Ю. Колесник - Современное состояние биосферы и экологическая политика

Велика роль звезды в формировании короткопериодных и, особенно, долгопериодных приливов, которые вместе с приливной силой Луны обуславливают ритмические пульсации океанических течений. Возникает вопрос, а являются ли планеты солнечной системы пассивными телами, «слепо» следующими за движением светила, или они также способны повлиять на его активность, а значит и на характер солнечно-земных связей? Совместное влияние планет на движение центра Солнца относительно центра масс Солнечной системы (Дружинин и др., 1974, с. 45–46; Мирошниченко, 1980, с. 43; Панкратов и др., 1996, с. 7–38; и др.) способно изменить его траекторию. Точнее, в результате их совместного притяжения центр Солнца периодически смещается относительно центра масс всей Солнечной системы на значительную величину. Хорошо проиллюстрирована траектория смещения центра Солнца, вызванная воздействием планет, в работе А. А. Токовинина (1986, с. 39–44). Как следует из приводимого автором рисунка, с 1980 по 2080 г. будут 17 раз иметь место смещения Солнца относительно центра масс. Ясно, что при своем движении Солнце развивает значительную кинетическую и потенциальную в точке максимального смещения энергию и, по-видимому, данный феномен в движении Солнца не может пройти бесследно для всей Солнечной системы, да и самой звезды. Это следует из анализа литературных источников, посвященных выяснению последствий солнечно-планетных взаимодействий (Панкратов и др., 1996, с. 738; и др.).

Предполагается (Мирошниченко, 1980, с. 43–45; Колесник, 2002, с. 1275–1282; и др.), что имеются два физических механизма, благодаря которым соединения планет могут отразиться на течении геофизических процессов.

Первый механизм связан с гравитационным воздействием планет на Солнце, второй – с воздействием планет на сверхзвуковой поток солнечного ветра и другие его энергетические характеристики.

Например, сближения планет (особенно парные) совершаются достаточно регулярно, и в настоящее время выделены следующие периоды из их взаимного расположения – 2; 3–4; 5–6; 7,8; 11,6; 12,6; 15,0; 17,0; 33 года и более. Нетрудно заметить, что искомые периоды обнаруживаются в колебаниях многих природных явлений и в компонентах биосферы. Действительно, биосистемы прошли свою эволюцию вместе с эволюцией всей планетной системы и по существу являются неотделимыми от нее. Уже этого факта достаточно для обоснования важной роли планет в формировании активных процессов на Солнце.

Еще более осложняет картину солнечно-земных взаимодействий многолетний лунный прилив, который приводит к формированию малых по скорости «астрономических течений». Вместе с тем, эти течения нельзя отождествлять с постоянными океаническими потоками, типа Гольфстрим и др. Появление их обусловлено существованием глобальной стоячей волны многолетнего лунного прилива, которая неизбежно приводит к представлению о наличии в области ее узлов соответствующих астрономических течений (Максимов и др., 1970, с. 84).

Кроме космических объектов, имеются и другие факторы, способные проявить себя в колебаниях атмосферной и океанической циркуляции, а также динамике биологических систем. Акцентируем внимание на тех, физический механизм которых прослеживается особенно четко: околополюсный прилив, изменение скорости вращения планеты и др.

Еще Эйлером было показано, что сжатие Земли является причиной возникновения колебаний мгновенной оси ее вращения (Максимов и др., 1970, с. 138–139) – нутации. Следствием данного феномена является изменение уровня Мирового океана, порождающего «полюсный прилив». Этот вид прилива не имеет никакого отношения к действию приливообразующих сил Луны и Солнца. Явление «полюсного прилива» связано с небольшими, но глобальными изменениями океанических течений и циркуляции атмосферы. Периодические колебания полюсного прилива способны увеличить или уменьшить скорость течения Гольфстрим, по оценкам Н. А. Багрова с соавторами (1985, с. 60–61), на 10–15 см/с, что по сравнению с эталонной, т. е. 100 см/с, представляет ощутимую величину.

