Солнце. Изменчивость солнечного излучения и климат Земли, страница 4

Когда ученые столкнулись с проблемой изменения климата, первое, что пришло на ум, было связать вариации климата с изменчивостью Солнца. Ведь уже в XIX-м веке было известно, что некоторые звезды меняют свою яркость со временем. Естественно возникал вопрос, если другие звезды, подобные Солнцу, меняются, то почему не должно меняться само Солнце? Второй вопрос непосредственно касался климата: какие конкретно изменения солнечного излучения и каким образом могли повлиять на климат Земли?

Основное внимание в течение длительного времени обращалось на 11-летний цикл числа солнечных пятен. Известно, что на больших высотах изменчивая солнечная активность оказывает заметное влияние на плотность воздуха. Так, на высоте 150 км изменение активности Солнца приводит к вариациям плотности на уровне 10-20 %, в то время как на высоте 400 км плотность изменяется уже в несколько раз. При этом следует правда помнить, что изменение активности Солнца не самый главный фактор, влияющий на плотность атмосферы на больших высотах. Имеются и другие. Но при обсуждении связи солнечной активности и климата нужно было искать изменения, обусловленные солнечным циклом, непосредственно на поверхности Земли. Американский астроном Дуглас (A.E. Douglass) в начале ХХ века объявил о наличии существенной корреляции между солнечным циклом и годовыми кольцами на стволах деревьев. Ему удалось продлить найденную корреляцию в прошлые века, изучая бревна из старых строений, а также секвойи – деревья-долгожители. Отмечая, что кольца в засушливые  годы имеют меньшую толщину, он заявил о влиянии солнечных флуктуаций на климат. В частности, при изучении древесных колец легко выделялся период в ХVII веке продолжительного минимума солнечной активности. Однако предложенная Дугласом методика не могла считаться универсальной, поскольку толщина годовых колец определяется региональными особенностями климата (в первую очередь, влажностью), а влияние слабых солнечных изменений на региональные особенности климата может проявляться по-разному в разных областях земного шара.

В начале ХХ века Лэнгли (Samuel Pierpont Langley) предложил методику измерения солнечной постоянной (метод Лэнгли). Его последователь Аббот (Charles Greely Abbot ) разработал программу измерений интенсивности солнечного излучения, достигающего Земли, которая продолжалась несколько десятилетий. На основании многочисленных измерений Аббот объявил о нестабильности солнечной постоянной. Он обнаружил ее вариации, достигающие 1%. Конечно, такие вариации должны оказывать влияние на климат Земли!


Многие специалисты, однако, критически относились к сделанным выводам, поскольку заявленная изменчивость Солнца находилась на уровне погрешностей измерений. К тому же в то время (как, впрочем, и сейчас) не было выработано более-менее правдоподобной версии о механизме влияния изменчивости Солнца на климат. Наконец, было неясно, является ли величина отмеченной изменчивости солнечной постоянной, оцениваемой по наземным наблюдениям, результатом изменений, происходящих на Солнце? Может быть, более слабые изменения испускаемого Солнцем излучения вызывают изменение пропускания верхней атмосферы Земли и таким образом приводят к более значительным флуктуациям измеряемой с поверхности Земли солнечной постоянной?

В 1961 году Стуивер (Minze  Stuiver) обнаружил  вариации содержания радиоактивного изотопа С14 в кольцах древних деревьев. Этот изотоп образуется в атмосфере под воздействием космических лучей, проникающих в атмосферу из вселенной. Стуивер объяснил, как изменения магнитного поля Солнца должны влиять на поток космических лучей, достигающих Земли. Таким образом, было показано, что данный изотоп может быть использован для оценки солнечной активности.

В 1965 году Сьюис (H. Suess) занимался поиском корреляций между погодой и содержанием углерода-14 в надежде пролить свет на природу ледниковых периодов. Он обратил внимание на описанный в европейских исторических хрониках  «малый ледниковый период» в XV-XVIII веках. Оказалось, этому  времени соответствовало относительно большое содержание изотопа, что указывало на малую солнечную активность.