Солнце, планеты, погода

В конце 70-х годов нынешнего столетия мировую печать обошло сенсационное сообщение. В 1982 г. нашу Землю будто бы ожидают большие неприятности и потрясения, так как все девять планет Солнечной системы выстроятся в одну линию от Солнца. Это явление назвали парадом планет. Это довольно редкое явление, возникающее один раз в 179 лет. Мир затих в ожидании неизвестного. Но конец света в 1982 г. так и не наступил. Такое расположение планет в 1982 г. более или менее точно совпало с годами максимальной солнечной активности. На самом деле максимум солнечной активности пришелся на 1980-1981 гг. В результате этого на Солнце наблюдались очень сильные солнечные бури - мощные вспышки, большие протуберанцы, сопровождающиеся активным выбросом вещества. Земным эхом этих событий явилось возмущение в магнитосфере Земли и в разных частях атмосферы. Резко активизировались магнитные бури, усилились полярные сияния, возросли потоки космических и солнечных лучей в разных частях спектра.

Следствием этих физических явлений явилось ухудшение самочувствия людей, а также нарушения в циркуляции воздушных потоков в нижних слоях атмосферы. Это повлекло за собой серьезные изменения в распределении атмосферных осадков и температур в приземных слоях воздуха. Такая солнечно-земная связь, приводящая к ухудшению погодных условий, вызывает неурожаи сельскохозяйственных культур.

Однако не такого поворота событий ожидали предсказатели и последователи явления парада планет. Они считали, что не только погодные изменения, которые должны быть очень интенсивными, но и возмущения в атмосфере, магнитосфере, в Мировом океане и даже в недрах Земли будут иметь катастрофические последствия. Предполагалось, что такие сильнейшие возмущения вызовут землетрясения, спровоцируют вулканические извержения, особенно в тех районах, где в настоящее время периодически происходят стихийные бедствия.

Но ничего страшного не произошло. Казалось, что вопрос исчерпан. И на этом можно было бы завершить рассуждения о влиянии парада планет на земные дела. Оказалось, что дело не такое простое. Приливная волна, создаваемая совокупным действием всех планет, слишком мала и, как считают геофизики, не может никак служить непосредственной причиной колебаний солнечной активности. На самом деле приливной эффект - не единственное проявление гравитационного воздействия планет на Солнце. Существуют очень тесные солнечно-земные связи. Наша Земля постоянно испытывает в любое время суток и сезоны года горячее дыхание Солнца. Она все время находится во власти магнитных полей и излучений, исходящих от Солнца.

Остановимся на степени воздействия солнечной активности на нашу планету, на ее атмосферу и биосферу. Активность Солнца с глубокой древности связывалась с солнечными пятнами, наиболее крупные из которых хорошо видны невооруженным глазом.

Существует 11-летний цикл солнечной активности. Он хорошо известен и проявляется в периодическом появлении большого количества крупных пятен на Солнце и усилении солнечной радиации. Каждый новый цикл отсчитывается с момента минимальной солнечной активности. В среднем продолжительность солнечного цикла действительно составляет около 11 лет, хотя па самом деле она колеблется от 7 до 15 лет. Величина солнечной активности характеризуется числами Вольфа, которые рассчитываются по следующей формуле: R = к(10g+f), где f - общее число пятен; g - общее число групп, обнаруженных за одно наблюдение; к - поправочный коэффициент, который определяется инструментом наблюдения. При минимальной солнечной активности число Вольфа R в течение многих лет подряд равно нулю. Числа 140, 100 и 70 считаются характеристиками соответственно высокой, средней и низкой солнечной активности.

Примечательная связь была замечена между числами Вольфа и величиной сельскохозяйственной продукции. Скажем даже больше. Цены на пшеницу на международном рынке в течение последних десятилетий колебались в соответствии с числами Вольфа. Оно и понятно, так как от величины солнечной активности зависят урожайность и качество сельскохозяйственной продукции.

Как выяснилось, солнечная активность воздействует на завихренность атмосферы. Это означает, что она связана с величиной площадей, занятых циклонами. Завихренность атмосферы связана с положением Земли в секторах межпланетного магнитного поля. Она начинает уменьшаться за двое суток до прохождения Землей границы между секторами с разным направлением магнитного поля и достигает минимальных значений вскоре после их прохождения. Имеются поля с отрицательно и положительно заряженными частицами. При входе Земли в сектор с отрицательно заряженными частицами в высокие широты проникает больше заряженных частиц, чем при входе в сектор с положительными зарядами. В результате их воздействия в атмосфере возникают процессы, приводящие к образованию циклонов.

