Солнце. Изменчивость солнечного излучения и климат Земли, страница 5

Все разрозненные «концы» удалось соединить в 1976 году Эдди (Jonh Eddy) – малоизвестному американскому специалисту по солнечной физике. Потеряв постоянную работу  и располагая свободным временем, Эдди занялся ревизией исторических записей о наблюдениях солнечных пятен невооруженным глазом. И он случайно натолкнулся на статью английского астронома Маундера (E.W. Maunder, 1890), в которой  указывалось на важность для климатологии весьма тщательно документированных данных об исчезновении солнечных пятен в  XVI-XVII веках. Это соответствовало середине «малого ледникового периода». Именно с легкой руки Эдди прижилось выражение «маундеровский минимум» солнечных пятен. Будучи первоначально убежденным сторонником гипотезы о стабильности Солнца, Эдди пришел к противоположным выводам и на конкретных примерах показал корреляцию между солнечной активностью и климатом Земли. Возможный механизм влияния солнечной активности на климат, тем не менее, оставался неизвестным.

Развивая предложенную концепцию, Эдди обратил внимание на период низкой концентрации углерода-14 (а значит, высокой солнечной активности) в XI-XII веках. В средневековых летописях отмечается, что этот период был необычно теплым в Европе («средневековый климатический оптимум» по выражению Эдди). Мягкий климат в Северной Атлантике позволил средневековым викингам создать колонии в Гренландии, и эти колонии существовали до начала похолодания в XIII веке. Эдди утверждал, что поведение Солнца в современную эпоху отличается необычной стабильностью. Таким образом, можно заключить, что солнечная  изменчивость может быть ответственной за вариации климата, длящиеся сотни и тысячи лет. На самом деле, бесспорным является только вывод о связи между солнечной активностью и эффективностью производства углерода-14 в земной атмосфере. Что касается выводов о корреляции концентрации углерода-14 с температурами на поверхности Земли, то они менее убедительны, если не противоречивы.

Пора, наконец, обсудить возможные механизмы воздействия изменений числа солнечных пятен на климат. Наиболее прямой способ такого воздействия заключается в вариации солнечной постоянной. Оценить эффективность подобного механизма удалось только к концу XX века, когда была создана прецизионная спутниковая аппаратура для проведения наблюдений за вариациями солнечной постоянной. Было установлено, что солнечная постоянная при изменении числа солнечных пятен меняется не более, чем на 0.1%. Безусловно, это был триумф измерительной техники. Однако одного десятилетнего периода явно недостаточно, чтобы сделать обоснованные заключения о возможных долговременных изменениях климата. При этом очень трудно даже представить, как такие ничтожные вариации солнечной постоянной могут приводить к ощутимым климатическим изменениям? Оценки показывают, что для заметного влияния на глобальную температуру необходимы вариации на уровне хотя бы 0.5 %.

Другой механизм был предложен, когда было установлено слабое увеличение облачности в моменты возрастания потока космических лучей. Последний антикоррелирует с солнечной активностью. Действительно, солнечное магнитное поле ослабевает в периоды низкой активности, и это способствует проникновению в земную атмосферу большего числа космических лучей. Взаимодействуя с атмосферой, космические лучи производят не только углерод-14, но и значительное число ионов, которые, возможно, стимулируют процессы конденсации водяного пара.

Еще один из предложенных механизмов основывается на известном факте значительно большей изменчивости энергии солнечного ультрафиолетового излучения по сравнению с испускаемой энергией во всем спектральном диапазоне. Рост интенсивности ультрафиолетового излучения в периоды высокой солнечной активности может повлиять на стратосферный озон и, в конце концов, через посредство стратосферно-тропосферных связей – на климат.