Астрономия

Что больше всего способствует сезонным колебаниям температуры?

Что больше всего способствует сезонным колебаниям температуры?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Сезонная температура в конечном итоге связана с прецессией Земли вокруг оси. Но вот что мне любопытно ... это больше из-за того, что сторона, переживающая зиму, находится дальше от солнца, или это больше из-за того, что дни короче, а ночи длиннее?


[ Земля на самом деле ближе к Солнцу зимой в Северном полушарии. Сезонные колебания температуры в основном связаны с углом, под которым Земля находится по отношению к Солнцу. В северном полушарии зимой угол таков, что Земля наклонена северным полюсом от Солнца, и солнечный свет, падающий на Землю, распространяется на гораздо большую площадь, чем если бы он был направлен в сторону Солнца. Из-за этого наклона солнце также находится ниже в небе и имеет эффект, показанный на 2-м рисунке.


Что больше всего способствует сезонным колебаниям температуры? - Астрономия

Мы обсуждаем возможность ограничения связи между красным смещением и температурой космического микроволнового фона (CMB) с использованием многочастотных наблюдений Сюняева-Зельдовича (SZ). Мы смоделировали каталог скоплений галактик, обнаруженных по их сигнатуре SZ, исходя из чувствительности, которая будет достигнута спутником Planck на частотах 100, 143 и 353 ГГц, с учетом инструментального шума и загрязнения космическим инфракрасным фоном и неразрешенными радиоисточники. Мы параметризовали космологический закон красного смещения температуры как T∝ (1 + z) (1-a). Используя два набора отношений плотности потока SZ (100/143 ГГц, который наиболее чувствителен к параметризации закона Tz, и 143/353 ГГц, который наиболее чувствителен к пекулярным скоростям скоплений), мы показываем, что это возможно для восстановления закона Tz в предположении, что температура и красное смещение скоплений известны. Из смоделированного каталога

1200 кластеров параметр a может быть восстановлен с точностью до 10 -2. Таким образом, чувствительные наблюдения СЗ являются потенциально полезным инструментом для проверки стандартного закона. Большинство космологических моделей предсказывают линейное изменение температуры реликтового излучения с красным смещением. Открытие альтернативного закона имело бы серьезные последствия для космологической модели, предполагая создание энергии таким образом, чтобы при нулевом красном смещении красное смещение все еще сохраняло бы черную форму спектра реликтового излучения.


Ниже приведены факторы, которые влияют на годовой диапазон температуры и контролируют его.

Ниже перечислены факторы, которые влияют и контролируют годовой диапазон температуры так же, как и горизонтальное распределение температуры: широта, высота над средним уровнем моря, океанские течения, преобладающие ветры, осадки и облачность, местный рельеф и расстояние от моря.

Высота полуденного солнца никогда не бывает меньше, чем на экваторе. Дважды в год солнечные лучи вертикальны на экваторе. Таким образом, в экваториальной области температура равномерно высока, а годовой диапазон температур незначителен.

Но от полюса к экватору происходит постепенное снижение температуры. Это приводит к увеличению годового диапазона температур. В полярных регионах, где продолжительность дня и ночи составляет 6 месяцев, следует ожидать самый высокий годовой диапазон температур.

Но на самом деле дело обстоит иначе, потому что малый угол падения солнечных лучей не позволяет температурам подниматься до более высоких значений. Кроме того, большая часть инсоляции, получаемой в полярных регионах, расходуется на таяние наземного снега.

Этот фактор также сдерживает любое существенное повышение температуры в этих регионах. Поэтому в регионах средних широт, где сезонные колебания температуры наиболее высоки, регистрируется самый высокий годовой диапазон температур.

Таким образом, очевидно, что влияние широты на распределение температуры в значительной степени модифицируется другими факторами, обсуждаемыми ниже.

Высота над средним уровнем моря:

Годовой диапазон температуры в определенном месте в значительной степени зависит от высоты, на которой это место расположено. На больших высотах редкость воздуха, большое количество осадков и облачность в совокупности снижают среднюю температуру даже в более теплые месяцы года.

Но на средние значения температуры в более холодное время года эти факторы не влияют в той же степени. Таким образом, места, расположенные на возвышенностях, имеют более низкие годовые диапазоны температур.

