Почему в Европе скоро будет холодно?

Группа ученых при участии Елены Поповой из НИИ ядерной физики МГУ восстановила солнечную активность за последние тысячи лет и сделала своей прогноз до 3200 года.

Несмотря на то, что мировые политики обсуждают в Париже на саммите ООН по изменению климата грядущее потепление, статья, опубликованная в престижном журнале Scientific Reports, говорит о том, что, на середину XXI столетия может прийтись существенное похолодание.

Какой климат ждет Россию и Европу через 15–20 лет? Придут ли погодные аномалии в ближайшие десятилетия? Будет ли в одних районах более суровая зима, а в других более жаркое лето? Всё зависит от того, насколько сильно на динамику климата повлияет возможное наступление минимума солнечной магнитной активности.

О том, как будет вести себя Солнце в будущих циклах, говорится в публикации, посвященной прогнозу и объяснению минимумов солнечной активности, которая была подготовлена при участии Елены Поповой из Научно-исследовательского института ядерной физики им. Д. В. Скобельцына Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова и опубликована в журнале Scientific Reports.

Ученые исследовали эволюцию магнитного поля Солнца и количества пятен на его поверхности. Амплитуда и пространственная конфигурация магнитного поля нашего светила меняются со временем. Каждые 11 лет количество пятен на Солнце резко уменьшается. Каждые девяносто лет это уменьшение (когда оно совпадет с 11-летним циклом) сокращает количество пятен примерно наполовину. А трехсот-четырехсот летние минимумы снижают их количество чуть ли не до нуля. 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. Изучая изменения в количестве пятен на Солнце, анализируя содержание таких изотопов, как углерод-14, бериллий-10 и др. в ледниках и деревьях, исследователи пришли к выводу, что солнечная магнитная активность имеет циклическую структуру.

Ученые восстановили солнечную активность с древности (начиная с 1200-го года н. э.) и спрогнозировали ее до 3200 года. Оказалось, что активность Солнца резко снижается примерно каждые 350 лет. И ближайшее снижение солнечной активности начинается в наши дни.

Повлияет ли это на погодные условия на Земле?

«Как показали исследования, за последние 400 000 лет было 5 глобальных потеплений и 4 ледниковых периода. Что их вызвало? На сколько сильно солнечная активность может повлиять на изменение погоды и климата? Этот вопрос до сих пор окончательно не решен и представляет крайне актуальную и интересную задачу для различных исследователей всего мира. Существует ряд теорий, которые предполагают самую разную степень влияния солнечной активности на погоду и климат. Кроме солнечной активности, климатологи приводят и другие факторы, которые могут влиять на динамику климатической системы Земли. Такая система представляет собой очень сложную нелинейную систему, значительную помощь в исследовании которой может принести дальнейшее использование численного моделирования и анализ палеоданных, — говорит Елена Попова. — Если в ближайшем времени наступит минимум солнечной активности, то это даст возможность увидеть, что произойдет с динамикой климата и проверить существующие теории о влиянии солнечной активности.

Собственно, даже если исходить из простых знаний о цикличности Солнца, то можно отметить, что уже подходит время для столетнего минимума — предыдущий был в начале XX века. Конечно же, придется учитывать влияние и других факторов на процессы в атмосфере, однако, сложные задачи всегда интриговали ученых».

Дополнительные сведения об исследовании:

Исследователи проанализировали три солнечных цикла активности с 1976 по 2009 годы, применив так называемый «анализ главных компонент», который позволяет в наблюдательных данных выявить волны магнитного поля Солнца с самым большим вкладом. 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.

Используя эмпирически найденные две волны магнитного поля, Елена Попова выдвинула гипотезу, что минимумы солнечной магнитной активности могут быть вызваны процессом биений двух волн магнитного поля. Каждая из волн генерируется на разной глубине в недрах Солнца и эти волны имеют близкие частоты. В результате всплытия магнитного поля на поверхность эти волны взаимодействуют и в результате возникают биения амплитуды результирующего магнитного поля. Это и приводит к периодическому значительному спаду амплитуды магнитного поля на протяжении нескольких десятилетий. Сравнение результатов этой модели проводилось как с массивом наблюдаемых данных для магнитных полей за циклы 21–23, так и с наблюдаемыми данными солнечной активности в 1000-летнем масштабе.

На этих масштабах модельные расчеты Поповой оказались очень близки к характеристикам солнечной магнитной активности.