ПРОФ. ЖАРКОВА: НОВЫЙ GSM ВЫЗОВЕТ ПОХОЛОДАНИЕ НА ЗЕМЛЕ

Источник на английском языке: Valentina Zharkova (2020) Modern Grand Solar Minimum will lead to terrestrial cooling, Temperature, 7:3, 217-222, DOI: 10.1080/23328940.2020.1796243 - https://doi.org/10.1080/23328940.2020.1796243

Профессор Валентина Жаркова:

"Новый Большой Солнечный Минимум вызовет похолодание на Земле

В этой редакционной статье я продемонстрирую с помощью недавно открытого показателя солнечной активности - магнитного поля, что Солнце вошло в Новый Большой солнечный минимум на 2020–2053 годы, подобный минимуму Маундера, что вызовет значительное ослабление солнечного магнитного поля и уменьшение активности Солнца и приведет к заметному понижению температур на Земле.

Солнце - главный источник энергии для всех планет солнечной системы. Эта энергия поступает на Землю в виде солнечного излучения с разными длинами волн, называемого общим солнечным облучением. Разные виды солнечного излучения вызывают нагревание верхних слоев атмосферы планеты и сложные процессы переноса солнечной энергии к поверхности планеты.

Для солнечной активности характерны циклические 11-летние изменения количества солнечных пятен на поверхности Солнца. Среднемесячное количество солнечных пятен используется за последние 150 лет в качестве показателя солнечной активности. Циклы активности Солнца объясняются действием механизма солнечного динамо внутри Солнца, генерирующего жгуты магнитных силовых линий на дне конвективной зоны Солнца.

Эти жгуты магнитных силовых линий выходят изнутри Солнца и появляются на его поверхности - фотосфере - в виде солнечных пятен, возникающих в тех местах, где эти жгуты магнитных силовых линий пронзают фотосферу.

Магнитное поле солнечных пятен образовано тороидным полем, а фоновое магнитное поле Солнца - полоидное. Солнечное динамо циклически преобразует полоидное поле в тороидное, которое достигает своего максимума в максимуме солнечного цикла, а после этого преобразует тороидное поле обратно в полоидное, следуя к солнечному минимуму. Очевидно, что продолжительность солнечного цикла следовало бы удвоить до 22 лет, чтобы получить исходную полярность магнитного поля - в полушариях и ведущую в пятнах того же полушария.

Несмотря на понимание общей картины солнечного цикла, было довольно сложно увязать прогнозируемые количества солнечных пятен с наблюдаемыми, если цикл ещё не зашел достаточно далеко. Эта проблема является четким указанием на определенные упущения в определении солнечной активности по количествам солнечных пятен, что побудило нас к исследованию (полоидного) фонового магнитного поля Солнца (ФМПС), по-английски - solar (poloidal) background magnetic field (SBMF) [1].

Применив анализ главных компонентов (PCA) к магнитограммам полного диска с низким разрешением, полученным в циклах 21–23 солнечной обсерваторией Уилкокса, мы обнаружили не один, а два главных компонента этого фонового магнитного поля Солнца (см. Илл. 1, верхний график), связанные с двумя магнитными волнами, помеченными красной и синей линиями. Авторы вывели для этих двух волн математические формулы, апроксимирующие главные компоненты из данных циклов 21–23 с рядом периодических функций, и использовали эти формулы для предсказания этих волн для циклов 24–26. Эти две волны генерируются в разных слоях внутри Солнца и имеют близкие, но не равные частоты [1]. Суммарная кривая этих двух магнитных волн (Илл. 1, нижний график) показывает интерференцию этих волн, создающую максимумы и минимумы солнечных циклов.

Илл. 1. Верхний график: два главных компонента фонового магнитного поля Солнца (синяя и красная кривые, условные величины), полученные для циклов 21 - 23 (исторические данные) и прогнозируемые для циклов 24 - 26 при помощи математических формул, выведенных на основании исторических данных (по Zharkova et al. [1]).
Нижний график: Суммарная кривая обеих главных компонентов, показанных выше, для циклов 21 - 23 по историческим данным и прогноз для цикла 24 (2008-2019 годы), цикла 25 (2020-2031 годы) и цикла 26 (2031-2042 годы) (по Zharkova et al. [1]).

