Солнце и климат

Втр, 10/28/2014 - 22:13

Вариации солнечной активности и климата

На основе анализа данных об активности Солнца американский астрофизик Джон Эдди в 1976 году установил наличие корреляции между четко установленными периодами значительных изменений числа пятен в течение всего прошлого тысячелетия и глубокими изменениями климата Земли.


Рис. 5. Наблюдавшиеся вариации 11-летней пятнообразователъной активности Солнца (сплошная тонкая линия) и двухвековой активности Солнца (сплошная жирная линия) в 1700-2008 годы, а также прогнозируемые нами вариации этих величин на 2009-2042 годы (пунктирные линии)

Рис. 6. Наблюдаемая тенденция понижения температуры

Рис. 7. Прогноз сценария глубокого похолодания климата к середине XXI века

Рис. 8. Изменения температуры на Земле и концентрации углекислого газа в ее атмосфере в течение последних 420 000 лет

Рис. 9. Наблюдаемая стабилизация температуры в течение последних десяти лет и тенденция ее понижения в 2006—2008 годах

Они существенно влияли на жизнь народов и отдельных государств, приводя к экономическим и демографическим кризисам. Более того, петербургский геофизик Евгений Борисенков в 1988 году установил, что в каждом из 18 глубоких минимумов активности Солнца типа маундеровского с двухсотлетним периодом в течение последних 7500 лет наблюдались периоды глубокого похолодания, а в период высоких максимумов — глобальные потепления. Глубокие изменения в климате Земли могли быть вызваны только долговременными и значительными изменениями мощности солнечного излучения, поскольку тогда никакого индустриального воздействия на природу не было и в помине. Это свидетельствует о том, что в периоды максимального уровня двухвековой активности Солнца солнечная постоянная всегда была существенно повышенной, а в минимумы заметно снижалась.

Таким образом, не 11-летние, а двухвековые циклы солнечных вариаций служат доминирующим фактором изменений климата, длящихся десятки лет, — температуры в системе «океан-атмосфера», физических параметров поверхности Земли и ее альбедо, концентраций парниковых газов (прежде всего водяного пара и углекислого газа) в атмосфере. Немалое влияние на климат оказывает и Мировой океан, который обладает большой тепловой инерцией и служит основным приемником и аккумулятором солнечной энергии.

Непостоянство солнечной постоянной

В настоящее время имеется непрерывный ряд наблюдений величины солнечной постоянной с 1978 года (жирная линия на рис. 1), непосредственно измеренной космическими аппаратами. Ее наибольшее значение наблюдалось в 22-м, «коротком» (11-летнем) цикле, приходившемся на максимум двухвекового цикла, и составляло 1365,98 ± 0,02 Вт/м2, а в 23-м цикле было уже существенно ниже — 1365,79 Вт/м2. Значение солнечной постоянной в минимумах 21-23-го циклов (после максимума) составляло 1365,57, 1365,50 и 1365,17 Вт/м2 соответственно, а с 1 июля по сентябрь 2008 года — уже 1365,10 Вт/м2. Амплитуда 11-летних колебаний солнечной постоянной в максимуме двухвекового цикла составляла около 1,0 Вт/м2, или 0,07%, и с начала 1990-х годов стала постепенно снижаться. Уровень, относительно которого происходят эти колебания, представляет собой компоненту двухвековой вариации солнечной постоянной, обнаруженную нами в 2005 году (пунктирная линия на рис. 1).

Сопоставление хода долговременных вариаций величины солнечной постоянной и числа пятен показывает, что за время порядка месяца Солнце испускает больше энергии не при минимальном, а именно при максимальном числе пятен (рис. 2). Но, к сожалению, даже в учебниках по климатологии приводятся прямо противоположные сведения о солнечной постоянной и совершенно отсутствует упоминание о ее двухвековой компоненте.

