Материалы портала «Научная Россия»

Исследователь из МГУ показала, что Землю ждет глобальное похолодание

В 2030-40 годах ожидается приход сильных холодов, которые свирепствовали во времена "малого ледникового периода", заморозившего мир в XVII и начале XVIII веков. Об этом международная группа исследователей, в которую вошла старший научный сотрудник Научно-

В 2030-40 годах ожидается приход сильных холодов, которые свирепствовали во времена "малого ледникового периода", заморозившего мир в XVII и начале XVIII веков. Об этом международная группа исследователей, в которую вошла старший научный сотрудник Научно-исследовательского института ядерной физики и физического факультета МГУ, к.ф.-м.н., Елена Попова, сообщила в докладе на конференции Королевского астрономического общества в городе Лландидно (Уэльс). 

Фото 1. Изображение Солнца 15 июля 2015 года на длине волны 304 ангстрема, полученное миссией NASA Solar Dynamics Observations. Источник: NASA / SDOКак известно, Солнце имеет собственное магнитное поле, амплитуда и пространственная конфигурация которого меняется со временем. Образование и распад в солнечной атмосфере сильных магнитных полей приводит к тому, что со временем меняется волновое (электромагнитное) излучение Солнца, интенсивность потоков корпускул — частиц солнечного газа, находящегося в плазменном состоянии, и количество пятен на поверхности Солнца. Изучение изменения количества пятен на поверхности Солнца и анализ содержания углерода-14, бериллия-10 и других изотопов в ледниках и деревьях показал, что солнечная магнитная активность, связанная с появлением пятен, имеет циклическую структуру. 

Выделяют несколько циклов с различными периодами и свойствами. Самые известные из них это 11-летний, 90-летний и 300-400-летний. 11-летний цикл проявляется как циклическое уменьшение пятен на поверхности Солнца каждые 11 лет. 90-летняя вариация связана с периодическим уменьшением количества пятен в 11-летних циклах на 50-25%. 300-400-летние минимумы связаны с возникновением каждые 300-400 лет длительного (до нескольких десятков лет) интервала времени, в течении которого пятен очень мало. Самый известный минимум – это минимум Маундера, который длился примерно с 1645 по 1715 годы. За этот период наблюдалось около 50 солнечных пятен вместо обычных 40-50 тысяч. Анализ солнечного излучения показал, что его максимумы и минимумы почти совпадают с максимумами и минимумами в количестве пятен. 

Фото 2. Картина Абрахама Хондиуса "Замерзшая Темза", написанная им в 1677 году в разгар минимума Маундера. Источник: Museum of LondonУченые проанализировали три солнечных цикла активности с максимумами с 1982-го по 2002-й годы, применив так называемый «анализ главных компонент», который позволяет в наблюдательных данных выявить волны с самым большим вкладом. Такой метод можно сравнить с разложением белого света призмой на цвета радуги, или волны с разными частотами. В результате разработанной ими новой методики анализа было обнаружено, что магнитные волны на Солнце генерируются парами, и самая главная пара отвечает за изменения дипольного поля, которое наблюдается при изменении солнечной активности, и удалось получить аналитические формулы, описывающие эволюцию обеих волн. 

Фактически ученые получили формулу зависимости амплитуды волн и их фаз от времени. Затем эти формулы были использованы для предсказания активности в прошлом (от 1200 года) и будущем (до 3200 года). Оказалось, что теоретическая эволюция магнитного поля дала для прошедших эпох глобальные минимумы солнечной активности, совпадающие с наблюдаемыми. Кроме этого, предсказание магнитной активности в 24 цикле на основе этих формул дало 97% точность при сравнении с наблюдениями (т.е. с принципиальных компонент, которые они вывели с наблюдений). 

Но самым ошеломляющим результатом исследования стал прогноз на ближайшие десятилетия. С 2030-го по 2040-й годы, заявляют ученые, начнется резкий спад солнечной активности, сравнимый с так называемым минимумом Маундера в XVII веке. По словам Елены Поповой из МГУ, за этот период наблюдалось около 50 солнечных пятен вместо обычных 40-50 тысяч. Новый минимум Маундера приведет к похолоданию, возможно, очень сильному.