Суммарная кривая двух магнитных волн объясняет многие особенности 11-летних циклов, такие как двойные максимумы в некоторых циклах или асимметрия солнечной активности противоположных полушарий во время разных циклов. Жаркова и др. [1] связали модуль суммарной кривой с усредненным числом солнечных пятен для циклов 21–23, как показано на илл. 2 (верхний график), и продолжили эту кривую на циклы 24–26, как показано на илл. 2 (нижний график). Оказывается, что амплитуда суммарного магнитного поля Солнца, показанная на суммарной кривой, уменьшается к циклам 24-25, становясь почти нулевой в цикле 26.

Илл. 2. Верхний график: модуль суммарной кривой (черным цветом), полученный из суммарной кривой (см. илл. 1, нижний график) с наложением усредненных количеств солнечных пятен (красным цветом) для исторических данных (циклы 21 - 23) и вычисленный прогноз для циклов 24 - 26 (синим цветом).
Нижний график: Модуль суммарной кривой для циклов 21 - 26 (на основании данных, полученных Zharkova et al. [1]).

Жаркова и др. [1] предложили использовать суммарную кривую в качестве нового показателя солнечной активности, который использует не только амплитуду солнечного цикла, но и ведущую магнитную полярность магнитного поля Солнца.

На илл. 3 представлена суммарная кривая, рассчитанная с использованием полученных математических формул, вперед на 1200 лет и назад на 800 лет. Эта кривая выявляет существование больших циклов солнечной активности продолжительностью 350–400 лет, вызванных интерференцией двух магнитных волн. Эти большие циклы разделены большими солнечными минимумами или периодами очень низкой солнечной активности [1]. Предыдущий большой солнечный минимум был минимумом Маундера (1645–1710), а ему предшествовал другой, названный минимумом Вольфа (1270–1350). Как видно на илл. 3, по прогнозу Жарковой и др. [1] в ближайшие 500 лет Солнцу предстоят два будущих больших минимума солнечной активности: нынешний в 21 веке (2020–2053 гг.) и следующий за ним в 24 веке (2370–2415 гг.).

Илл. 3. Суммарная кривая солнечной активности для 1200 - 2800 годов (на основании данных, полученных Zharkova et al. [1]).

Наблюдаемые свойства этих двух магнитных волн и их суммарная кривая близко совпадают с волнами двойного динамо, генерируемыми дипольными источниками магнитного поля в двух слоях внутри Солнца: внутреннем и внешнем [1], в то время как ещё три пары магнитных волн могут генерироваться квадру-, гекса- и октапольными источниками магнитного поля совместно с дипольным источником, определяя видимое проявление активности Солнца на его поверхности.

В настоящее время Солнце завершило 24-й солнечный цикл - самый слабый цикл за последние 100 с лишним лет - а в 2020 году начался 25-й цикл. В периоды низкой солнечной активности, такие как нынешний большой солнечный минимум, на Солнце часто отсутствуют солнечные пятна.

Это именно то, что наблюдается сейчас в начале этого минимума, потому что в 2020 году на Солнце не было пятен в общей сложности 115 дней (или 78%), а это означает, что 2020 год близок к тому, чтобы побить рекорд космической эры в 281 день без пятен (или 77%), установленный в 2019 году. RED

Так или иначе, начало цикла 25 по-прежнему вялое по солнечным активным областям и вспышкам, поэтому с каждым последующим днем / неделей / месяцем длительность нулевого уровня солнечной активности увеличивается, что означает начало большого солнечного минимума. Каковы же последствия этого снижения солнечной активности для Земли?

Снижение общей солнечной светимости (TSI) во время минимума Маундера

Давайте посмотрим, что произошло с солнечной светимостью во время предыдущего большого солнечного минимума - минимума Маундера. В этот период на поверхности Солнца появилось очень мало солнечных пятен, и общая яркость Солнца несколько снизилась.