Океанские течения:

Воздействие океанских течений на температуру прилегающих участков суши варьируется в зависимости от направления преобладающих ветров. Там, где преобладают прибрежные ветры, они несут смягчающий эффект далеко вглубь суши.

В этих условиях теплые океанские течения способствуют повышению температуры в прилегающих регионах. Например, преобладающие западные течения поддерживают зимние температуры в Великобритании и большей части Западной Европы более теплыми для этих широт из-за присутствия Североатлантического дрейфа, теплого океанского течения, в близлежащем океане.

Влияние теплых океанских течений сильнее проявляется зимой. Следовательно, годовой диапазон температур относительно меньше. Другой пример - холодное океаническое течение Калифорнии, из-за которого летние температуры в субтропических прибрежных районах Южной Калифорнии ниже на 6 ° по Цельсию.

Таким образом, разница между средними зимними и летними температурами в прибрежных районах Калифорнии никогда не бывает большой, что приводит к небольшому годовому диапазону температур.

Преобладающие ветры:

Среди факторов, влияющих на годовой диапазон температур, преобладающие ветры являются наиболее важными.

Прибрежные ветры вызывают увеличение годового диапазона температуры на прилегающей суше, в то время как прибрежные ветры несут сдерживающее влияние океанов далеко вглубь суши и накладывают ограничение на годовой диапазон.

Влияние океанских течений во многом определяется направлением господствующих ветров. Береговые ветры переносят свое влияние на прибрежные районы, в то время как прибрежные ветры лишают их согревающего или охлаждающего воздействия океанских течений.

Осадки и облачность:

В тех регионах, где идут дожди или где небо затянуто облаками, летние температуры относительно ниже. Но зимой облака сдерживают потерю тепла земной радиацией.

Таким образом, в облачных регионах зимние температуры не могут сильно понизиться. Поэтому в таких регионах годовой диапазон температур относительно меньше, чем в тех регионах, где погода ясная и сухая.

Местный рельеф:

Уклон - один из мощных факторов, влияющих на температуру в помещении. На склонах, обращенных к солнцу, летом температура выше, а на склонах, защищенных от солнца, зимой температура намного ниже. Таким образом, этот локальный фактор влияет и на годовой диапазон температур.

Удаленность от моря:

Вода нагревается или охлаждается дольше, чем земля. Из-за этой особенности воды прибрежные районы обладают умеренным климатом, и разница в температуре самого теплого и самого холодного месяцев не очень велика.

Напротив, во внутренних помещениях очень жаркое лето и холодная зима. Таким образом, по мере удаления от морского побережья соответственно увеличивается сезонный ход температур.

Однако вблизи экватора влияние расстояния от моря на годовой диапазон температур весьма незначительно. Его действие более заметно в регионах с умеренным климатом.

Можно отметить, что, поскольку прибрежные районы имеют большее количество облаков и образующихся осадков, дневной диапазон температуры также очень мал.


Что больше всего способствует сезонным колебаниям температуры? - Астрономия

Вдохновленный этими комментариями, и я знаю, что места в мире с наибольшим разнообразием, также обсуждались здесь в качестве темы.

Кто-нибудь знает, какой климат имеет наименьшую разницу между днем ​​и ночью и в течение года (я знаю, что в любом количестве экваториальных мест, особенно на океанических островах, температура может колебаться от 5 ° C или меньше в день и около 2 ° C в год, но есть ли мировой рекорд по наименьшей разнице?).

Также будут связаны самые высокие и самые низкие температуры, когда-либо зарегистрированные, если для этого есть данные и кто-нибудь знает.

В этом отношении сложно превзойти экваториальные острова. Кирибати, наверное, один из ведущих претендентов. Средние температуры одинаковы каждый месяц в году, а суточный диапазон составляет около 5 ° C. Разница между рекордно высокими и низкими температурами составляет всего около 14 ° C во многих местах Кирибати: Экстремальные температуры во всем мире - самые низкие в мире температуры.

Вероятно, в мире есть место с еще меньшими вариациями, но вам будет сложно его найти. Вероятно, это был бы еще один экваториальный остров, но также мог быть экваториальный высокогорный климат с почти постоянным облачным покровом.

В этом отношении сложно превзойти экваториальные острова. Кирибати, наверное, один из ведущих претендентов. Средние температуры одинаковы каждый месяц в году, а суточный диапазон составляет около 5 ° C. Разница между рекордно высокими и низкими температурами составляет всего около 14 ° C во многих местах Кирибати: Экстремальные температуры во всем мире - самые низкие в мире температуры.

