключевых задач исследований и по солнечно-земной физике. Магнитные бури, регистрируемые магнитными обсерваториями, позволяют ученым детально изучать процессы, взаимодействия солнечного ветра с магнитосферно-ионосферной системой. В настоящее время в России от Калининграда до Камчатки есть сеть обсерваторий, наблюдающая за изменениями магнитного поля Земли. Сегодня уже установлены тесные связи между вариациями магнитного поля Земли и физическими процессами в, происходящими на Солнце и в магнитосфере Земли, которые воздействуют на организм человека. Так, в работе авторы Л.З. Бикташ, А.Н. Зайцев реализовывают научно-образовательный проект, с помощью описания вариаций магнитного поля Земли (МПЗ) для вычисления величины и определения динамики возмущений в магнитосфере во время магнитных бурь. Они применяли обобщённые данные, по которым вычисляется Dst-индекс, описывают эффекты токовых систем в магнитосфере Земли [2].

Доказано, что космическая погода определяется, прежде всего, солнечной активностью. На Солнце периодически возникают такие процессы как: выбросы солнечной плазмы, потоки солнечного ветра из корональных дыр и многое др. Влияние перечисленных источников возмущения часто достигают Земли, скорости этих возмущений превышают 3000 км/с. Наша планета Земля имеет магнитное поле, а плазма – замагниченное вещество, которое как естественный щит отражает различные воздействия извне. Именно когда плазма от Солнца приходит к Земле, то, начинается деформация магнитного поля Земли, что приводит к влиянию на атмосферу, ионосферу и биосферу. Затекание вещества в околоземное космическое пространство, приводит к возникновению различных ток частиц в радиационных поясах Земли. Данные изменения происходят достаточно резко, создают различные эффекты, как в околоземном космическом пространстве, так и на поверхности Земли. К видимым эффектам можно отнести полярные сияния или южные полярного сияния, вызванных возмущениями естественных электромагнитных полей и ионизированных частиц в верхнем слое атмосферы (ионосфере).

Отечественные исследования воздействия факторов космической погоды на организм человека во многом опираются на научные труды А. Л. Чижевского описавшего вызываемые ими эффекты [3-4].

Уже со второй половины XX в. появляются достижения отечественных ученых в исследовании проблем электро- и геомагнитного воздействия на соматическое и психологическое состояние человека. Интерес представляли статьи в журнале «Космическая биология и медицина» (сегодня «Авиакосмическая и экологическая медицина»), издания «Проблемы космической биологии», «Основы космической биологии и медицины» и др. В данном направлении исследования проводятся в Институте космических исследований РАН, Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Институте физики Земли им. О. Ю. Шмидта, Институте физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН и в Елецком государственном университете им. И. А. Бунина. Результаты исследований находят отражение в журналах «Биофизика», «Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова», «Геофизические процессы и биосфера», «Таврический медико-биологический вестник» и др.

Начало XXI в. характеризуется эпоху открытий в изучении влияния космической погоды на нейрофизиологические процессы. Именно тогда удалось доказать, что природные фоновые электромагнитные поля экстремально-низких частот непосредственно влияют на работу человеческого мозга. Так, на Международной конференции «Влияние космической погоды на человека в космосе и на Земле», проводимой 4-8 июня 2012 г. обсуждались проблемы формирования свойств локальной окружающей среды в зависимости от космической погоды. Здесь освещались вопросы влияния ее факторов на здоровье человека на Земле и в космическом полете, комбинированного воздействия космической и земной погоды на организм здоровых и больных людей. Предлагались пути снижения рисков заболеваний, обусловленных погодными, климатическими и экологическими факторами. Вспышки на Солнце, вызывающие геомагнитные возмущения, оказывают воздействие на психосоматическое состояние экипажей космических экспедиций. При этом было выявлено воздействие новых факторов: измененной гравитации, гипомагнитного поля, токсичного грунта планет и других [5].

С помощью прямых измерений была установлена связь стандартных показателей солнечной и геомагнитной активности с уровнем сопряженности вариаций амплитудно-частотных характеристик упомянутых полей на частотах ионосферных резонансов и изменений на ЭЭГ в частотных полосах альфа и дельта [6]. Аналогичные результаты показал и инфразвук как один из каналов передачи эффектов космической погоды в среду обитания [7]. Тогда и было установлено, что стандартные показатели психики человека, находящегося в «обычных» рабочих условиях, постоянно контролируются космофизическими факторами [8]. Вышеуказанные данные подтверждают гипотезу А. Л. Чижевского о существовании в среде обитания психотропного агента широкого диапазона действия, контролируемого космической погодой. Влияние такового агента наблюдается и на уровне социальных процессов в обществе [9].