Фото 3. Один из авторов исследований с.н.с. НИИЯФ МГУ и физического факультета МГУ Елена Попова«Ряд исследований показал, – говорит Попова, которая разработала уникальную физико-математическую модель эволюции магнитной активности Солнца и с ее помощью получила закономерности возникновения глобальных минимумов солнечной активности и дала им физическую интерпретацию, – что минимум Маундера совпал по времени с наиболее холодной фазой глобального похолодания климата, которое было названо "малый ледниковый период". В Европе и Северной Америке были очень холодные зимы. Во времена минимума Маундера замерзала вода в русле рек Темзы и Дуная, Москва-река на каждые полгода покрывалась льдом, снег лежал на некоторых равнинах круглый год, Гренландия покрылась ледниками. Если существующие теории о влиянии солнечной активности на климат верны, то этот минимум приведет к значительному похолоданию, аналогичному тому, которое было во время минимума Маундера. Ввиду того, что наш будущий минимум продлится три солнечных цикла – примерно 30 лет, возможно понижение температуры не будет таким глубоким, как в минимуме Маундера. Но это надо будет изучить детальнее. Мы сейчас находимся в переписке с климатологами из разных стран. Мы планируем работать в этом направлении». 

Представления о том, что активность Солнца влияет на климат, появились давно. Известно, например, что изменение суммарной величины электромагнитного излучения только на 1% может повлечь за собой заметное изменение в распределении температуры и воздушных течений на Земле. Ультрафиолетовые лучи вызывают фотохимический эффект, который приводит к образованию озона на высотах 30—40 км. Поток ультрафиолетовых лучей резко увеличивается при хромосферных вспышках на Солнце. Озон, хорошо поглощающий солнечные лучи, нагревается, и это отражается на воздушных течениях в более низких слоях атмосферы, следовательно, и на погоде. Во время высокой активности Солнца периодически возникают мощные выбросы корпускул, которые могут достигать поверхности Земли. Они могут двигаться по сложным траекториям, вызывают полярные сияния, геомагнитные бури и нарушения радиосвязи. В нижних слоях атмосферы в результате увеличения потока частиц усиливаются воздушные течения меридионального направления: теплые течения с юга с еще большей энергией устремляются в высокие широты, а холодные течения, несущие арктический воздух, глубже проникают на юг.  Кроме того, солнечная активность влияет на интенсивность потоков галактических космических лучей. В минимуме активности потоки становятся интенсивнее, что тоже влияет на химические процессы в атмосфере Земли. 

В целом, как показало исследование дейтерия в Антарктике, за последние 400 000 лет было 5 глобальных потеплений и 4 ледниковых периода. После ледникового периода наступает усиленная вулканическая активность, что ведет к появлению парниковых газов. Растет магнитное поле Солнца, а значит, уменьшается поток космических лучей, то есть растет число облаков, что снова ведет к потеплению.  Далее идет обратный процесс – уменьшается магнитное поле Солнца, растет интенсивность потоков космических лучей, уменьшающих облака, атмосфера снова начинает остужаться. Этот процесс идет с некоторой задержкой. 

Об антропогенном влиянии на климат Попова отзывается осторожно. «Не существует строгого доказательства, – говорит она, – что глобальное потепление вызвано активностью человека. За последние 400 000 лет было 5 глобальных потеплений и 4 ледниковых периода, как показали исследования дейтерия в Антарктике. Человечество появилось примерно 60 000 лет назад. Однако даже если деятельность человека и влияет на климат, то можно сказать, что Солнце с новым минимумом дает человечеству дополнительное время, или второй шанс, чтобы человечество привело в порядок свои индустриальные выбросы и приготовилось к циклу 28, когда Солнце снова вернется к нормальному режиму активности».

 

глобальное похолодание изменение солнечной активности магнитная активность солнца малый ледниковый период мгу имени ломоносова минимум маундера ниияф мгу солнечные циклы активности физический факультет мгу

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий