Gerău și activitatea solară: firele cosmice ale vremii terestre

Introducere: căutarea legăturii în haosul climatic

Întrebarea despre influența activității solare asupra fenomenelor meteorologice, în special asupra severității gerurilor, este una dintre cele mai intrigante și controversate în climatologie și heliوفизică modernă. La nivel de viață de zi cu zi, se pot auzi adesea afirmații despre legătura dintre "focurile solare" și încălzirile anormale. Cu toate acestea, imaginea științifică este mult mai complexă: influența directă și clară a exploziilor solare sau a numărului de Wolf asupra temperaturii zilei viitoare este un mit. Este vorba despre corolari slabe, dar statistic semnificative, în cicluri pe termen lung și prin complexe lanțuri de procese atmosferice. Căutarea acestor legături este o poveste de detectiv cu mulți intermediari: magnetosfera, stratosfera, curentele oceanice.

Activitatea solară: indicatori principali

Indicatorii cheie ai activității Soarelui sunt:

Numărul de Wolf (W) — index care ia în considerare numărul de pete solare și grupurile acestora. Reflectă ciclul de 11 ani al activității solare.

Vântul solar — flux de particule încărcate (mai ales protoni și electroni), viteza și densitatea căruia variază.

Razele ultraviolete (UV) și razele X — cresc brusc în timpul exploziilor.

Razele cosmice galactice (RGC) — particule de înaltă energie din afara Sistemului Solar. Fluxul acestora este anti-corelat cu activitatea solară: în anii de maxim al Soarelui, câmpul magnetic și vântul solar îl protejează mai bine pe Pământ de RGC.

Mecanisme hipotetice de influență asupra vremii și climă

Nu există un încălzire directă a atmosferei de la exploziile solare (energia este neglijabilă în comparație cu fluxul general de radiație solară). Oamenii de știință iau în considerare câteva canale intermediare:

Influența prin schimbarea fluxului general de UV: În perioadele de activitate solară ridicată, radiația UV poate crește cu 6-8%. Acest lucru duce la încălzire suplimentară și la modificarea circulației în stratosferă (strat situat la înălțimea de 10-50 km). Vânturile stratosferice, la rândul lor, pot «proiecta» în jos, influențând unde troposferice (de exemplu, oscilația arctică — AO) și distribuția presiunii atmosferice. Schimbarea AO în faza negativă favorizează ieșirea aerului arctic rece în latitudini medii, ceea ce poate duce la geruri severe în Europa, America de Nord și Asia.

Ipoteza despre legătura prin razele cosmice galactice (RGC) și nori (Teoria Svendsen): Acesta este cel mai controversat, dar și cel mai intens studiat mecanism. Omul de știință danez Henrik Svendsen a presupus că RGC, ajungând la straturile inferioare ale atmosferei, pot servi ca centre de condensare, favorizând formarea norilor de joasă înaltime. Mai multe RGC (în minimul Soarelui) -> mai multe nori de joasă înaltime -> un albedo mai mare (reflecția luminii solare) -> răcire la suprafață. Cu toate acestea, în comunitatea științifică nu există consens privind importanța acestui efect pentru climă, iar multe studii nu găsesc dovezi convingătoare ale unei legături puternice.

Influența asupra intensității undelor planetare și a anticyclonilor blocați: Unele lucrări (de exemplu, ale fizicianului heliografic rus I.Y. Vitinsky) au indicat o legătură statistică între ciclurile solare și intensificarea proceselor meridionale în atmosferă. Acest lucru poate duce la formarea anticyclonilor blocați permanenți iarna, care «traptă» aerul rece continental, cauzând geruri prelungite (de exemplu, iarna anormal de rece din 1978-79 în America de Nord).

Cum spune statistica și paleoclimatologia?

Analiza datelor instrumentale din ultimele 100-150 de ani nu identifică o corolare simplă și puternică. Iernile în anii de maxim solar și minim solar pot fi atât de călduroase, cât și de reci.

Testimoniile indirecte: Există studii care arată că în minimurile activității solare (de exemplu, în perioada minimului profund Dalton la începutul secolului al XIX-lea, care a coincis cu «perioada de îngheț mic») crește semnificativ probabilitatea iernilor de extremă înghețare în Eurasia. Cu toate acestea, este doar o creștere mică a probabilității, nu o garanție.

Minimul Maundر (1645-1715): Perioada de activitate solară extrem de scăzută (aproape lipsa completă de pete) a coincis cu cea mai rece fază a perioadei de îngheț mic în Europa. Acesta este cel mai convingător argument istoric în favoarea influenței climatice pe termen lung. Cu toate acestea, evaluările moderne arată că scăderea directă a radiației solare a fost mică (aproximativ 0,1%), iar alte factori (activitatea vulcanică, variabilitatea internă a climă) au jucat probabil un rol.

De ce nu se poate prevedea gerul prin explozia solară?

Inerția sistemului climatic: Principala «dirijoră» a vremii de sezon în latitudinile medii este inerția oceanului termic și starea stratului de zăpadă și gheață. Influința acestora este cu mai multe ordine de magnitude mai puternică decât semnalele slabe ale Soarelui.

Shumul circulației atmosferice: Atmosfera este un sistem haotic, în care efectul «fluturelui» este uriaș. A separa semnalul slab de influența solară pe fondul oscilațiilor interne puternice (El Niño, oscilația nord-atlantică) este extrem de dificil.

Lag temporal și nelocalitate: Chiar dacă există o legătură, aceasta se manifestă nu instantaneu, ci cu întârzieri de la săptămâni la luni și nu local, ci în schimbarea modelelor globale de circulație.

Fapte interesante și exemple

Geruri record la activitate solară ridicată: Unul dintre cele mai severe geruri de iarnă din Europa de Est în secolul XX a avut loc în ianuarie 1940 (sub Moscova sub -40°C), când Soarele se apropia de maximul 17-lea ciclu. Acesta este un exemplu clar al lipsei unei legături inverse.

«Efectul crestei» deasupra Rusiei: Cercetătorii ruși (G.V. Kuznetsova și alții) observă că în minimurile activității solare iarna se formează mai des un anticyclon stabil deasupra Siberiei, ceea ce poate duce într-adevăr la vremuri mai reci și mai puțin zăpezite în regiunile centrale ale Rusiei, dar mai calde în Europa.

Experimentul CLOUD la CERN: Un grup internațional de fizicieni la Large Hadron Collider conductă experimente pentru modelarea influenței razele cosmice asupra formării aerosolilor în atmosferă. Datele preliminare confirmă că RGC pot intensifica formarea particulelor, dar contribuția lor la numărul total de nuclei de condensare a norilor, conform estimărilor recente, nu depășește 10-20%.

Ciclurile solare și debitele râurilor: O legătură mai clară se observă nu cu temperatura, ci cu ciclul hidrologic. Există corolari statistic semnificative între ciclul de 22 ani al lui Hille (dublu 11-ani) și nivelul precipitațiilor/debitului râurilor mari (Volga, Nil), ceea ce poate influența indirect climă regională.

Concluzie

Influența activității solare asupra severității gerurilor nu este un termostat simplu, care se poate porni sau opri. Este un modulator slab al sistemului climatic complex, influența căruia poate apărea doar ca o ușoară modificare a probabilității anumitor scenarii de circulație atmosferică în cicluri pe termen lung.

Ordinul direct al Soarelui: «Mâine va fi -30°C» este imposibil. Cu toate acestea, în perspectivă pe termen lung (decenii, secole) minimurile profunde și prelungite ale activității solare, se pare, favorizează intensificarea proceselor meridionale și creșterea riscului de geruri severe ierna în anumite regiuni, dar doar în combinație cu alți factori. Încercările de a utiliza datele solare pentru prognoza pe termen scurt sunt fără perspectivă. Principalele factori de declanșare ale vremii de iarnă rămân starea Arcticii, oscilațiile oceanice și fluctuațiile interne puternice, dar accidentale ale atmosferei. În acest fel, legătura «ger - activitate solară» există, dar este atât de subtilă și indirectă, încât urmele acesteia trebuie căutate în modele statistice complexe și arhive paleoclimatice, nu în calendarul exploziilor solare.
© library.md

Постоянный адрес данной публикации: