Озонные дыры и гибель человечества

За счет вращения Солнца вокруг своей оси в среднем с периодом 27 суток (вещество Солнца на разных солнечных широтах обращается вокруг солнечной оси с разной скоростью) к Земле все время в течение 27 суток Солнце будет повернуто разными частями своей поверхности. Для Земли важна не вся видимая поверхность Солнца, а только та ее часть (близкая к центральному меридиану), из которой заряженные частицы смогут попасть к Земле. Поскольку активные области на Солнце, из которых выбрасываются преимущественно эти частицы, живут в продолжение нескольких оборотов Солнца, то одна и та же активная область Солнца может обстреливать Землю электронами, протонами, другими заряженными частицами (например, ядрами гелия и т. д.) несколько раз с перерывами, которые длятся 27 суток, то есть один раз за время одного оборота Солнца. Поэтому и периодичность наблюдаемой с Земли солнечной активности равна 27 суткам. Если бы наблюдатель находился не на Земле, а на самом Солнце, то этой 27-дневной периодичности активности Солнца он, естественно, не обнаружил бы. На Солнце ее как таковой нет. Что же касается изменения солнечной активности с периодами 11, 22, 33, 90, 180, 1800 лет, то она меняется независимо от того, откуда мы ведем наблюдения. Это изменение с разными периодами обусловлено как процессами внутри самого Солнца, так и влиянием всей Солнечной системы как единой колебательной системы.

Была выделена та часть изменения озона, которая обусловлена 27-дневными изменениями солнечной активности. Как и следовало ожидать, она оказалась зависящей от тех условий, от которых зависят процессы в атмосфере, — от сезона, широты, долготы, характера подстилающей поверхности. Но в среднем эти изменения озона весьма приличные. Их размах (амплитуда) достигает примерно 7 %. Укажем, что средние изменения количества озона, вызванные 11-летним циклом солнечной активности, составляют примерно 3 % от среднего значения. Полные изменения достигают 6–3 % в сторону превышения средней величины и 3 % вниз, в сторону меньших величин, чем средняя.

27-дневная вариация озона примерно в 1,5 раза больше зимой, чем летом. Это связано с особенностями циркуляции зимней атмосферы по сравнению с летней. О них уже говорилось. Важно знать не только величину изменения вариации озона, которое вызвано 27-дневной периодичностью солнечной активности, но и время, когда произойдут эти изменения после изменения солнечной активности. Специалисты говорят, что важно знать не только амплитуду, но и фазу этих изменений. Так вот, в районах Западной Европы и восточной части Северной Америки (в районах, прилегающих к Атлантическому океану) фазы 27-суточных колебаний в количестве озона одинаковые. Это значит, что отклик всего этого региона на изменение солнечной активности с 27-суточным периодом происходит одновременно, синфазно. Зато в другом районе — в западной части Северной Америки — это время (фаза) иное: здесь имеются свои особенности в циркуляции атмосферы, которые и определяют количество озона и его изменения. Конечно, здешняя атмосфера также реагирует на изменения солнечной активности, но ее реакция иная.

Были исследованы вариации количества озона за период 1957–1982 годов по данным 20 озонометрических станций. Анализ показал, что в умеренных и высоких широтах в указанный период максимальной солнечной активности соответствовали во времени максимальные величины озона. Изменения количества озона, обусловленные изменением солнечной активности в 11-летнем цикле, зависят от сезона. Зимой и весной они примерно в полтора раза больше, чем в остальное время года: зимой циркуляция атмосферы более активная.

При изменении солнечной активности количество и распределение озона, в частности по высоте, может меняться не только в результате изменения атмосферной циркуляции, но и потому, что с изменением солнечной активности меняется интенсивность того ультрафиолетового излучения, которое участвует в образовании озона. Ультрафиолетовое солнечное излучение в озоноактивной области спектра (с длинами волн меньше 0,3 мкм) увеличивается с ростом солнечной активности. Но это увеличение не одинаковое во всем указанном диапазоне волн: чем меньше длина волны (относительно 0,3 мкм), тем на большую величину возрастает интенсивность излучения с этой длиной волны. Причем этот рост не линейный, а логарифмический, то есть очень быстрый по мере уменьшения длины волны. Интенсивность излучения с длинами волн вблизи 0,3 мкм изменяется за счет изменения солнечной активности примерно на 1 %, а в области длины волн, равной 0,2 мкм, — на 2 %. Естественно, что это увеличение солнечного излучения, которое принимает участие в образовании озона, обязательно отразится на количестве озона на определенных высотах.