Вероятно, в мире есть место с еще меньшими вариациями, но вам будет сложно его найти. Вероятно, это будет еще один экваториальный остров, но также может быть экваториальный высокогорный климат с почти постоянным облачным покровом.

Самый высокий * когда-либо * зарегистрированный - 28C, самый низкий 6C

Интересно, не потрудится ли большая часть населения в экваториальных местах, таких как Сингапур, часто проверять прогнозы погоды, кроме осадков, поскольку каждый день должен казаться следующим. Ветра тоже не должно быть сильного, правда?

Мне странно думать, что есть части этого слова, в которых вам вряд ли нужно беспокоиться о том, как одеться, прежде чем выходить на улицу. При рекордно низком уровне, таком как 19C, вы никогда не почувствуете холода, если вы предпочитаете такую ​​комнатную температуру!

Интересно, не потрудится ли большая часть населения в экваториальных местах, таких как Сингапур, часто проверять прогнозы погоды, кроме осадков, поскольку каждый день должен казаться следующим. Ветра тоже не должно быть сильного, правда?

Мне странно думать, что есть части этого слова, в которых вам вряд ли нужно беспокоиться о том, как одеться, прежде чем выходить на улицу. При рекордно низком уровне, таком как 19C, вы никогда не почувствуете холода, если вы предпочитаете такую ​​комнатную температуру!


Влияние изменения климата на астрономические наблюдения

Изменение климата влияет и будет во все большей степени влиять на астрономические наблюдения, особенно с точки зрения видимости купола, турбулентности поверхностного слоя, содержания водяного пара в атмосфере и эффекта ветрового ореола на прямых изображениях экзопланет.

Астрономы вступают в эпоху, когда они изменят методы своей работы с появлением наземных телескопов класса 30–40 м и крупными международными наблюдательными проектами, открывающими новые способы общения и сотрудничества. Эти научные проблемы сочетаются с проблемами общества, такими как роль астрономов в общении и принятии мер по значительному сокращению воздействия астрономических исследований на окружающую среду. В более общем плане крайне важно, чтобы астрономы, благодаря своему уникальному видению Вселенной, сообщали о последствиях изменения климата и принимали меры по их устранению на любом уровне. В этом контексте мы исследовали роль некоторых ключевых погодных параметров в качестве астрономических наблюдений и проанализировали их долгосрочные (более 30 лет) тенденции, чтобы понять влияние изменения климата на будущие наблюдения. Ниже мы приводим четыре примера того, как изменение климата уже влияет или потенциально может повлиять на работу астрономической обсерватории. Это предварительное исследование проводится с использованием данных очень большого телескопа (VLT), управляемого Европейской южной обсерваторией (ESO), расположенного в Серро Паранал в пустыне Атакама, Чили, которая является одним из самых засушливых мест на Земле. Для представленного ниже анализа мы использовали различные датчики, установленные в обсерватории Паранал, но также, чтобы показать более длительный период времени (с 1980 года по настоящее время), мы использовали атмосферный реанализ Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF) пятого поколения. глобального климата ERA5 1 с пространственным разрешением 31 км, который мы интерполировали в месте расположения обсерватории Паранал. Чтобы исследовать эволюцию в более длительной шкале времени (с 1900 по 2010 год) за счет более грубого пространственного разрешения (130 км), которое усредняет фактическую орографию и может смешивать границы раздела океан-континент, мы в некоторых случаях использовали данные реанализа ERA20C 2. Кроме того, мы изучили прогнозы климата в этом регионе, используя многомодельный ансамбль 3 фазы 6 проекта взаимного сравнения связанных моделей (CMIP6), в рамках сценария общих социально-экономических путей изменения климата (SSP5-8.5) наихудшего случая. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы лучше понять основные механизмы изменений, а также оценить серьезность воздействия.


