Солнце и климат

Втр, 10/28/2014 - 22:13

Снижение солнечной постоянной и грядущее похолодание

Наиболее существенным событием XX века в жизни Солнца стал необычайно высокий уровень и длительный, практически в течение всего века, рост интенсивности излучаемой Солнцем энергии (рис. 3).

Подобного увеличения потока солнечного излучения не наблюдалось по меньшей мере 700 лет. Однако его следствие — глобальное потепление климата — это рядовое, а не аномальное событие в жизни Земли. Климат на Земле периодически менялся, и наша планета в течение хорошо изученных нескольких последних тысячелетий не раз переживала глобальные потепления, аналогичные современному, за которыми шли глубокие похолодания, носившие циклический двухвековой характер. Ни похолодание, ни потепление не могут длиться дольше, чем им отмерено 200-летними колебаниями размера и светимости Солнца.

Наблюдавшееся в период длительного высокого максимума активности Солнца в XI-XII веках глобальное потепление (малый климатический оптимум), аналогичное современному или даже большее, вызвало серьезные изменения климата. В Шотландии возделывали виноградники, Гренландия полностью оправдывала свое название «зеленая земля» и была заселена норманнами в конце X — начале XI века. А в последнее глубокое понижение температуры (маундеровский минимум, самая холодная фаза малого ледникового периода) в Голландии замерзали все каналы, в Лондоне — Темза, в Париже — Сена, а в Гренландии наступали ледники, вынуждая людей оставлять свои веками обжитые поселения.
Интенсивность излучаемого Солнцем потока энергии с начала 90-х годов прошлого века медленно идет на спад и, вопреки общепринятому мнению, неизбежно приведет к глобальному понижению температуры до глубокого похолодания, аналогичного минимуму Маундера (рис. 5). К середине века дефицит получаемой Землей солнечной энергии может составлять порядка 0,2% относительно ее максимального среднего уровня в 1980-х годах, или около 3 Вт/ м2. При этом, хотя изменение солнечной постоянной и составляет около 0,07% за «короткий» цикл, его влияние на климат сглаживает тепловая инерция Мирового океана. Однако если подобный дефицит сохранится в двух циклах подряд, климат неизбежно изменится, но спустя 17±5 лет из-за той же тепловой инерции.

В нынешнем, 23-м «коротком» цикле, который растянулся на 12 лет, верхние слои атмосферы недополучают по сравнению с 22-м циклом в среднем 0,19 Вт/м2 солнечной энергии. За год дефицит составляет 6х106 Дж/м2, а за весь цикл обращенное к Солнцу полушарие Земли площадью 127,5х106 км2 недополучило 24 миллиона мегаджоулей энергии. Солнце больше не греет Землю, как прежде, наша планета испытывает дефицит энергии, сравнимый с полной мощностью 21 миллиона атомных электростанций, она живет в условиях «остывающего» Солнца. Следовательно, нужно ожидать не катастрофического таяния льдов, а, напротив, постепенного нарастания ледовых шапок на полюсах. Оно уже началось: площадь ледового покрова в Арктике на сентябрь 2008 года (4,52 млн км2), вопреки всем прогнозам, стала на 390 тыс. км2 больше, чем в 2007 (4,13 млн км2) и в следующем году существенно возросла. Осталось дождаться обработки результатов 2010-2011 годов.

Британские исследователи утверждают, что в нынешнем похолодании виновато явление Ла-Нинья (в переводе с испанского La Nina — «девочка») в Тихом океане, у берегов Эквадора, Перу и Колумбии. Оно характеризуется аномальным понижением температуры поверхности океана в среднем на 0,5-1 градус. Это «зеркально» отличает феномен от другого широко известного феномена — Эль-Ниньо (El Nino — «мальчик»), который характеризуется аномальным повышением температуры поверхности океана. Оба явления одинаково сложны в прогнозировании и объяснении. Американские физики, изучавшие их, полагают, что они могут быть лишь кратковременными флуктуациями в более длительном природном цикле «супер-Ниньо». Мы считаем, что все эти явления (Эль-Ниньо, Ла-Нинья и «супер-Ниньо») имеют естественную природу и порождены 11-летними и двухвековыми колебаниями интенсивности излучаемой Солнцем энергии. На это указывает наличие между ними корреляции.