Данный фактор способен вызвать значительные аномалии в изменении траекторий движения атмосферных струй (Рудяев, 1984, с. 120–126) и океанических течений, обуславливая их периодические, долгопериодные колебания.

Аналогичное (как и полюсный прилив) воздействие на атмосферно-океаническую циркуляцию оказывают вариации ротационного режима планеты. Согласно оценкам (Сидоренков, Свиренко, 1983, с. 20–24; 1991, с. 93–100; и др.), с l955 по 1972 гг. регистрировалось замедление скорости вращения Земли, достигшее к 1972 г. своего минимального значения, когда длительность суток увеличилась на 0,0025 сек. (Рябов, 1977, с. 161–162; и др.). В это же время повторяемость форм западной циркуляции (Ж-западная форма) уменьшилась, но возросло количество периодов с устойчивой формой меридиональной циркуляции, т. е. форм Е и С (Николаев, Колтанов, 1983, с. 14–18).

Долгопериодные изменения скорости вращения Земли приводят к перераспределению воздушных и водных масс Мирового океана от экваториальных областей к полярным, формируя в последнем случае области повышенного давления (Рудяев, 1984, с. 120–126). Явление смещения дополнительных масс воздуха и воды к высоким широтам способно углубить замедление вращения планеты

Изменения скорости вращения Земли приводят к периодическим сменам форм атмосферной циркуляции, что подтверждается и лабораторными экспериментами. Так, при увеличении угловой скорости сосуда до некоторой критической величины движение водной массы в нем нарушается и заменяется квазигоризонтальным движением, напоминающим режим Россби в умеренных широтах, т. е. меридиональная форма движения переходит в зональную (Витвицкий, 1980, с. 66–67).

Изменение ротационного режима Земли и порождаемые этим явлением периодические смены форм атмосферной циркуляции не проходят для многих природных явлений бесследно.

Следует отметить, что в период замедления вращения Земли (СВЗ) с 1955 по 1972 гг. активизируется циклоническая деятельность. Примером служат факты роста числа тайфунов, смещающихся в Тихий океан: от 19 случаев в 1959 г. до 39 в 1970 г. (Третьякова, 1975, с. 39–65). В Японии преобладало число случаев с необычно низкими среднемесячными значениями температур и осадков (Борисенко, 1982, с. 32–37). Однако для этого процесса не четко прослеживается механизм, вызывающий долгопериодные изменения СВЗ.

Приведем один из возможных сценариев

Как отмечалось выше, не до конца выяснен физический механизм, обусловливающий 18-летние (и более) колебания СВЗ. Имеются достоверно установленные факты, которые нельзя игнорировать, а именно: склонение Луны, равное в среднем 23 27' не остается постоянным, а изменяется от 28 35' до 18 19' (и обратно) в течение 18 лет с лишним (Максимов и др., 1970, с. 82–83). Аналогичный период обнаружен в колебании (нутация) земной оси фактора, оказывающего прямое влияние на нарушение ротационного режима планеты. Общепризнанно, что сезонные и короткопериодные колебания СВЗ возникают за счет воздействия особенностей атмосферной циркуляции (Сидоренков, 2004, с. 5–20), перераспределения масс воды (Куликов, 1985, с. 140–143) и т. д. Если считать нашу планету замкнутой системой, то полный момент ее импульса должен оставаться постоянным. Поэтому объяснить многолетние колебания СВЗ за счет влияния внутренних сил не представляется возможным. Согласно данным Н. С. Сидоренкова, «эти противоречия устраняются, если предположить, что существует третья причина, которая одновременно влияет и на процессы в земном ядре, и на процессы в климатической системе. Такой причиной может быть гравитационное взаимодействие Земли с Луной, Солнцем и планетами. В частности, как показал Ю. В. Баркин, притяжение Луной, Солнцем и планетами несферичных, неоднородных оболочек Земли, занимающих эксцентричные положения, приводит к относительным смещениям и колебаниям их центров масс, к вынужденным перемещениям масс. Весь комплекс возникающих при этом в земных оболочках явлений можно назвать для краткости обобщенными приливами» (2004, с. 5–20).