Численные модели

На графиках ниже показаны результаты числовых моделей, которые вычисляют количество темноты как функцию температуры ПЗС-матрицы. Учитывается только большинство пикселей. Популяции меньшинств, имеющие в 5, 10, 50 или более раз больше среднего темнового тока, не рассматриваются. Расчеты были выполнены для ПЗС-матрицы Kodak KAF-0400, имеющей пиксели 9 микрон, и ПЗС-матрицы SITe Si-502a, имеющей 24 микронные пиксели. В моделях Kodak предполагалась простая степенная зависимость с «удвоенной температурой» 5,8 ° C. Для ПЗС-матрицы SITe темновой ток был рассчитан с использованием точного математического выражения, которое представляет собой комбинацию степенного закона и других членов. Расчеты SITe на пиксель были уменьшены в 7,11 раза, чтобы скорректировать его большую площадь пикселей до такой же, как у Kodak CCD. Масштабированные результаты SITe более непосредственно применимы к результатам Kodak, поскольку важной величиной является не количество темновых элементов на пиксель, а, скорее, количество темновых токов на единицу площади под деталями изображения, появляющимися в кадре CCD.

На верхнем рисунке ниже показаны модельные расчеты для ПЗС Kodak KAF-0400. На втором рисунке показаны модельные расчеты для ПЗС-чипа SITe Si-502a в масштабе 9 микронных пикселей. Чип SITe явно имеет больший темновой ток при данной температуре, поэтому он также более чувствителен к колебаниям температуры. На каждом приведенном ниже графике есть две кривые, которые определяют темновой ток, когда ПЗС на 0,2 ° C теплее среднего и на 0,2 ° C холоднее среднего. Темновой счет дан в единицах электронов (е-). Точка на красной кривой указывает на то, что темновое число выше на это число е, если температура ПЗС-матрицы на 0,2 ° C выше ожидаемой. Синие кривые соответствуют обратному случаю, когда ПЗС-матрица на 0,2 ° C холоднее ожидаемой. Кривые показывают величину ошибки, которая может возникнуть в результате вычитания темного кадра, сделанного на 0,2 ° C теплее или холоднее, чем ПЗС-матрица при световой экспозиции. Разница в 0,2 ° C основана на принятом в отрасли стандарте изменения среднеквадратичной температуры 0,1 ° C в качестве технических характеристик для CCD-камер. Следовательно, можно обнаружить, что темный кадр был снят, когда ПЗС была на 0,1 ° C теплее, чем в среднем, а кадр данных был снят, когда ПЗС была на 0,1 ° C холоднее среднего, создавая разницу в 0,2 ° C в темноте. Кривизна этих соотношений является результатом степенного закона зависимости темнового тока от температуры. & gt

В первую очередь, приведенные здесь результаты могут быть применены к большим колебаниям температуры путем простого масштабирования результата на разницу температур. Например, чтобы оценить влияние разницы в 2,0 ° C, умножьте графическое значение на 2,0 / 0,2 = 10 раз.


Астрономия 115 - Примеры среднесрочных ответов

1. Одна из самых серьезных проблем для изучения астробиологии - это определение того, что мы подразумеваем под словом «жизнь», полезным, но не слишком ограничивающим образом. Одним из следствий этого является то, что мы часто используем природу жизни на Земле в качестве модели. Одним из фундаментальных аспектов земной жизни является то, что наша биохимия работает в водном растворе. Обсудите причины, по которым мы часто считаем это универсальным, и представьте возможные альтернативы.

Вся земная жизнь основана на химических реакциях в водном растворе. Вода - уникальный растворитель для биохимии по следующим причинам:

1) Он существует в жидкой фазе в широком и умеренном диапазоне температур. Таким образом, колебания температуры окружающей среды должны быть довольно большими, чтобы жидкая вода могла замерзнуть или испариться. Кроме того, вода представляет собой жидкость в диапазоне температур, который достаточно высок, чтобы способствовать относительно быстрой скорости химических реакций, и достаточно низок, чтобы допускать существование сложных химических соединений.

2) Вода является полярной жидкостью и, таким образом, позволяет строить такие вещи, как клеточные мембраны, состоящие из соединений на основе липидов, которые образуют естественные кластеры в водном растворе.

3) Когда вода замерзает, образующееся твердое вещество менее плотное, чем жидкая вода при температуре чуть выше нуля. Это означает, что лед плавает и, таким образом, обеспечивает теплоизоляцию, позволяющую удерживать жидкую воду под слоями льда.

