Озонные дыры и гибель человечества

Регулярные данные наблюдений, проводимых в Цюрихе, имеются с 1749 года. 11-летние циклы солнечной активности принято отсчитывать от минимума солнечной активности. Наблюдаемый минимум имел место в 1755 году. От него и начали отсчет первого 11-летнего цикла. За ним последовали второй, третий и т. д. Сейчас идет 22-й цикл солнечной активности. Он начался в 1986 году. До 1755 года наблюдался еще один цикл, но не полностью (всего 6 лет). Он был назван нулевым. Еще более ранние наблюдения не были регулярными. Тем не менее по ним (с меньшей достоверностью) были установлены еще 22 11-летних цикла. Их нумерация идет в обратную сторону, и прибавляется знак минус. Таким образом, 22-й цикл начался в 1501 году. Несмотря на отсутствие данных регулярных наблюдений, восстановить изменение солнечной активности с 1501 года удалось на основании тех последствий, которые они вызывают в земной атмосфере и биосфере. Об этих последствиях будет рассказано позднее. Здесь только укажем, что при усилении солнечной активности в атмосфере Земли (в высоких широтах) возникают полярные сияния. Они вызываются заряженными частицами, которые выбрасываются из Солнца при усилении солнечной активности. Эти данные о полярных сияниях и были использованы для того, чтобы установить, какова была в это время солнечная активность.

В 11-летнем цикле солнечная активность нарастает от минимума к максимуму (ветвь роста) быстрее, чем спадает от максимума к минимуму (ветвь спада). Специалисты говорят не о периодических, а о циклических изменениях солнечной активности потому, что продолжительность периода этих изменений меняется в определенных пределах, то есть период не является постоянным. Такие изменения называют циклическими.

Мы уже упоминали, что можно говорить об изменении во времени многих величин, характеризующих солнечную активность. Общепринятой величиной является число Вольфа, то есть относительное число солнечных пятен. Вторым, эквивалентным индексом солнечной активности является суммарная площадь солнечных пятен. Она измеряется в миллионных долях солнечного диска.

Было показано, что циклические изменения солнечной активности с продолжительностью цикла примерно в 11,1 года происходили неизменно в продолжение по крайней мере сотен миллионов лет. Этот факт был установлен конечно же не по данным наблюдений самого Солнца. Таких данных просто нет. Мы уже говорили, что с изменением солнечной активности меняются и условия роста растений, а также меняется количество полярных сияний. Но не только эти явления зависят от уровня солнечной активности. От него зависят практически все явления в окружающем Землю пространстве и в ее биосфере. Атмосферные осадки также выявляют зависимость от уровня солнечной активности. Поэтому при исследовании осадочных отложений очень отдаленных геологических эпох (сотни миллионов лет) и было показано, что они также отражают 11-летнюю цикличность. 11-летний солнечный цикл характеризуется не только продолжительностью цикла, которая в среднем равна 11–13 годам. Каждый такой цикл характеризуется и той максимальной солнечной активностью (то есть максимальным относительным числом солнечных пятен), которая достигается в данном цикле. А эти значения отличаются от цикла к циклу очень существенно. Так, за период с 1700 по 1980 год максимальные среднегодичные числа Вольфа менялись в пределах от 45,8 до 236 (в конце 1957 года).

Было установлено по данным за этот период, что чем выше максимум солнечной активности в данном 11-летнем цикле, тем он быстрее достигается, то есть тем ветвь роста данного 11-летнего цикла короче. Но с другой стороны, спадает солнечная активность «правильно», то есть чем она выше в максимуме, тем она дольше затухает и, таким образом, тем продолжительнее ветвь спада данного 11-летнего цикла.

Представляют интерес не только и не столько эти и подобные закономерности, сколько их физический смысл. Ведь важно прежде всего понять, что происходит в недрах и атмосфере Солнца. Было высказано мнение, что каждый 11-летний цикл изменения солнечной активности представляет собой отдельный независимый взрыв.

ДВАДЦАТИДВУХЛЕТНИЙ ЦИКЛ

Этот цикл солнечной активности часто называют качественным, поскольку он связан прежде всего с качественным изменением магнитного поля солнечных пятен — меняется на противоположную их полярность. Как уже было сказано, каждый солнечный 11-летний цикл имеет свой номер. Если он нечетный, то в северном полушарии магнитное поле головных пятен имеет северную полярность, а в южном полушарии — южную. В четных циклах направления магнитных полей меняются на противоположные. Меняются направления не только магнитных полей пятен, но и фонового магнитного поля Солнца. При максимальной солнечной активности (в эпоху максимума) магнитное поле в северной полярной шапке Солнца имеет такую же полярность, как и магнитное поле головных солнечных пятен этого же полушария. Распределение полярностей меняется через два 11-летних цикла, то есть через 22 года.