Для достаточной и полной картины влияния космической погоды на нейропсихические явления необходимы многочисленные данные эмпирических исследований. Они должны относиться к разным аспектам интеллектуальной (в том числе, духовной) активности человека. Нет отработанной работоспособной модели функционирования организма человека в период влияния факторов космической погоды. Сегодня эффективность показала стратегия накопления информации: статистика психиатрии, наблюдения над динамикой религиозной жизни, исследование вариаций творческой продуктивности, изучение данных искусствометрии, которые дают ценные результаты. Кроме того, не следует пренебрегать данными, от ретроспективной обработки наблюдений и экспериментов в области современной парапсихологии.

Литературные источники, посвященные влиянию воздействия космической погоды на организм человека, свидетельствуют о разности объективных показателей в разных географических широтах и отражают необходимость более глубокой степени изучения данного явления. Учеными накоплено множество экспериментальных наблюдений, свидетельствующих о воздействии космической погоды на динамику самых разных физико-химических процессов [10]. Электромагнитные поля низких и сверхнизких частот [11], (радиоволны очень большой длины), также влияют на физико-химическую систему среды обитания всех живых организмов.

Таким образом, амплитудно-спектральные вариации электромагнитного фона сегодня имеют важное экологическое значение. Механизмы, описывающие, как именно событие на Солнце трансформируется в электромагнитное возмущение на поверхности планеты, различны. Самым масштабным проявлением космической погоды является магнитная буря с внезапным началом – соответствует возрастаниям интенсивности сверхдлинных радиоволн в среде обитания во многие сотни раз [11]. Следует отметить, что некоторые возмущения фоновых электромагнитных полей обусловлены чисто земными процессами, такими как, метеорологические (атмосферные) явления. Поэтому зачастую идет параллельное взаимодействие влияния вариации космической погоды и «обычной» погоды на систему/организм в целом.

Определим основные факторы космической погоды, влияющие на околоземное пространство: потоки солнечных и космических лучей; магнитные бури и ионосферные суббури, ионизующее электромагнитное излучение и возрастание потоков электронов радиационных поясов Земли. К факторам, влияющим на околоземную ионосферу и обладающим поражающим воздействием, относят: космическую радиацию и геомагнитные возмущения. При этом космическая радиация формируется галактическими и солнечными космическими лучами и радиационными поясами Земли. Геомагнитные возмущения в виде магнитных бурь, ионосферных суббурь и электромагнитного излучения рассматривают как оказывающие самостоятельное воздействие на организм человека, так и выступающие в качестве катализатора, усиливающего эффект действия других факторов космической погоды [12].

Следует отметить исследования влияния факторов космической погоды о неблагоприятном воздействии магнитных полей на биологические объекты [12]. Имеются исследования гелиогеомагнитного влияния на состояние здоровья и работоспособность человека. Изучалась связь случаев скоропостижной смерти от сердечно-сосудистых заболеваний при изменении солнечной активности [13]. Возникал интерес к исследованиям влияния солнечной активности на течение сердечно-сосудистых заболеваний [14]. Обнаружилось повышение смертности от сосудистых заболеваний головного мозга в годы с высоким уровнем геомагнитной активности [15]. Практический интерес вызвала взаимосвязь геомагнитных возмущений с профессиональной надежностью, в том числе летного состава [16]. В дальнейшем стали исследоваться вопросы влияния геомагнитного поля на показатели психической деятельности [17]. Возникли проблемы определения реакций организма больного и здорового человека на происходящие гелиогеомагнитные возмущения [18]. Для получения статистического результата потребовалась обработка и анализ масштабных наблюдений. Необходимым стало углубить исследования по изучению механизмов влияния геомагнитного фактора на организм человека. Одним из них стало изучение влияния электромагнитных полей на мозговую активность [19]. Обобщались полученные данные экспериментальных исследований и оценки чувствительности нервной системы к изменению солнечной активности [20]. Изучалось влияние метеофакторов на психофизиологические реакции человека [21].