Ряд других летучих соединений потенциально может также использоваться в качестве жидких растворителей для биохимии. Наиболее распространенными из них являются аммиак, метан и этан. Все они являются жидкостями в гораздо меньшем диапазоне температур и при гораздо более низких температурах, чем вода. Таким образом, они не так хороши с точки зрения термической стабильности, и любая биохимия, встречающаяся в таких растворах, будет иметь очень низкие скорости реакции. Кроме того, ни одна из этих жидкостей не является полярной. Таким образом, природа структурной химии любой жизни, скажем, в растворе аммиака, должна была бы сильно отличаться от структурной химии, используемой для земной жизни. Наконец, все льды этих соединений более плотные, чем соответствующие жидкости. Таким образом, если условия достаточно прохладные, чтобы допустить замерзание, конечным результатом будет полностью замороженная среда, поскольку не может образоваться поверхностный изоляционный слой.

2. Люди часто считают, что «внеземная жизнь» означает разумных, технологически продвинутых пришельцев. Рассмотрим историю жизни на Земле и используйте ее, чтобы представить аргумент, что большая часть внеземной жизни, вероятно, не будет ни технологически развитой, ни разумной.

Свидетельства существования жизни на Земле относятся как минимум к 3,5 млрд. Лет назад. Примерно 500 млн лет назад все земные формы жизни были одноклеточными. Первое свидетельство того, что такое разумные гоминины, датируется не более 3 млн лет назад. Первые города возникли около 5000 лет назад. Технологии, необходимые для связи на межзвездных расстояниях, на данный момент существуют лишь немногим более века.

Это означает, что разумная, технологически продвинутая жизнь существовала на Земле только часть из 100 миллионов всей истории жизни на Земле. Если развитие жизни на Земле является чем-то вроде типичного, это означает, что подавляющее большинство внеземной жизни вряд ли будет разумной, технологически развитой жизнью, а скорее будет одноклеточными организмами.

Одна вещь, которая может повысить вероятность появления разумных, технологически продвинутых пришельцев, - это то, что такие цивилизации могут существовать очень долго. Хотя у нас была технология межзвездной связи всего около столетия или около того, вполне возможно, что она будет у нас еще миллиарды лет. Если технологически развитые цивилизации просуществуют очень долго, это повысит шансы на то, что мы их найдем.

3. Как и почему существование экстремофильной жизни на Земле является важным ориентиром для наших поисков жизни в других частях Вселенной? Приведите примеры типов экстремофилов и внеземных сред, подобных тем, в которых эти экстремофилы процветают.

Существование экстремофилов демонстрирует, что жизнь может адаптироваться к целому ряду условий, гораздо более широких, чем предполагалось несколько десятилетий назад. Таким образом, это побуждает нас рассматривать гораздо более широкий спектр сред как потенциально способных к жизни, чем мы могли бы в противном случае.

Колонии термофилов, окружающие термальные источники на дне океана, представляют собой целые экосистемы, для сохранения которых не требуется энергия Солнца. Таким образом, они демонстрируют, что жизнь могла существовать в аналогичной среде на дне подповерхностного океана Европы.

Жизнь также обитает в сухих долинах Антарктики и в глубоких подземных породах. Поверхность Марса такая же холодная и сухая, как сухие антарктические долины, хотя атмосферное давление ниже, а ультрафиолетовый поток намного выше. Даже в этом случае, если бы жизнь возникла во время более ранней, более теплой и влажной фазы марсианской истории, вполне возможно, что она могла бы сохраняться в подземных породах, как и литофильная жизнь на Земле.

4. Сейчас мы знаем о более чем 4000 планет, вращающихся вокруг других звезд. Какой метод был использован для открытия большинства этих планет и как он позволяет нам определять свойства этих планет?

Большинство известных внесолнечных планет было обнаружено с помощью транзитного метода. Если планета проходит прямо перед звездой, она блокирует небольшую часть света от звезды. Таким образом, если мы будем следить за яркостью звезды и искать периодические события, при которых звезда становится немного тусклее, мы можем обнаружить присутствие планеты, вращающейся вокруг нее. Этот метод будет работать только в том случае, если плоскость планетарной орбиты находится на прямой видимости, поэтому мы ожидаем, что только несколько процентов звезд с планетами будут демонстрировать признаки транзита.

