Поиск - новости науки и техники

Непослушное светило. Солнце отказалось подчиняться правилам.

Британские исследователи из Университета Нортумбрии считают, что прошедшая зима станет началом малого ледникового периода: глобальное потепление сменится серьезным похолоданием. Предстоящее изменение климата ученые связывают с пятнами на Солнце. В свою очередь, группа специалистов из США и Великобритании в своем докладе, опубликованном в Scientific Reports, заявила о возможной катастрофе, грозящей Земле в связи со снижением активности Солнца. Ученые предполагают, что через 30 лет солнечная активность значительно снизится, что ощутимо скажется на климате Земли. 

Пару лет назад не исключал подобного сценария и Андрей Тлатов (на снимке – слева), один из ведущих российских ученых, изучающих наше светило, руководитель Кисловодской Горной астрономической станции Главной (Пулковской) астрономической обсерватории РАН (см. “Солнечный патруль”, “Поиск” №43, 2014). Однако тогда он все же предложил подождать два-три года – до тех пор, пока картина не станет более ясной, то есть до начала нового солнечного цикла.
Время прошло, и мы обратились к ученому за разъяснениями. 
– Андрей Георгиевич, после появления целого ряда заявлений разных групп ученых так и рисуется апокалипсическая картина наползающих на континенты ледников, мрачного неба над головой, туч, посыпающих землю снегом, бурь и морозов. Неужели человечеству все это предстоит пережить? 
– Давайте не будем пугать людей разными “страшилками”, а обратимся к фактам, которыми ученые располагают. На сегодняшний день есть лишь одно бесспорное доказательство взаимосвязи солнечной активности и климата Земли. Это так называемый маундеровский минимум, длившийся приблизительно с 1635 по 1715 год. Еще в 1610 году Галилео Галилей наблюдал солнечные пятна. Потом они практически исчезли. И наступил – по крайней мере, в Европе – холодный период. Причем зимние температуры изменились не очень сильно. А вот лето стало существенно короче, холоднее и дождливее. Как следствие, начались неурожаи, голод, ну и все остальное, что зафиксировали летописи. Может ли подобное повториться? Не только может, но и должно. Но какова в этом процессе роль Солнца? Давайте разбираться. 
За последнее десятилетие было несколько попыток с помощью космических аппаратов измерить солнечное излучение. В результате выяснилось: в минимуме солнечной активности его интенсивность меньше обычного на 0,1 процента. Получается, Солнце в принципе светит в разные периоды одинаково. 
Но ученые – люди дотошные, начали разбираться в деталях. В них-то, оказалось, собака и зарыта. Да, интенсивность солнечного потока меняется незначительно. Но совершенно иная картина получилась при изучении жесткого ультрафиолетового излучения, аберрация которого от минимума к максимуму в течение солнечного цикла скачет от 2 до 10 раз, в зависимости от длины волны. И хотя оно составляет лишь доли процента от общего излучения Солнца, вариации с такой большой амплитудой не могут не влиять на планету. Прежде всего, на ионо- и термосферу. Ученые также предполагают, что под его воздействием меняются аэрозольные составляющие атмосферы. А они, в свою очередь, влияют на облачность и, как следствие, на альбедо (отражательную способность) поверхности облаков. Такая вот длинная цепь допущений. Механизмы процессов, происходящих в атмосфере под влиянием солнечного излучения, интенсивно обсуждаются научным сообществом. Время от времени какие-то взаимосвязи найти удается, но не по всей Земле, а в локальных точках. Например, существуют североатлантические осцилляции, или, проще говоря, климатические изменения, которые связаны с солнечной деятельностью. Однако общего подхода к объяснению механизма влияния активности нашего светила на земной климат не существует. 
Есть другая, куда более занимательная взаимосвязь, но уже между “работой” Солнца и интенсивностью потока космических лучей, то есть лучей, рожденных вне Солнечной системы, в недрах галактик. Мало солнечных пятен – поток интенсивнее, много – наоборот. Между тем энергия космических ливней просто сумасшедшая. Они глубоко проникают в атмо-сферу, вплоть до зоны образования облаков. Это всего в трех-четырех километрах над землей. Космические ливни порождают в атмосфере массу разных частиц. Это доказано. Дальше идут лишь предположения типа: в результате ливней появляются в большем количестве зародыши облаков, возникают другие процессы в атмосфере, которые и приводят к изменению климата. Чтобы проверить, так ли это на самом деле, в ЦЕРН проводили эксперименты. Поскольку никаких публикаций не последовало, видимо, результат оказался невразумительным. Вообще, можно сделать вывод: влияние Солнца на нашу планету многопланово, сложно и далеко еще не познано. 
