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).



  • В кинокомедии «Карнавальная ночь» один из персонажей — лектор — сообщает: «Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе, науке не известно». С тех пор прошло почти полвека, но это утверждение справедливо и сегодня. Однако не менее справедливо и другое: «Где есть вода — там есть и жизнь». Сегодня с большой долей уверенности можно сказать: вода на Марсе есть. Дело за малым — отыскать там жизнь.


  • ...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


  • ...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


  • Галактика, в которой мы живем, — Млечный Путь — настоящий исполин по галактическим меркам. Среди галактик местной группы лишь Туманность Андромеды может тягаться с нашим домом по количеству звезд, размерам и массе. Однако сферы влияния гигантов давно поделены, и нашу галактику окружают десятки, а может, и сотни галактик-спутников.
    Сейчас известны по крайней мере 23 спутника нашей галактики. Некоторые из них светятся, как миллиарды солнц, и жителям Южного полушария нашей планеты отлично знакомы Магеллановы облака — крупнейшие спутники нашей Галактики, не заметить которые на ночном небе невозможно даже невооруженным глазом.



  • Варварские наклонности некоторых звезд иногда возмущают. Пока одни отнимают вещество у ближайших тел, другие поступают еще более нагло и жестоко. Они скидывают со звезд газопылевые диски, которые могли бы дать начало новой планетной системе, а то и новым формам жизни. Но не со всех, а лишь с тех, кто решается переступить опасную черту.



  • Наблюдая и изучая особенности Млечного Пути, астрономы долгое время не могли понять общую структуру и историю нашей Галактики. До 1920 г. ученые не были уверены, что Галактика — отдельный объект, один из миллиардов подобных. К середине 50-х гг. они наконец составили план Галактики, представляющий собой величественный диск из звезд и газа. В 60-х гг. теоретики считали, что наша Галактика сформировалась на раннем этапе космической истории — по новейшим оценкам, около 13 млрд. лет назад — и с той поры не претерпевала существенных изменений.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • В своей ранней молодости Марс, похоже, подвергся удару, навсегда изменившему облик планеты. Объект размером с Плутон врезался в планету с севера, разделив ее на две половины — низкий север и высокий юг. Крупнейший кратер Солнечной системы сохранился до наших дней.



  • Итак, знакомимся с действующими лицами драмы. Коричневый карлик 2M1207 спектрального класса M8 (его можно увидеть хорошо вооруженным глазом в созвездии Центавр) и его небольшой компаньон — планета 2M1207b. Последняя уже несколько лет как мучает ученых своими загадками. И вот теперь новейшее исследование позволило предположить: странные особенности данного объекта объясняются тем, что он рожден в результате совсем недавнего столкновения двух планет.



  • ...Теперь вы должны быть предельно внимательны. Следующие несколько секунд окажутся решающими, поэтому вы включаете высокоскоростную регистрирующую систему для детальной записи всех приходящих сведений. Через 61 с R3D3 сообщает, что все системы пока функционируют нормально, горизонт - на расстоянии 8000 км и приближается со скоростью 15 тыс. км/с. Проходит 61,6 с. Еще все в порядке, до горизонта осталось 2000 км, скорость - 30 тыс. км/с (или 0,1 скорости света, так что цвет излучения начинает меняться все заметнее). А затем, в течение следующей 0,1 с вы с изумлением замечаете, что излучение из зеленого становится красным, инфракрасным, микроволновым, затем приходят радиоволны и наконец все исчезает. Через 61,7 с все кончено - лазерный луч пропал. R3D3 достиг скорости света и исчез за горизонтом.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6