Двухвековая компонента вариации солнечной постоянной последовательно с ускоряющимися (в настоящее время) темпами уменьшается от 21-го цикла к 22-му и 23-му циклам (пунктирная линия на рис. 1). Аналогичное падение за этот же период, как и ожидалось, наблюдается и с колебаниями числа пятен (жирная линия на рис. 3). Условно принято считать: если в максимуме 11-летнего «короткого» цикла относительное число пятен меньше 80-ти, то Солнце холодное (интенсивность излучаемой энергии ниже средней), а если пятен больше 80-ти — горячее. Наблюдаемое сегодня одновременное падение двухвековых компонент как величины солнечной постоянной, так и уровня солнечной активности, идущее с ускорением, говорит о начале активной фазы спада «большого» цикла солнечной деятельности.

Другие материалы рубрики


  • Наблюдения на рентгеновской обсерватории «Чандра» показали наличие большого числа маломассивных рентгеновских двойных звезд в эллиптических и линзовидных галактиках, а также в балджах — центральных сферических компонентах — дисковых галактик. Распределение источников по светимостям хорошо описывается двумя компонентами, граница между которыми соответствует светимости порядка (2-3) 1038 эрг/с. Т.к. эта величина примерно соответствует максимальной (т.н. Эддингтоновской) светимости объекта с массой 1.4 Мо, то возможно, что более мощные источники являются аккрецирующими черными дырами, а менее мощные — нейтронными звездами. Т.о. с некоторой долей уверенности можно говорить, что мы видим в галактиках ранних типов — эллиптических и линзовидных — тесные двойные системы как с черными дырами (самые яркие источники), так и с нейтронными звездами (менее яркие).



  • Никто пока не определил, всякая ли звезда в Галактике окружена другими планетами, либо Солнце является исключением из данного правила. За последние 9 лет астрономы при наблюдении за колебательными движениями звезд, которые вызваны воздействием, оказываемым на них планетами, обнаружили сотни таких планет. Но этот метод помогает фиксировать лишь самые массивные планеты, находящиеся неподалеку от звезд. Так можно обнаружить Юпитер, Сатурн в Солнечной системе, но мелкие тела (кометы, астероиды, планеты земного типа), делающие Солнечную систему такой разнообразной, астрономы бы не смогли найти, используя эти методы наблюдения.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • ...Тесное сходство протона и нейтрона наводит на мысль, что здесь существует симметрия. И действительно, на ядерный процесс никак не отразится, если можно было бы заменить все протоны на нейтроны, или наоборот. Это свойство получило название — симметрия изотопического спина, или изотопическая симметрия. Название связано с тем, что ядра, отличающиеся только числом нейтронов, называются изотопами. Нынешнему состоянию Вселенной соответствует равное количество протонов и нейтронов, которые находятся в постоянном движении. Но какая причина вызывает эти движения и вообще изменения в природе?..

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Давайте вспомним испытание противоспутникового оружия, проведенное 11 января 2007 года Китаем. Почему оно вызвало беспокойство у специалистов космической отрасли? Ведь с 1968-го по 1986-й США и СССР провели свыше 20 таких же испытаний! И с того времени уже было проведено несколько подобных испытаний?! Дело вовсе не в международной безопасности. Или не только в ней.



  • Объект, отснятый близ звезды, сходной с Солнцем, не вписывается в привычные теории формирования планет. Специалистам еще предстоит разобраться с особенностями рождения этого странного мира, а широкая публика просто любуется снимками. Еще бы — не каждый день можно увидеть планету другой звезды, пусть и открыты их сотни.
    Звезда 1RXS J160929.1-210524 расположена примерно в 500 световых лет от нас. Она очень похожа на Солнце. Ее «вес» равен 85% массы нашей родной звезды. Правда, это светило значительно моложе нашего — 210524 возникла порядка пяти миллионов лет назад.
    Новая планета, по расчетам астрономов, обладает массой примерно в восемь масс Юпитера. И она не была бы такой уж уникальной, если б не два обстоятельства. Первое — она «вживую» запечатлена на снимках. А о втором скажем позже.
    Впервые астрономы непосредственно увидели объект планетарной массы на орбите вокруг звезды, такой как Солнце, и если подтвердится, что этот объект действительно гравитационно привязан к звезде, это будет крупным шагом вперед.
    Интригу, впрочем, принесло не яркое достижение наблюдательной астрономии как таковое, а выявленные параметры системы.