– Однако кое-какие умозаключения ученые все же делают. В частности, находят связи между отсутствием или присутствием солнечных пятен и земными процессами. Кстати, что это такое – солнечные пятна? 
– Солнечные пятна тесно связаны с магнитным полем. Собственно говоря, это сгустки или жгуты сильных магнитных полей. Они зарождаются глубоко под солнечной поверхностью, где-то на глубинах в 0,7 радиуса светила. Постепенно такие магнитные поля всплывают на поверхность в виде пятен. Усиливается конвекция, “кастрюлька начинает закипать” – более горячая плазма быстрее устремляется к поверхности. Солнце не “включает” дополнительный источник ядерных реакций, не запускает дополнительные “АЭС”. Просто интенсивнее идет теплообмен между нижними и верхними слоями. Отсюда и рост интенсивности излучения. Время от времени магнитных полей на Солнце становится много, следовательно, много солнечных пятен, и мы говорим: активность светила высока. Это два взаимосвязанных фактора. Солнечные пятна – это индикатор магнитного цикла. Чем больше солнечных пятен, тем светило горячее. Это доказанный факт. 
– Следует ли из этого, что, если на Солнце много пятен, оно горячее, а значит, Земля получает больший поток энергии и поэтому климат становится теплее? Или не так? 
– Все гораздо сложнее и запутаннее. Мы уже говорили о незначительности вариаций интенсивности излучения. Вряд ли лишь оно способно вызвать серьезные климатические сдвиги. Скорее нужно говорить о комплексе взаимозависимых факторов. Да, существует такая гипотеза: если на Солнце пятен мало, на Земле становится холоднее. Тогда в истории нашей планеты надо искать не обычные солнечные циклы, а так называемые великие минимумы. Экстраполяция современных данных, в частности изучение изотопа углерода-14, на последние 10 тысяч лет показывает: подобные периоды были и довольно регулярно. Промежуток между ними равен приблизительно 400 годам. 
– Но ведь, по сути, столько лет и прошло с маундеровского минимума! Надо готовиться? Тем более, что, кажется, вот-вот наступит новый солнечный цикл?
– Солнечный цикл – это цикл солнечных пятен разной полярности. В конце каждого цикла светило меняет полюса. Но дело в том, что циклы стали длиннее. Раньше цикл длился примерно 10,7 года. Сейчас почти 12 лет. И минимума мы еще не достигли. По нашим расчетам, это произойдет в конце нынешнего – начале следующего года. Вместе с тем пятна противоположной полярности мы наблюдать уже начали, а это первый признак нового цикла. Наблюдения солнечной короны, которые мы проводим на нашей станции, также свидетельствуют о том, что начинается новый солнечный цикл. Причем в районах северного полюса Солнца признаки этого более выражены, чем на юге. Все это согласуется с современными представлениями о деятельности светила, согласно которым возможно наложение одного цикла на другой. Уменьшение пятен одной полярности может идти на фоне появления пятен противоположной полярности. Цикл не возникает одномоментно, а как бы рождается исподволь. Словом, сегодня мы уверены: следующий, 25-й, солнечный цикл начинается. И это хорошо. Результаты наших наблюдений и выводы мы изложили в статье, которую направили в одно из зарубежных научных изданий. 
Но есть ряд нестыковок. Существует так называемое правило Гневышева – Оля (Гневышев – основатель Кисловодской станции. – С.Ф.), которое гласит: циклы группируются в пары, при этом количество пятен нечетного цикла больше количества пятен четного. То есть слабый по активности Солнца четный цикл сменяется сильным нечетным. Правило это действовало до перехода 22-го цикла в 23-й. Ученые ждали, что 23-й цикл будет сильным. А он взял да и оказался слабым. Это произошло в 2000 году. Правило нарушилось, среди ученых начались “разброд и шатания”. 24-й цикл, который завершается, оказался еще слабее 23-го. Активность Солнца в наступающем 25-м цикле может оказаться еще ниже, и поэтому некоторые исследователи считают, что холодный период наступит уже сейчас. Другие, правда, дают до него еще 30-35 лет. Но если это так, напрашивается вывод: Солнце работает не по правилу Гневышева – Оля, наши представления нужно пересмотреть. Я выдвинул свою гипотезу, согласно которой Солнце каждые 120 лет как бы меняет режим своей деятельности. Опираясь на эту гипотезу, можно предположить, что Солнце переходит в иной режим функционирования. По нашим расчетам получается, что новый великий минимум неизбежно наступит, но придется он на конец нынешнего столетия. Эти данные неплохо согласуются с 400-летним циклом. Наступает эпоха слабых циклов. В 25-м цикле пятна еще будут, а лет через 70 мы “приплывем” к затяжному солнечному минимуму. И к этому надо готовиться. 
Станислав Фиолетов 
Фото предоставлено  А.Тлатовым
Фотоснимки Солнца с сайтов www.weather.gov

Нет комментариев