Реконструкция усредненной по циклам полной солнечной светимости до 1610 г. (илл. 4, верхний график) показывает уменьшение солнечной светимости во время минимума Маундера примерно на 3 Вт/м² [2], или примерно на 0,22% от общей солнечной светимости в 1710 году - после того, как минимум Маундера закончился.

Илл 4. Верхний график: реконструкция сумарной светимости Солнца с 1600 по 2014 год, по Lean et al. [2], с изменениями по Easterbrook [3], источник: Lean, Beer, Bradley [2].
Нижний график: Температуры центральной Англии, данные измерений, начатых с 1658 года. Синим цветом закрашены холодные периоды; а красным - тёплые периоды. Во всех случаях минимумы солнечной активности савпадали с периодами холодов в центральной Англии. Источник: Easterbrook [3], с разрешения издательства Elsevier.

Похолодание во время минимума Маундера

С 1645 по 1710 год температура в большей части северного полушария Земли упала, когда Солнце вошло в фазу спокойствия, которая теперь называется минимумом Маундера. Вероятно, это произошло из-за того, что общая солнечная светимость снизилась на 0,22%, как показано на илл. 4 (верхний график) [2], что привело к снижению средней температуры на Земле, измерявшейся главным образом в Северном полушарии в Европе, на 1,0–1,5 °C, как показано на илл. 4 (нижний график) [3]. Это, казалось бы, небольшое снижение средней температуры в Северном полушарии привело к замерзанию рек, долгим холодным зимам и холодным летам.

Температура поверхности Земли снизилась по всему земному шару (см. илл. 1 в [4]), особенно в странах Северного полушария. В Европе и Северной Америке ударили морозы; альпийские ледники накрыли поля в долинах; морской лед Арктики пополз на юг; в эти годы регулярно замерзали реки Дунай и Темза, а также знаменитые каналы в Нидерландах.

Shindell et al. [4] показали, что падение температуры было связано с уменьшением содержания озона, создаваемого ультрафиолетовым излучением Солнца в стратосфере - слое атмосферы, находящемся на расстоянии от 10 до 50 километров от поверхности Земли. Поскольку во время минимума Маундера Солнце излучало в целом слабее, включая жесткое ультрафиолетовое излучение, то образовывалось меньше озона, что повлияло на высотные струйные течения (jet streams) в атмосфере планеты, создавая в них гигантские волны.

Shindell et al. [4] на стр. 2150 сделали предположение, что «изменение планетарных волн во время минимума Маундера вывело Североатлантическую осцилляцию (NAO) из равновесия между постоянной системой низкого давления около Гренландии и постоянной системой высокого давления к югу от нее в отрицательную фазу, что привело к тому, что Европа оставалась необычно холодной во время минимума Маундера».

Роль магнитного поля в охлаждении Земли при Больших минимумах солнечной активности

Однако во время минимума Маундера изменилось не только солнечное излучение. Есть еще один фактор, содействующий понижению температуры Земли во время минимума Маундера - это фоновое магнитное поле Солнца, роли которого до сих пор не уделялось внимания. После открытия [1] значительного уменьшения магнитного поля при наступающем нынешнем Большом солнечном минимуме и во время минимума Маундера, было признано, что солнечное магнитное поле ограничивает уровень космических лучей, достигающих атмосферы планетных Солнечной системы, включая Землю. Значительное ослабление магнитного поля Солнца во время больших солнечных минимумов, несомненно, приводит к увеличению интенсивности галактических и внегалактических космических лучей, которые, в свою очередь, вызывают образование высотных облаков в атмосфере Земли и способствуют охлаждению атмосферы, как показали Svensmark et al. [5].

В предыдущем солнечном минимуме между 23 и 24 циклами интенсивность космических лучей увеличилась на 19%. В настоящее время магнитное поле Солнца, предсказанное на илл. 1 Жарковой и др. [1], радикально слабеет, что, в свою очередь, приводит к резкому ослаблению межпланетного магнитного поля Солнца с обычного уровня 6–8 нанотесла (нТл) до 4 нТл. Это ослабление межпланетного магнитного поля, естественно, приводит к значительному увеличению интенсивности космических лучей, воздействующих на атмосферу нашей планеты, как сообщалось в недавних космических полетах [6].