  • Невиданный успех фильма «Аватар» о событиях на экзопланете Пандора на самом деле может быть не такой уж и фантастикой. По крайней мере, обнаружение новых планет в других звездных системах дает нам надежды на то, что мы на самом деле увидим причудливых инопланетных существ.
    Фантастика зачастую является таковой лишь для определенной эпохи, и с развитием научно-технического прогресса она становится реальностью. Вот и «Аватар» не зря был снят, точнее, смонтирован именно сейчас — ведь еще десять-пятнадцать лет назад подобное казалось уж больно нереальным. Примерно, как обнаружение живого динозавра.
    Современные астрономы уже не отрицают, что где-то там, в других галактиках или даже в нашем родном Млечном пути, есть жизнь. Завлабораторией астроинформатики Главной астрономической обсерватории НАН Украины Ирина Вавилова так и говорит: «Считаю, что она существует. В форме простейших организмов — так точно».

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Этот взрыв потряс не только часть Вселенной, но и земную астрономию! Громадная звезда вдруг стала сверхновой, и ее разорвало на куски с таким шиком, что даже бывалые астрономы заявили, что никогда такого не видали. А ведь должна была вести себя тихо-тихо. Ученые подозревают, что такое разрушительное событие может в любой момент повториться у нас прямо под боком. Возможно, даже завтра. Или прямо сейчас.



  • ...И тут внимание исследователей привлекла давняя и очень любопытная гипотеза космических струн. Постичь ее трудно, представить наглядно просто невозможно: струны можно только описать сложными математическими формулами. Эти загадочные одномерные образования не излучают света и обладают огромной плотностью — один метр такой "ниточки" весит больше Солнца. А если их масса так велика, то и гравитационное поле, пусть даже растянутое в линию, должно значительно отклонять световые лучи. Однако линзы уже сфотографированы, а космические струны и "черные дыры" пока существуют лишь в уравнениях математиков. Из этих уравнений следует, что возникшая сразу после Большого взрыва космическая струна должна быть "замкнута" на границы Вселенной. Но границы эти так далеки, что середина струны их "не чувствует" и ведет себя, как кусок упругой проволоки в свободном полете или как леска в бурном потоке. Струны изгибаются, перехлестываются и рвутся. Оборванные концы струн тут же соединяются, образуя замкнутые куски. И сами струны, и отдельные их фрагменты летят сквозь Вселенную со скоростью, близкой к скорости света.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Судя по многочисленным публикациям, посвященным современной астрофизике, она находится на подъеме. Положение дел даже сравнивают с революционной ситуацией, сложившейся в физике в начале прошлого века. Но если тогда истина рождалась в спорах, сейчас новые понятия проникают в астрофизику практически без сопротивления. При этом ключевые положения старой теории, вместо того, чтобы обрести окончательную ясность, заменяются наборами гипотез. Современный астрофизик подробно объяснит, что такое космологический вакуум или антигравитация, но на вопрос о происхождении галактик даст расплывчатый ответ, включающий несколько возможных сценариев.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Прошло без малого сто лет с того момента, как были открыты космические лучи-потоки заряженных частиц, приходящих из глубин Вселенной. С тех пор сделано много открытий, связанных с космическими излучениями, но и загадок остается еще немало. Одна из них, возможно, наиболее интригующая: откуда берутся частицы с энергией более
    1020 эВ, то есть почти миллиард триллионов электрон-вольт, в миллион раз большей, чем будет получена в мощнейшем ускорителе — Большом адронном коллайдере (LHC)? Какие силы и поля разгоняют частицы до таких чудовищных
    энергий?

    • Страницы
    • 1
    • 2