Чем выше активность солнца, тем более интенсивному излучению подвергается наша планета, и тем сильнее она прогревается. На основе этой взаимосвязи разработаны все компьютерные модели для расчета и прогнозирования изменений климата.
И вот теперь это логичное построение дало трещину: анализ данных, собранных одним из исследовательских спутников американского космического агентства NASA, показал, что в период минимальной активности Солнца интенсивность его излучения (по крайней мере, в диапазоне видимого света) существенно возросла. Статья об этом опубликована в авторитетном научном журнале Nature.
Правда, представляя эти парадоксальные данные на специально созванной пресс-конференции, профессор лондонского Имперского колледжа Джоанна Хейг (Joanna Haigh), заведующая кафедрой физики атмосферы Земли, сразу же оговорилась: «Речь идет только о данных измерений, выполненных на протяжении трехлетнего периода снижения солнечной активности — с 2004 по 2007 годы. Касается ли выявленная нами закономерность других стадий данного солнечного цикла, а уж тем более — изменения солнечной активности в течение еще более длительного времени, — мы сказать не можем».
Но и того, что было представлено, вполне хватило, чтобы повергнуть экспертов в изумление, пишет Deutsche Welle. Получается, что с 2004 по 2007 годы общее количество излучаемой Солнцем энергии во всем диапазоне частот неуклонно снижалось, а излучение в диапазоне видимого света, разогревающее нижние слои атмосферы Земли, так называемую тропосферу, столь же неуклонно нарастало. Как такое возможно? Профессор Хейг и ее коллеги обнаружили, что за наблюдаемый период времени частотный спектр солнечного излучения претерпел значительные изменения: «До сих пор мы располагали лишь данными об излучении в ультрафиолетовой части спектра и об интегральной энергоотдаче Солнца во всем диапазоне частот, — поясняет исследовательница. — Теперь же мы получили дифференцированные данные о солнечном излучении в разных участках спектра, включая видимый свет и инфракрасный диапазон».
Это позволило ученым обнаружить сразу два неожиданных феномена. Оказалось, во-первых, что с 2004 по 2007 годы интенсивность ультрафиолетового излучения уменьшилась в 6 раз сильнее, чем предсказывали модельные расчеты, а во-вторых, что хотя суммарная энергоотдача Солнца в этот период снижалась, интенсивность излучения в диапазоне видимого света возрастала.
Резкое уменьшение интенсивности излучения в ультрафиолетовом диапазоне прямого воздействия на земной климат не оказало, поскольку ультрафиолетовое излучение, особенно жесткое, почти полностью задерживается в верхних слоях атмосферы, где участвует в фотохимических реакциях образования озона. А вот увеличение интенсивности видимого света способствуют потеплению климата.
Но чем же вызваны столь значительные сдвиги в частотном спектре Солнца? На этот вопрос попытался ответить также присутствовавший на лондонской пресс-конференции, хотя и не входящий в коллектив авторов британский метеоролог Майкл Локвуд (Michael Lockwood), профессор университета в Рединге, эксперт в области физики космоса: «Излучение с различными длинами волн испускается нижними слоями солнечной атмосферы, имеющими различную температуру. То есть изменение температуры какого-то участка поверхности Солнца влечет за собой и изменение частоты испускаемого этим участком излучения. Так что сам по себе феномен вполне объясним, хотя масштаб этого явления действительно озадачивает: нам такого еще наблюдать не доводилось».
Теперь перед исследователями встает целый ряд непростых вопросов. Прежде всего, не нужно ли в свете новых данных пересмотреть прежние представления о влиянии солнечной активности на земной климат? Если в период минимальной активности Солнца его влияние на земной климат растет, то верен ли обратный вывод, что в период увеличения активности Солнца его влияние на земной климат снижается. Значит ли все это, что всем современным компьютерным моделям для расчета климата — грош цена? Профессор Локвуд предостерегает от скоропалительных выводов, рассчитанных лишь на дешевую сенсацию: «Пока у нас нет ни малейших оснований менять устоявшиеся представления о влиянии Солнца на климат Земли. Нынешний цикл солнечной активности был во многих отношениях необычным, ее минимум оказался самым низким за последние 110 лет. Так что открытие Джоанны Хейг и ее коллег может оказаться отражением флуктуации, явления, совершенно нетипичного и свойственного лишь данному конкретному циклу с его необычным минимумом активности».
Значит, ясность внесут лишь дальнейшие наблюдения и измерения. А поскольку один цикл солнечной активности длится в среднем 11 лет, в поиске ответов на перечисленные вопросы исследователям придется набраться терпения.
Солнечная активность. Активная область на Солнце – (АО) – это совокупность изменяющихся структурных образований в некоторой ограниченной области солнечной атмосферы, связанная с усилением в ней магнитного поля от значений 10–20 до нескольких (4–5) тысяч эрстед. В видимом свете наиболее заметным структурным образованием активной области являются темные, резко очерченные солнечные пятна, часто образующие целые группы.
Обычно среди множества более или менее мелких пятен выделяются два крупных, образующих биполярную группу пятен с противоположной полярностью магнитного поля в них. Отдельные пятна и вся группа обычно окружены яркими ажурными, похожими на сетку структурами – факелами. Здесь магнитные поля достигают значений в десятки эрстед. В белом свете факелы лучше всего заметны на краю солнечного диска, однако, в сильных спектральных линиях (особенно водорода, ионизованного кальция и др. элементов), а также в далекой ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра, они значительно ярче и занимают большую площадь.
Протяженности активной области достигают нескольких сотен тысяч километров, а время жизни – от нескольких дней до нескольких месяцев. Как правило, их можно наблюдать практически во всех диапазонах солнечного электромагнитного спектра от рентгеновских, ультрафиолетовых и видимых лучей до инфракрасных и радио волн. На краю солнечного диска, когда активная область видна сбоку, над нею, в солнечной короне в эмиссионных линиях часто наблюдаются протуберанцы – огромные плазменные «облака» причудливых форм. Время от времени в активной области происходят внезапные взрывы плазмы – солнечные вспышки.
Эти вспышки порождают мощное ионизующее излучение (в основном, рентгеновское) и проникающее излучение (энергичные элементарные частицы, электроны и протоны). Высокоскоростные корпускулярные плазменные потоки изменяют структуру солнечной короны. Когда Земля попадает в такой поток, деформируется ее магнитосфера и возникает магнитная буря. Ионизующее излучение сильно влияет на условия в верхних слоях атмосферы и создает возмущения в ионосфере. Возможны влияния и на многие другие физические явления