Следовательно, этот процесс ослабления магнитного поля Солнца продолжается, как предсказывали Жаркова и др. [1], и внесёт свой вклад в воздействие космических лучей на атмосферы планет, включая Землю. Это может снизить температуры на Земле во время нынешнего Большого солнечного минимума, который уже начался в 2020 году.

Ожидаемое снижение температуры на Земле при нынешнем Большом Солнечном Минимуме

Эта суммарная кривая также указывает на наступающий нынешний большой солнечный минимум 1 - циклы 25–27 (2020–2053 годы) и будущий большой солнечный минимум 2 (2370–2415 годы). Это создаст в снастоящем уникальные условия низкой активности Солнца, которые были во время минимума Маундера. Ожидается, что во время нынешнего большого солнечного минимума активность Солнца значительно уменьшится, как это произошло во время минимума Маундера (илл. 4, нижний график). Как и в случае минимума Маундера, как обсуждалось выше, ослабление магнитного поля Солнца вызовет уменьшение солнечного излучения примерно на 0,22% в течение трех солнечных циклов (25-27) первого современного большого минимума (2020-2053 годы) и четырех солнечных циклов второго современного большого минимума (2370–2415 годы).

Это в свою очередь может привести в течение следующих трех циклов (25–27) большого минимума 1 к падению температур на Земле на 1,0 °C по сравнению с текущими температурами. Наибольшие падения температур будут достигаться во время локальных минимумов между циклами 25-26 и циклами 26-27, когда будет достигаться самый низкий уровень солнечной активности с использованием оценок на илл. 2 (нижний график) и илл. 3. Таким образом, средние температуры в Северном полушарии может снииться на 1,0 °C от текущей температуры, которая увеличилась на 1,4 °C со времен минимума Маундера. Это приведет к тому, что средняя температура станет ниже нынешней но будет все же на 0,4 °C выше, чем температуры, измеренные в 1710 году. Затем, после того, как современный большой солнечный минимум 1 закончится, солнечная активность в цикле 28 будет восстановлена до нормального уровня в довольно коротком, но мощном большом солнечном цикле, продолжающемся с 2053 до 2370 года, как показано на илл. 3, прежде чем она приблизится к следующему большому солнечному минимуму 2 в 2370 году.

Выводы

В этой редакционной статье я продемонстрировала, что новейшие успехи в понимании роли фонового магнитного поля Солнца как детерминанты солнечной активности и также в измерении наблюдаемых величин магнитного поля в разное время дали нам возможность делать надежные долгосрочные прогнозы солнечной активности в масштабах тысячелетия. Этот подход выявил наличие не только 11-летних солнечных циклов, но и больших солнечных циклов продолжительностью 350–400 лет. Мы продемонстрировали, что эти большие циклы - результат интерференции двух магнитных волн с близкими, но не равными частотами, создаваемых действием двойного солнечного динамо на разных глубинах внутри Солнца. Эти большие циклы всегда разделены большими солнечными минимумами типа минимума Маундера, которые регулярно происходили в прошлом, образуя хорошо известные минимумы Маундера, Вольфа, Оорта, Гомера и другие большие минимумы.

Во время этих больших солнечных минимумов происходит значительное ослабление магнитного поля и излучения Солнца, что приводит к снижению температур на Земле, установленным для этих периодов на основе анализа земной биомассы за последние 12000 и более лет. Последним большим солнечным минимумом был минимум Маундера (1645–1710 годы), кода произошло уменьшение солнечного излучения на 0,22% по сравнению с современным уровнем и снижение на 1,0–1,5 °C средней температуры на Земле.