В 1973 г. английский метеоролог Д. Уинстенли сделал вывод, что засухи в Сахельской области Африки и в некоторых районах Индии связаны с перемещением климатических зон, которые охватывают все северное полушарие. В этот момент происходит расширение околополюсных кольцевых потоков воздуха в южном направлении. Исходя из этого климат на широте Великобритании, допустим, становится суше, а на севере Африки и на Ближнем Востоке становится влажнее. В это время пустыни Северной Африки, Аравии и Индостана начинают сокращаться в размерах и пустынные области перемещаются в сторону экватора.

Аналогичная картина наблюдается и в Северной Америке. Центр засушливой зоны в районе Великих равнин США перемещается то к северу, то к югу, и попеременно то одни, то другие районы охватывает засуха. Американский метеоролог У. Робертс связывает периодическое наступление засухи в США с развитием циклов солнечных пятен. Он обратил внимание на то, что последние восемь сухих периодов повторялись с интервалами 20-23 года. Такая повторяемость, естественно, может быть связана с 22-летним, т. е. удвоенным, циклом солнечной активности, который, кстати, бывает более сильно выражен, чем 11-летний. Магнитные поля изменяются в два цикла солнечных пятен, и следовательно, в атмосфере Земли очень четко проявляется именно цикличность через каждые 22 года.

Если гипотеза о 22-летнем цикле проявления солнечной активности верна, то, по У. Робертсу, в 1974 или в 1975 г. на Среднем Западе США должен был наступить засушливый сезон. Прогноз ученого оказался верным. Влажная весна 1974 г. сменилась затяжным засушливым летом. Засуха нанесла большой ущерб сельскому хозяйству США, исчисляемый миллиардами долларов.

Причина развития засухи заключалась в господствующей системе ветров над Северной Америкой. Для того чтобы на землю изливалась влага, необходимо сочетание двух факторов. Надо, чтобы с подветренной стороны Скалистых гор в глубь континента с Мексиканского залива устремлялся поток влажного теплого воздуха. Необходимо также, чтобы эти потоки смешивались бы с холодным воздухом, идущим из Канады. Однако если будет дуть сильный западный ветер, то место смешивания двух потоков воздуха будет значительно восточнее. И тогда вместо теплого, желанного для фермеров дождя на восточное побережье страны обрушиваются сильнейшие ливневые дожди и ураганы.

Большое значение для нашей страны имеет прогноз засухи. Очень интересные результаты получила Т. В. Покровская. Она убедительно доказала, что за период времени с 1887 по 1965 г. засухи на европейской части Советского Союза случались в те годы, когда происходило восхождение ветви 11-летнего цикла. За 46 лет произошло 9 засух. Засухи в Казахстане возникали в годы нисходящей ветви цикла. За 33 года отмечено 9 засух. Двойные засухи, те которые происходили шесть раз за 79 лет, имевшие место в обоих районах одновременно, наблюдались при небольших межгодовых изменениях в ходе геомагнитных возмущений. Хотя для статистически достоверных выводов материала маловато, можно было видеть, что одиночные засухи хорошо увязываются с ходом геомагнитной активности.

Опираясь на полученные данные, Т. В. Покровская предсказала засуху на европейской части СССР в 1972 г. и засуху в Казахстане в 1974 г. И этот прогноз подтвердился.

Как будто бы простая задача стоит перед исследователем. Проанализировав частоту засух и степень их распределения на земном шаре в зависимости от фазы и интенсивности солнечной и геомагнитной активности, можно прогнозировать засушливые периоды практически во всех районах земного шара. Но, как оказалось, не все так просто. В одних районах эта зависимость проявляется по одному плану, а в другом - по-иному. Причина такой разнохарактерности заключается в тайнах атмосферной циркуляции. Аномалии атмосферной циркуляции очень и очень трудно прогнозировать.

Трудность прогноза погоды на основе гелиомагнитных возмущений вызвала определенное недоверие к такого рода работам. И многие метеорологи оказались правы, так как солнечная активность является не единственным фактором, определяющим многолетние изменения общей циркуляции атмосферы и климата. Но надо помнить, что на погоду и климат, кроме гелиометеорологических факторов, действуют и другие, в частности силы взаимодействия атмосферы, Мирового океана и литосферы.