Наметившаяся в 2006-2008 годах тенденция снижения глобальной температуры (рис. 6) временно остановится в 2010-2012 годах. Тогда ожидается рост солнечной постоянной: «короткий», 24-й цикл может временно скомпенсировать спад ее двухвековой компоненты, Но, если солнечная активность в «коротком» цикле вырастет недостаточно, начнется остывание планеты до глубокого похолодания в 2055-2060 ±11 годах, когда температура снизится на 1,0-1,5 градуса. Очередной климатический минимум продлится 45-65 лет, после чего обязательно наступит потепление, но уже лишь в начале XXII века (рис. 7).

Далекое прошлое земного климата

В пробах льда из скважин Гренландии и Антарктиды (вблизи станции «Восток») глубиной более трех километров содержатся пузырьки воздуха тех эпох, когда откладывался снег. В них современными методами с высокой точностью установлены содержание углекислого газа, кислорода и прочих компонентов реликтовой атмосферы, а также температура, при которой выпадал снег. Выяснилось, что значительные повышения концентрации углекислого газа в атмосфере и глобальные потепления климата происходили циклически, когда еще никакого индустриального воздействия на природу не было и в помине. Было также установлено, что периодические весьма значительные повышения содержания углекислого газа в атмосфере на протяжении 420 тыс. лет никогда не предшествовали потеплению, а, наоборот, всегда следовали за ростом температуры с отставанием в
200-800 лет, то есть были его следствием (рис. 8). А концентрация углекислого газа в атмосфере в ледниковых периодах истории Земли всегда была примерно в два раза ниже, чем в настоящее время.

Повышение концентрации парниковых газов — не причина глобального потепления, а, напротив, естественное следствие роста температуры. Оно происходит с запаздыванием на время, необходимое для прогрева Мирового океана и таяния айсбергов (200-800 лет). Океан служит основным хранилищем углекислоты, а поскольку растворимость газа в воде уменьшается с ростом температуры, прогрев океана приводит к выбросу в атмосферу больших ее объемов. Еще один источник поступления СО2 в атмосферу несколько лет назад обнаружили ученые Дальневосточного отделения РАН: это огромное количество водорослей, вмороженных в айсберги, дрейфующие в Арктике и у берегов Антарктиды. Попадая в теплую воду после таяния льда, они гниют, выделяя углекислый газ. Следовательно, широко распространенная точка зрения об определяющей роли промышленной деятельности человека в глобальном потеплении климата сложилась в результате подмены следствия причиной.

Таким образом, наблюдаемое глобальное потепление климата Земли обусловлено вовсе не антропогенными выбросами «парниковых» газов, а в первую очередь необычайно высокой интенсивностью солнечного излучения, сохранявшейся практически весь прошлый век. Грядущее понижение глобальной температуры произойдет даже в случае, если антропогенный выброс углекислого газа в атмосферу дорастет до рекордного уровня

Другие материалы рубрики


  • 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


  • Однако сторонники потоков воды провели всестороннее исследование гипотезы о жидкой углекислоте и других средах. Были детально рассмотрены практически все ее аспекты и сделаны убедительные выводы. Например, в аккуратной работе Стьюарта и Ниммо, вышедшей в 2002 году, результаты сформулированы следующим образом: «Мы нашли, что ни конденсированный CO2, ни клатраты CO2 не могут быть накоплены в коре Марса в достаточных количествах... Таким образом, мы заключаем, что овраги не могут быть образованы жидким CO2. В свете этих результатов потоки жидкой воды остаются предпочтительным механизмом формирования свежих протоков на поверхности».


  • 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


  • ...Итак, согласно полученным результатам, в конце первой секунды температура достигла 1010 К — это слишком много для того, чтобы могли существовать сложные ядра. Все пространство Вселенной было тогда заполнено хаотически движущимися протонами и нейтронами, вперемешку с электронами, нейтрино и фотонами (тепловым излучением). Ранняя Вселенная расширялась чрезвычайно быстро, так что по прошествии минуты температура упала до 108 К, а спустя еще несколько минут — ниже уровня, при котором возможны ядерные реакции...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • 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.



  • 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.


  • 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 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


  • 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


  • 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.