Это открытие действия двойного динамо на Солнце является для нас своевременным предупреждением о наступающем большом солнечном минимуме 1, когда солнечное магнитное поле и его магнитная активность уменьшатся на 70%. Этот период начался на Солнце в 2020 году и продлится до 2053 года. Во время этого нынешнего большого минимума можно ожидать снижения средней земной температуры на 1,0 °C, особенно в периоды солнечных минимумов между циклами 25–26 и 26–27, то есть в десятилетие 2031–2043 годов.

Снижение температуры на Земле в течение следующих 30 лет может иметь серьёзные последствия в различных зонах нашей планеты, особенно для вегетации растительности, сельского хозяйства, снабжения продовольствием и отопления как в Северном, так и в Южном полушариях. Это глобальное похолодание во время наступающего большого солнечного минимума 1 (2020–2053 годы) может аннулировать на три десятилетия любые намёки на глобальное потепление и вызвать необходимость международных усилий для решения проблем со снабжением теплом и продовольствием всего населения Земли.

Ссылки

[1] Zharkova VV, Shepherd SJ, Popova E, et al. Heartbeat of the sun from principal component analysis and prediction of solar activity on a millennium timescale. Sci Rep. 2015;5:15689. Available from: https://www.nature.com/articles/srep15689

[2] Lean JL, Beer J, Bradley R. Reconstruction of solar irradiance since 1610: implications for climatic change. Geophys Res Lett. 1995;22:3195–3198.

[3] Easterbrook DJ. Cause of global climate changes. In: Evidence-based climate science. 2nd ed. Elsevier Inc.; 2016. p. 245–262.

[4] Shindell DT, Schmidt GA, Mann ME, et al. Solar forcing of regional climate change during the Maunder minimum. Science. 2001;294:2149.

[5] Svensmark H, Enghoff MB, Shaviv NJ, et al. Increased ionization supports growth of aerosols into cloud condensation nuclei. Nat Comms. 2017;8:2199.

[6] Schwadron NA, Rahmanifard F, Wilson J, et al. Update on the worsening particle radiation environment observed by CRaTER and implications for future human deep-space exploration. Space Weather. 2018;16:289–303.

* * *

Пояснения и послесловие:

Каждый волен думать об этой статье профессора Жарковой, что угодно. Или просто проигнорировать. Но я считаю её не только серьёзным, но и грозным предупреждением, особенно - для народа России. Поэтому я её и перевёл. Ведь и ежу ясно, что от капитализма - антиобщественного строя, заточенного на угнетение и эксплуатацию народа ради обогащения кучки сверхбогатой сволочи, глупо ожидать (цитирую): "международных усилий для решения проблем со снабжением теплом и продовольствием всего населения Земли".

Если подавляющему большинству народа России давно понятно, что от компрадорского буржуйско-бюрократического режима Иудушки Капутина можно ожидать только дальнейших пакостей, то (как можно судить то множеству молодёжи и интеллигентов, одураченному гнусным прозападным демагогом мистером Навральнером) слишком многие тешат себя глупейшими инфантильными иллюзиями относительно людоедского империалистического Запада.

Нет, Запад не будет спасать "дорогих россиян" от голода и холода. Наоборот, гнусная банда глобалистов-мультимиллиардеров (Ротшильды, Рокфеллеры, Гейтс, Баффет, Безос, Маск, Цукерберг и прочие) будет ликовать, наблюдая за гибелью сотен миллионов людей, особенно в странах с холодным и "умеренным" климатом. Более того, во всех капиталистических странах масс-медии, "fact-checkers" и политиканы будут и далее педалировать ложь о мнимой угрозе "глобального катастрофического потепления из-за сжигания горючих ископаемых" и объявлять предупреждения о наступлении 30-летнего периода холодов и массового голода "фейками" и "теорией заговора".

Единственный способ выжить и даже зажить хорошо - это возрождение социализма. Но для этого народу надо организоваться из хаотической толпы индивидуалистов-невротиков в могучий спаянный солидарностью коллектив, способный к единым решительным действиям для защиты своих интересов против поганой капиталистической падали. А для этого народу необходимо знание и практическое применение исторического революционного опыта большевиков (Ленина и Троцкого) и науки об управлении поведением - радикального бихевиоризма профессора Б.Ф. Скиннера.

-