Исследования влияния гелиогеомагнитных факторов на человека показали, необходимость практически значимых рекомендаций по предупреждению ухудшения состояния здоровья и снижения надежности деятельности, особенно лиц опасных профессий. Сложность оценки взаимосвязи, состояла в измерении раздельного и совместного влияния космической радиации и геомагнитных возмущений, а также вычленения воздействия метеорологической обстановки на организм человека и его психику. Для этого требуются оперативные данные о состоянии и прогнозе метео- и гелиогеомагнитной обстановки, проведение масштабных обследований и статистической обработки данных многофакторных исследований разными специалистами. Важен системный характер таких исследований с доступность данных и конкретными сведениями о характеристиках, параметрах и показателях воздействия факторов космической погоды на человека. Так, в высоких широтах действие солнечной активности опосредуется, прежде всего, через магнитное поле, имеющее в полярных районах ряд особенностей. Чем меньше магнитная широта, тем больше энергии у частицы, достигающей Земли. Корпускулы, вызывающие геомагнитные бури и полярные сияния, вторгаются в верхние слои атмосферы максимально между 60° и 70° геомагнитных широт. В этой зоне наблюдаются максимальные колебания геомагнитного поля. Нарушение устойчивости организма человека к стрессу приводит к истощению защитных механизмов с дальнейшим расстройством психоэмоционального статуса, дисфункцией эндокринной системы, нарушениями метаболизма (окислительный стресс), снижением иммунной защиты, ухудшением функций кардиореспираторной системы [22-25]. Исследования М.С. Лушнова [26] показали, что локальные геомагнитные возмущения зависят от географической широты и уменьшаясь от полюсов к экватору. От этого зависит и различие степени интенсивности магнитных бурь в разных географических широтах. Так, для северных широт мы видим большие показатели амплитуд магнитного поля, а для южных – значительно меньшие. Наблюдается рассогласование пульсации электромагнитного поля сердца с колебаниями внешних электромагнитных полей, нарушения биоритмологической организации всего организма, возникающее в сезонные периоды северной экологии. Это становится основой развития дизадаптивных десинхронозов, которые являются одним из важнейших механизмов формирования дизадаптивного синдрома полярного напряжения

[24]. Доказано, что у практически здоровых пришлых жителей Севера также отмечается и изменение уровня клеточного и гуморального иммунитета по сравнению со здоровыми жителями средних широт [27].

Дальнейшие исследования в данной области показало, что в первую очередь на воздействие космофизических факторов проявляется сначала нервная, а затем – сердечно-сосудистая система организма человека. Публикаций в области изучения влияния космофизических факторов на нервную систему человека, в отличие от сердечно-сосудистой, немного. Потому, что оценка функционального состояния центральной нервной системы требует использования более трудоёмких методов диагностики, в том числе аппаратных. Мы подразделяем их на две группы. Первую группу составляют методы регистрации изменения электрической или магнитной активности головного мозга или сердца, в том числе и в момент воздействия внешних факторов. Ко второй группе относится использование методов психофизиологической диагностики: оценку времени реакции на различные стимулы, характеристики когнитивных процессов – внимания, памяти и так далее. Из-за сложности цитоархитектонической структуры головного мозга и центральной нервной системы в целом (взаимодействие разных по степени филогенетической зрелости структур мозга), реакция человека на факторы космической погоды глубоко индивидуальна. Это затрудняет поиск закономерностей как электрофизиологических, так и психофизиологических свойств нервной системы в социуме.

Так, интегративный подход к изучению влияния космофизических факторов на функциональное состояние человека путем создания первой общедоступной информационной системы мониторинга психофизиологических показателей, рассматривали в своих трудах Н.И. Хорсев, П.Е. Григорьев, Л.В. Поскотинова, Г.В. Килесса, А.В. Гливенко [28].

В настоящее время установлено, что и электрическая активность головного мозга (по данным ЭЭГ) в той или иной мере «синхронизирована» как с параметрами геомагнитной активности [29-30], так и некоторыми метеорологическим показателям в северных широтах [31].

Экспериментально доказано, что во время геомагнитных возмущений изменяются многие психофизические параметры человека: время простой двигательной реакции на звуковой раздражитель [32] и скорость переработки зрительной информации [32-33]; мышечная сила; дискоординация движений [34-36]; показатели работоспособности [16]; внимания и памяти [17]. Определено, что колебания ряда психофизиологических показателей человека носят либо синхронный, либо «запаздывающий» характер, в зависимости от космофизических параметров, что может отражать разную чувствительность систем организма к соответствующим космофизическим факторам в определенном функциональном состоянии [37]. Однако, на основании имеющихся результатов, невозможно установить общие закономерности реакций целостного организма и его отдельных систем, например, ЦНС, на действие таких специфических факторов космической погоды как: геомагнитные возмущения, геомагнитные штили, смены знака ММП и солнечные вспышки. Только при длительной и регулярной регистрации параметров функционального состояния человека возможно определение параметров индивидуальной чувствительности к изменчивым факторам внешней среды (экологическим, метеорологическим, космофизическим и другим). В исследованиях Н.И. Хорсевой [38] результаты комплексной диагностики психофизических показателей были использованы в качестве критерия оценки здоровья населения, проживающего в районах с различным уровнем загрязнения. Изменения идивидуально-типологических особенностей человека [39] и его психического состояния, в зависимости от факторов космической погоды, представлены в аналитическом обзоре диссертации П.Е. Григорьева [40]. Проведённые исследования динамики различных психофизиологических, психоэмоциональных показателей, параметров гемодинамики, с учетом космофизических факторов, отразились в разработке информационной системы «Универсальный мониторинг экологического здоровья человека» и были реализованы на веб-портале www.umon.org.ua.