Поскольку транзиты являются периодическими, они напрямую определяют период орбиты. Количество заблокированного звездного света говорит нам об отношении размера планеты к размеру звезды (чем больше планета, тем больше света она блокирует). Если мы также знаем размер звезды, мы можем использовать это, чтобы определить размер планеты. Орбита с ребра также позволяет нам точно измерить изменение лучевой скорости родительской звезды. Мы также знаем период обращения, как отмечалось выше. Если мы также знаем массу звезды, то мы можем определить массу планеты по характеристикам орбиты. Зная размер и массу планеты, мы также можем определить ее плотность. Поскольку скалистые планеты и газовые планеты имеют очень разные плотности, мы можем использовать плотность, чтобы сказать нам, какова природа планеты.


Доступность данных

Откалиброванные данные VIRTIS общедоступны на веб-сайте Архива планетарных наук (PSA) ЕКА (https://archives.esac.esa.int/psa/) и в Системе планетарных данных НАСА (https://pds.nasa.gov/) в соответствии с графиком, установленным проектом Rosetta. Другие данные, подтверждающие графики в этой статье и другие результаты этого исследования, доступны у соответствующего автора по разумному запросу. Читатели могут оставлять комментарии к онлайн-версии газеты.


Солнечная радиация

Ядерный синтез глубоко внутри Солнца высвобождает огромное количество энергии, которая медленно передается солнечной поверхности, откуда она излучается в космос. Планеты улавливают мельчайшие доли этой энергии, количество которой зависит от их размера и расстояния от Солнца. Например, на площадку площадью 1 квадратный метр (11 квадратный фут), перпендикулярную (90 °) лучам Солнца в верхней части атмосферы Земли, поступает около 1365 Вт солнечной энергии. (Это количество сопоставимо с потребляемой мощностью типичного электрического обогревателя.) Из-за небольшой эллиптичности орбиты Земли вокруг Солнца количество солнечной энергии, перехватываемой Землей, неуклонно возрастает и падает на ± 3,4 процента в течение года, достигая максимума в течение года. 3 января, когда Земля находится ближе всего к Солнцу. Хотя около 31 процента этой энергии не используется, поскольку она рассеивается обратно в космос, оставшегося количества достаточно для движения атмосферных ветров и океанических течений и для поддержания почти всей биосферной активности.

Большинство поверхностей не перпендикулярны Солнцу, и получаемая ими энергия зависит от их угла возвышения. (Максимальное возвышение Солнца составляет 90 ° для Солнца над головой). Этот угол систематически изменяется в зависимости от широты, времени года и времени суток. Угол возвышения в полдень достигает максимума на всех широтах к северу от тропика Рака (23,5 ° с.ш.) около 22 июня и минимума около 22 декабря. К югу от тропика Козерога (23,5 ° ю.ш.) верно обратное, и между В двух тропиках максимальный угол возвышения (90 °) встречается два раза в год. Когда Солнце имеет меньший угол возвышения, солнечная энергия менее интенсивна, потому что она распространяется на большую площадь. Таким образом, изменение высоты Солнца является одним из основных факторов, определяющих зависимость климатического режима от широты. Другой важный фактор - продолжительность светового дня. Для полярных широт 66,5 ° северной и южной широты продолжительность дня колеблется от нуля (зимнее солнцестояние) до 24 часов (летнее солнцестояние), тогда как на экваторе постоянный 12-часовой день в течение всего года. Следовательно, сезонный диапазон температуры уменьшается от высоких широт к тропикам, где он становится меньше суточного диапазона температуры.


Мелатонин и эндокринная роль шишковидной железы

III Метаболизм мелатонина

Поскольку шишковидная железа вырабатывает мелатонин, хранит и метаболизирует его очень мало (Wurtman и другие., 1968c), суточные вариации биосинтеза мелатонина и содержания мелатонина в пинеальной железе предположительно указывают на фазовую секрецию метоксииндола пинеальной железой. Более того, мелатонин был обнаружен в моче и плазме (где он показывает 24-часовые вариации) (Pelham и другие., 1972, а также присутствует в тканях, в которых отсутствуют ферменты, необходимые для его синтеза. Однако чувствительные и простые методы еще не доступны для анализа мелатонина в небольших количествах периферической крови или в венозной крови из шишковидной железы (обсуждение см. Cardinali and Wurtman, 1974c). Следовательно, пока невозможно определить скорость секреции мелатонина пинеальной железой in vivo. Всего лишь 10-13 г / мл мелатонина определяется с помощью биопробы (что зависит от способности гормона побледнять изолированную кожу Рана пипиенс, или нетронутые, живые, Рана пипиенс или же Xenopus laevis larvae), но эти методы недостаточно чувствительны для обнаружения крошечных количеств мелатонина, которые могут присутствовать в спинномозговой жидкости (CSF) или в плазме в течение светового периода дня. Однако кажется безопасным предсказать, что развитие более чувствительных методов на уровне субпикограмм, например, газовой хроматографии-масс-спектрометрии (Cattabeni и другие., 1972) и радиоиммуноанализ, закроют пробел, отделяющий обширные знания о биосинтезе мелатонина от неопределенности относительно динамики мелатонина в организме.

