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


  • 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


  • 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


  • 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.



  • ...Уходить от Солнца на еще большее расстояние, по подсчетам швейцарского астрофизика, нет смысла. Потому что в стадии красного гиганта Солнце пробудет всего несколько миллионов лет, а затем станет снова быстро сжиматься, превратится в белого карлика и начнет деградировать как источник энергии. И тогда Земле, чтобы получать достаточное количество тепла и света, понадобится орбита меньшая, чем сейчас у Меркурия. Но при таком приближении к светилу силы притяжения довольно скоро остановят вращение Земли вокруг ее оси. Планета будет повернута к Солнцу всегда одной стороной. Значит, жизнь на Земле быстро погибнет: на ночной стороне — от тьмы и холода, а на освещенной — от жары и губительного для всего живого ультрафиолетового и рентгеновского излучения, идущего от белого карлика.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • ...Несмотря на то, что идея коллапса кажется простой (при сжатии ядра выделяется энергия гравитационной связи, за счет которой выбрасываются внешние слои вещества), трудно понять процесс в деталях. В конце жизни у звезды с массой более 10 масс Солнца образуется слоеная структура, с глубиной появляются слои все более тяжелых элементов.
    Ядро состоит в основном из железа, а равновесие звезды поддерживается квантовым отталкиванием электронов.
    Но в конце концов масса звезды подавляет электроны, которые вжимаются в атомные ядра, где начинают реагировать с протонами и образовывать нейтроны и электронные нейтрино. В свою очередь, нейтроны и оставшиеся протоны прижимаются друг к другу все сильнее, пока их собственная сила отталкивания не начнет действовать и не остановит коллапс.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • ...Пока ваш звездолет выбирается из гравитационной ловушки Гаргантюа, вы строите планы возвращения домой. К тому моменту, когда вы достигнете Млечного Пути, Земля станет на 2,4 млрд. лет старше, чем во время вашего старта. Изменения в человеческом обществе будут настолько велики, что вы не испытываете особого желания возвращаться на Землю. Вместо этого вы и команда звездолета решаете освоить пространство вокруг какой-нибудь подходящей вращающейся черной дыры. Ведь именно энергия вращения дыры в квазаре 8C 2975 позволяет квазару «проявить себя» во Вселенной, поэтому энергия вращения дыры меньших размеров может стать источником энергии для человеческой цивилизации.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Уже очень скоро сверхмассивную черную дыру в центре нашей Галактики украсит красочный венец из молодых и ярких звезд. Следы метилового спирта в огромном газовом кольце вокруг нее означают, что в нем уже формируются массивные звезды. Раньше астрономы думали, что черная дыра образованию звезд может помешать.
    В центрах большинства галактик, особенно крупных, находятся сверхмассивные черные дыры, весящие миллионы и даже миллиарды солнечных масс — куда больше тех, что возникают в конце эволюции звезд. Судя по всему, эти объекты зародились еще в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва, породившего нашу Вселенную, и с тех пор лишь росли, постепенно нагуливая массу и освещая свои вселенские окрестности ярким светом активности галактического ядра

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • 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


  • ...В начале 70-х годов появилось предложение объединить бозоны и фермионы в единую теорию, что, мягко говоря, среди ученых вызвало недоумение, ведь столь различны по своим свойствам эти две группы частиц. Тем не менее, оно возможно, если обратиться к симметрии, более широкой, нежели симметрия Лоренца — Пуанкаре, лежащая в основе теории относительности. Математическая суперсимметрия соответствует извлечению квадратного корня из симметрии Лоренца — Пуанкаре, физически же она соответствует превращению фермиона в бозон и наоборот. Разумеется, в реальном мире невозможно проделать такую операцию, тем не менее, операцию суперсимметрии можно сформулировать математически и можно построить теории, включающие суперсимметрии...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • За последнее время вблизи Земли пролетели несколько сравнительно крупных небесных тел. Сильную тревогу вызвало в 1936 г. прохождение астероида Адонис на расстоянии около 2 млн. км от Земли. А настоящую панику вызвал в 1937 г. астероид Гермес, имеющий диаметр ≈1,5 км, промчавшийся лишь на расстоянии 800 тыс. км от Земли (удвоенное расстояние до Луны). Позже (в 1992 г.) большой ажиотаж был связан с приближением к Земле малой планеты Тоутатис. Астероид диаметром около полукилометра пролетел мимо Земли 19 мая 1996 г. на расстоянии всего 450 тыс. км.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3