Озонные дыры и гибель человечества

На Аляске была осуществлена большая серия измерений с запуском большого количества ракет и аэростатов и использованием всевозможных наземных приборов. Так, специальная аппаратура, установленная на больших аэростатах, фиксировала рентгеновское тормозное излучение и интенсивность космических лучей на расстоянии примерно 40 км от поверхности Земли. На этих же высотах измерялась величина проводимости атмосферы. О высотном распределении озона информировали приборы на шарах-зондах. С помощью мощного радиолокатора измерялись параметры ионосферы и вторгающихся потоков заряженных частиц. Одновременно замерялись температура, плотность и скорость движения атмосферы (ветер), определялись параметры атмосферы, ионосферы и магнитного поля, а также полярных сияний.

В проведении этих сложных экспериментов участвовали представители более десяти крупных научно-исследовательских организаций. Исследования подтвердили необходимость комплексного подхода к изучению влияния солнечного корпускулярного излучения на характер атмосферных процессов. Было установлено, что количество озона, увеличивающееся в высоких широтах (на высотах свыше 50 км) после захода солнца, в отсутствие высыпания заряженных частиц, уменьшается на 25 % с вторжением в атмосферу этих широт высокоэнергичных электронов и приблизительно соответствует дневной норме. Эксперименты показали влияние заряженных частиц на электрические свойства атмосферы. Оказалось, что ионы в атмосфере (ниже 50 км) образуются под действием рентгеновских лучей и энергичных электронов, причем увеличение их количества ведет к росту электропроводности. Электрические параметры атмосферы изменяются очень быстро и по-разному в разных точках пространства. Это отражает неоднородность потоков заряженных частиц и временную зависимость их характеристик.

Итак, заряженные солнечные частицы, вторгаясь в атмосферу высоких широт, значительно уменьшают там количество озона. Это в свою очередь вызывает изменение теплового баланса и динамического режима атмосферы, которое захватывает и тропосферу и, таким образом, влияет на погоду.

СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ И ОЗОН

Если озон столь чувствителен к состоянию атмосферы и определяется во многом ее динамикой, то вполне естественно, что в его изменениях должны просматриваться те первичные факторы, которые влияют на состояние и динамику атмосферы. Главным таким фактором является солнечная активность. Ее влияние на атмосферу Земли проявляется следующим образом.

Состояние атмосферы не обязательно характеризовать строго физическими величинами, такими как температура, влажность, давление, скорость и направление ветров и т. д. О нем можно судить по косвенным признакам, например, по наличию засух, по толщине колец деревьев и т. д. Почему это приходится делать — очевидно. Ведь мы не располагаем многолетними и многовековыми рядами физических характеристик атмосферы, тем более в глобальном масштабе. А сведения о засухах и урожайных годах сохранились за очень продолжительное время. Что касается связи толщины годичных колец и засушливостью или влажностью, то она должна быть очевидной, поскольку годичный прирост дерева определяется количеством усвоенного питательного вещества, а последнее зависит преимущественно от влажности почвы. Поэтому изменение толщины годичных колец деревьев связано с чередованием сухих и влажных лет.

Зачем нам нужны столь длительные периоды? Для того, чтобы установить влияние на атмосферу Земли (и на все земные процессы) колебаний солнечной активности, необходимо исследовать данные за сотни и тысячи лет. Что же дают такие исследования? Вначале приведем некоторые факты.

В районе Великой равнины на территории США существует засушливая зона, периодически сдвигающаяся то к северу, то к югу. Длительность периода подвижек равна 22 годам, то есть соответствует 22-летнему циклу солнечной активности. На основании этих фактов было предсказано наступление засушливого лета на Среднем Западе США в 1974 году.

Засухи предсказывал еще в конце прошлого века профессор Одесского университета Ф. Н. Шведов. Он это делал на основании анализа хода ширины годичных колец акации. Его прогноз на 1882 и 1891 годы оправдался, что подтверждает реальность проявления солнечных ритмов в атмосферных процессах, в том числе и в количестве осадков.

Когда были проанализированы данные о засушливости в России за период с 1800 по 1915 год, то оказалось, что особенно неблагоприятные для сельского хозяйства годы повторялись примерно каждые 11 лет и совпадали с периодами солнечной активности. Наиболее ярко выраженные засухи приходились на 1810, 1823, 1833, 1853 годы.