Споры продолжаются по поводу биологической жидкости или жидкостей, в которые пинеальная железа млекопитающих выделяет мелатонин. Было высказано предположение, что мелатонин секретируется в спинномозговую жидкость (Wurtman and Antón-Tay, 1969). Близкое соседство желудочковой системы и паренхимы шишковидной железы наблюдается у некоторых видов (Sheridan и другие., 1969 Quay, 1970), но не у других видов (Smith, 1971), имеет тенденцию поддерживать это предположение, однако кажется маловероятным, что анатомические подходы смогут разрешить этот вопрос.

Если меченый изотопом мелатонин вводится в венозную кровь, гормон проникает во все ткани, включая мозг (Копин и другие., 1961 Вуртман и другие., 1964). Меченый мелатонин, вводимый в спинномозговую жидкость, неравномерно поглощается мозгом и концентрируется в гипоталамусе и среднем мозге (Antón-Tay and Wurtman, 1969 Cardinali и другие., 1973а). Мелатонин был идентифицирован в гипоталамусе крыс с помощью газовой хроматографии-масс-спектрометрии (зеленый и другие., 1972). Эти области мозга считаются возможными участками действия метоксииндолов, поскольку введение мелатонина быстро повышает уровни серотонина в гипоталамусе и среднем мозге (Antón-Tay и другие., 1968) и подавляет синтез белка в гипоталамусе (Orsi и другие., 1973). Введение в спинномозговую жидкость повышает уровень мелатонина-3Н в головном мозге в несколько сотен раз выше, чем при системном введении (Antón-Tay and Wurtman, 1969).

Имеется мало информации о метаболической судьбе мелатонина в головном мозге. Мелатонин-3 H, взятый из спинномозговой жидкости, быстро исчезает из мозга (Cardinali и другие., 1973а). Его распад включает два основных компонента: раннюю фазу, длящуюся 20 минут, и вторую, более медленную, одноэкспоненциальную составляющую с периодом полураспада около 40 минут. Предыдущее интрацистернальное введение немеченого мелатонина снижает количество мелатонина-3 H и меченых метаболитов мелатонина, остающихся в головном мозге через 1 час (Cardinali и другие., 1973а). Эти данные показывают, что способность мозга поглощать и удерживать мелатонин может быть насыщенной, кроме того, они предполагают, что обнаруженные метаболиты мелатонина фактически образуются в мозге. Воздействие на крыс непрерывного света или темноты не только влияет на биосинтез мелатонина в шишковидной железе (см. Выше), но также изменяет метаболизм экзогенного мелатонина в головном мозге (Cardinali и другие., 1973а) и яичник (Wurtman и другие., 1964 ).

Мелатонин в конечном итоге попадает в общую циркуляцию, большая часть гормона в плазме (60-80%) связана с сывороточным альбумином (Cardinali и другие., 1972в). Однако этот комплекс легко диссоциирует, и присутствие связывающего белка, по-видимому, не изменяет биологическую активность мелатонина. Хотя центральная нервная система активно метаболизирует мелатонин (по еще не определенным путям), печень, по-видимому, является основным местом инактивации мелатонина в организме, метоксииндол сначала гидроксилируется до 6-гидроксимелатонина микросомальным ферментом, требующим НАДФН (Копин и другие., 1960), и этот гидроксилированный продукт затем конъюгируется с глюкуроновой или серной кислотой и выводится с мочой. Хлорпромазин и другие фенотиазины задерживают исчезновение изотопно меченного мелатонина из крови и тканей, вероятно, за счет ингибирования метаболизма мелатонина в печени (Wurtman и другие., 1968г).