Ю. Колесник - Современное состояние биосферы и экологическая политика

Солнце влияет на планетарные процессы и биоту посредством гравитационных, энергетических и информационных воздействий. Его энергетическая роль в природных явлениях Земли и их изменениях, включая саму жизнь, изучена достаточно полно.

Например, солнечная радиация является основным источником энергии почти для всех природных процессов, происходящих в атмосфере, гидросфере, литосфере и биосфере нашей планеты. Особенно велика роль фотосинтетической активной радиации (ФАР) в жизнедеятельности растений, которая, в конечном итоге, определяет будущий их урожай. Кроме энергетической, велика роль звезды как физического фактора, способствующего формированию приливных явлений на Земле.

Гравитационный эффект выражается в огромной массе светила, способной «дисциплинировать» движение 9 планет на своих орбитах.

Роль солнечной активности в динамике земных процессов детально исследована многими учеными

Основной вывод, вытекающий из результатов исследований, заключается в том, что в любых физических явлениях солнечная активность может играть роль внешнего генератора возмущений, выводящих их из устойчивого состояния. Например, с ростом солнечной активности происходит усиление потока вод на север в Фареро-Шетландском проливе (Максимов и др., 1970, с. 128). В Тихоокеанском регионе обнаружено влияние солнечной активности на режим Куросио. Характерно, что когда происходит спад солнечной активности, ось Куросио проходит вблизи южных берегов о. Хонсю и меандр почти не наблюдается, как это было в периоды 1955–1957 и 1967–1968 гг. (Покудов, 1978, с 149–156).

Предполагается, что солнечная активность определяет изменение погоды в среднем на 10–20 % (Багров и др., 1985, с. 52–53). И все же, несмотря на предпринятые многочисленные исследования, посвященные выяснению механизмов влияния солнечной активности на погоду и климат, до настоящего времени не дан надежный ответ на вопрос: зависят ли погода и климат от солнечной активности? (Бялко, 1989, с. 238). Аргументация же большинства авторов в пользу сильной зависимости биосферы от уровня солнечной активности и вариаций земного магнитного поля пока, увы, не всегда выдерживает строгую критику (Бялко, 1983, с. 44). Ахиллесовой пятой в исследованиях влияния солнечной активности на погоду и климат остается до сих пор нерешенный вопрос о физическом механизме такого влияния (Лосев, 1985, с. 108).

Несмотря на противоречивость многих данных о влиянии солнечной активности на земные процессы, многие исследователи считают, что солнечная активность является основным генератором изменений многих природных и биосферных процессов на Земле. Современные публикации однозначно свидетельствуют об этом (Владимирский, 1997, с. 27; Чистяков, 1997, с. 8–137; Дергачев, 1998, с. 58–71; Friis-Christensen, Lassen, 1991, p. 698–700).

Вопрос влияния солнечной активности на земные процессы, в том числе и биоту, настолько стал общепризнанным фактом, что практически ни у кого не возникает сомнения в истинности этого утверждения. И все же, анализ литературных источников свидетельствует о неоднозначном толковании многими авторами механизма солнечной активности.

Б. М. Владимирский (1997, с. 26) считает, что «эффекты солнечной активности фиксируются в среде обитания, главным образом, в физических факторах, которые не учитываются в традиционной экологии. И еще, важнейшим фактором – посредником в солнечно-биосферных связях являются электромагнитные поля, в частности низких и сверхнизких частот. Это наиболее общий, универсальный посредник между активными процессами на Солнце и откликом на них в биосфере».

Анализируя причины несогласованности между числами Вольфа и некоторыми природными аномалиями, В. Ф. Чистяков (1997, с. 114) считает, что «неуверенность в выводах о причинах аномалии, скорее всего говорит о том, что связь аномалии погоды и явлений на Солнце в 1972 г. не фиксируется числами Вольфа».

По мнению В. А. Дергачева (1998, с. 58–71), «не число пятен, а длина цикла может быть мерой связи солнечной активности и климата. Чем короче цикл, тем выше температура. И есть глубокий физический смысл этой связи, связанный с мощностью процессов на Солнце». Эти и другие примеры косвенно подтверждают предупреждение С. А. Монина о том, что признание связи между погодой и колебаниями солнечной активности отдалило бы сроки создания научных методов прогнозирования погоды, т. к. в этом случае появилась бы необходимость давать сначала прогноз солнечной активности (цит. по: Мирошниченко, 1980, с. 55).

На основании изучения данных по изменению чисел Вольфа, Кр (индекс геомагнитной возмущенности) и ПС (продолжительности земных суток) Б. А. Слепцов-Шевлевич (1998, с. 68–73) пришел к выводу, что многолетние вариации ПС подчиняются вековым циклам солнечной активности и Кр. Это значит, что изменения скорости вращения Земли также обусловлены этими процессами. Исследуя влияния ротационного режима планеты на колебания уровня Атлантического океана, автор делает следующее предположение: «стоячая вековая волна уровня присуща всему Мировому океану, поскольку генетическая, гелиогеофизическая природа ее возникновения носит глобальный характер и связана с ротационным режимом Земли, обусловленным изменениями солнечной активности и геомагнитного поля».

К сожалению, и эти исследования не проливают свет на основной вопрос, каков же механизм воздействия солнечной активности на колебания уровня Мирового океана, а также другие природные явления. В последние годы был установлен важный факт (Чистяков, 1997(а), с. 41–42), что Солнцу присущи периодические изменения его радиуса (R) и солнечной постоянной (5с), которые увеличиваются в годы максимумов 11-летних циклов чисел Вольфа, солнечная активность имеет дискретный характер. Она годами держится на высоком уровне, а иногда, наоборот, прекращается совсем – эпоха минимума Маундера (1645–1715).

Проанализировав 53-летние наблюдения величины солнечного диаметра и положения солнечных пятен в течение минимума Маундера, французские ученые (Рибс, Бартело, 1988, с. 101–102) пришли к выводу, что существуют два связанных между собой 11летних цикла – магнитный и конвективный, которые протекают синфазно. При спаде солнечной активности в минимуме Маундера крупномасштабная конвекция в верхних слоях Солнца подавлена сильными магнитными полями, возникающими благодаря механизму солнечного динамо, что приводит к аномально малому количеству пятен. Сокращение конвективного потока может привести к изменению солнечного диаметра и падению эффективной поверхностной температуры. Этого достаточно для уменьшения светимости Солнца. В то же время имеется еще вывод о том, что анализ исторических данных не вполне однозначен. Используя данные о солнечном затмении за 1715 г., некоторые авторы считают, что в пределах статистических ошибок диаметр Солнца не отличался от современного. Поэтому вопрос о поведении светила во время минимума Маундера остается открытым (Рибс, Бартело, 1988, с. 101–102).