Учитывая высокую реактивность биоэлектрогенеза височных областей головного мозга при изменении геомагнитной активности [41], можно говорить о функциональной взаимосвязи высших центров обработки внешней информации как медио-базальных структур головного мозга, так и корковых анализаторов аудиальной информации в периоды геомагнитных возмущений. Оценка психоэмоционального состояния (самочувствие, активность, настроение, тревожность, агрессивность, социум) были проведены с помощью разных методик, в том числе, и метода семантического дифференциала Ч. Осгуда, и теста «САН», и других [42-43].

Магнитосферные суббури, возникая в результате взаимодействия потоков солнечного ветра с магнитосферой, ионосферой и атмосферой Земли, проявляются возмущениями магнитного поля и полярным сиянием, наблюдаемым на авроральных или субавроральных широтах. Биологическое действие магнитного поля связано с изменением электронного потенциала молекул и индукцией в тканях движения ионов (вихревых токов) по замкнутым спиралевидным линиям. Эффекты геомагнитного воздействия изучаются на молекулярном, цитохимическом, тканевом и органном уровне, а также на уровне функциональных систем организма. Чувствительность к воздействию факторов космической погоды на этих уровнях индивидуально у каждого организма. Психофизиологические исследования влияния геомагнитного воздействия представлены в специальном обзоре Н.И. Хорсевой [44]. Остаются не до конца изученными выявления психофизиологических закономерностей влияния космофизических и метеорологических факторов на вариацию функционального состояния организма человека в высоких широтах [45], показатели простой зрительно-моторной реакции [46] и динамику психических состояний здоровых лиц [43]. Создается пополняемая база данных о влиянии различных факторов на психофизиологию человека, в том числе космофизических («Универсальный мониторинг экологического здоровья человека») [47].

Следовательно, реакция на факторы космической погоды зависит от общего психофизиологического состояния, индивидуально-типологических особенностей человека, а также адаптационных возможностей организма, от внешних условий, обстоятельств и от параметров среды.

Таким образом, исследования последних десятилетий установили, что солнечная активность/космическая погода влияет на все многообразие биологических процессов и в достаточно глобальном масштабе. Данный вывод был впервые сформулирован еще А.Л. Чижевским, который определил специальный термин, «гелиобиология». Влияние космической погоды реализуется, прежде всего, на физико-химическом уровне. Факторы космической погоды влияют и на водные растворы, а вода играет важную роль в биологических процессах всех биологических объектов и систем.

Активное влияние космической погоды (ее факторов) на человечество и биосферу в целом, меняет показатели всего психофизиологического фона, вырабатывая новые требования к адаптационной системе, требуя от врачей новых подходов к диагностике и терапии психических отклонений и расстройств ЦНС человека. Изучение биотропных влияний геомагнитных возмущений в высоких широтах выявило, что защитный эффект магнитного поля Земли при высокой солнечной активности во время магнитных бурь выражен здесь значительно меньше, чем в южных широтах. Имеется необходимость анализа влияния и взаимодействия комплекса факторов космической погоды и экологических факторов, который требует новых методологических подходов исследования.

Один из таких новых подходов к изучению биотропных эффектов космической погоды на психоэмоциональное состояние человека был предложен организаторами проекта «Гелиомед 2», основываясь на сопоставлении результатов ежедневного исследования во время каждого из этапов проекта, стартовавшего в 2014 году [48], реактивной тревожности по Ч.Спилбергеру-Ю.Ханину и интегрального показателя геомагнитной возмущенности Kp-индекса и делении добровольцев данного многоширотного мониторинга на психологически чувствительных и  психологически не чувствительных к изменениям факторов космической погоды, были получены интересные результаты [49-54].

Знание факторов и влияния космической погоды важно для здорового функционирования организма человека, без их изучения невозможна оценка правильного функционирования его психики. Данная проблема до конца не изучена, как и все биотропные механизмы влияния гелиогеофизических факторов через призму психосоматики, поэтому исследования в этом направлении будут продолжены и в дальнейшем, включая анализ результатов продолжающегося проекта «Гелиомед 2». Определение влияния геомагнитных возмущений на психофизиологическое состояние человека предполагает учет погодных, климатических факторов (географическое расположение по широте), а также адаптационных и регуляторных возможностей организма. Разработанная систематизированная методика изучения влияния космической погоды позволит в полной мере изучить комплексное воздействие факторов космической погоды и выработать меры по адаптации к ним для каждого индивида.