Почему змінюється клімат Землі: гіпотеза солнечно-атмосферного резонансу

Почему змінюється клімат Землі: гіпотеза солнечно-атмосферного резонансу

Перов Станіслав Петрович (ЦАО), кандидат физ.-мат. наук.

Глобальная політика та глобальна екологія

На численних міжнародних конференціях, форумах, нарадах, як і в мас-медіа, під час обговорення глобальних екологічних проблем (потепління клімату, «виснаження «озонового шару, деградація біосфери) переважно переважає риторика. І політики і безнесмены і навіть вчені, що займають високі і відповідальні пости у міжнародній і національній офіційної ієрархії, перебувають у лещатах стереотипу «антропогенного «чинника. У статті Б. Болина (Science, v.279, No.5349, 1998) колишнього голови Міжурядової Групи по глобальним змін (IPCC), міститься примітна таблиця, визначальна перспективи розвитку енергетики у низці країн до 2010 р. Тільки трьом країнам «дозволено «збільшити виробництво: Австралії (8%), Ісландії (10%), Норвегії (1%). Усі європейські країни повинні зменшити її виробництво на 8%, США перевищив на 7%, Японія — на 6%. Росії, Україні та Нової Зеландії запропонований нульової варіант. Проте слід врахувати, що виробництво електроенергії від 1990;го по 1995 рік у нашій країні скоротилося (в таблиці дані про нашим країнам відсутні, як і й у колишніх східноєвропейських і прибалтійських країн, крім Чехії і Угорщини, де поменшало на 23 і 15%, відповідно). У кожному разі перспективи Росії обмежуються істотно, особливо враховуючи її важке економічну ситуацію. На думку глобальні зміни оточуючої середовища є лише результат (й те водночас служать індикаторами) глибших (і, можливо ще небезпечніших) процесів зміни біоти і довкілля, їх взаємовпливу та його залежність від природного (неантропогенного) процесу еволюції. Такого погляду вимагає інших підходів і рішень, ніж, які випливають із з так званого зростання «парникового ефекту «з допомогою спалювання викопного вуглеводневої палива. Таким чином шляхи вирішення екологічних проблем, стратегія екологічної безпеки і знаходять способи забезпечення т.зв. «стійкого «розвитку цивілізації залишаються невизначеними, попри прийняття у останнє десятиліття відомих міжнародних угод (Віденська Конвенція про озоновом шарі, 1985 р., Монреальський Протокол, 1987 р., Рамкову Конвенцію з клімату, 1992 р., Угоду про взаємне скорочення виробництва електроенергії з допомогою спалювання органічного палива, 1997). Головною причиною, на погляд, є недостатня наукова обгрунтованість «фундаментальних «положень, по яким і приймаються відповідальні економічні та політичні рішення.

У зв’язку з цим було розглянуто деякі важливі питання, які стосуються глобальну проблему еволюції озонового шару, підкреслено відсутність підходу у цій до проблеми й представлені останні результати (як вітчизняні і зарубіжні), дозволяють по-новому розглянути причини мінливості озону і результати цієї мінливості для біосфери і поставити людину (Конференція по фізичної екології 1997 р.).

Нижче подані нові результати аналізу експериментальних даних, отриманих у ході виконання міжнародних кампаній: DYANA (1990 р.), CRISTA/MAHRSI (1994 і 1997 рр.) й у рамках співробітництва з Індією (1983, 1987, 1990 і 1998 рр.), і навіть аналізу накопиченої сьогодення часу гелиогеофизической, метеорорологической і астрономічної інформації. Чи є парниковий антропогенний ефект, пов’язані з зростанням парникових газів, насамперед вуглекислого газу, що «все пишуть і всі кажуть »? Останні роботи вітчизняних і іноземних авторів змушують переглянути цей «вирішене «питання. Головна робоча гіпотеза: сонячна активність (СА) впливає на атмосферу і змінює хмарний покрив, визначальний температуру Землі. Отже зміни клімату чи глобальне потепління, яке започаткували 100 років тому я, носять природний характер!

О механізмах впливу СА на атмосферу

Количество енергії, одержуване Землею від поверхні Сонця, має сильну широтную залежність і визначає радіаційний баланс планети. Тропічна область отримує рік у майже удвічі більше, ніж решта Землі. Середньорічний радіаційний баланс планети визначається среднепланетарным альбедо а, рівному 0,3. Важливу роль при енергетичних розрахунках грають радіаційні характеристики хмар різних типів.

Глобальне розподіл водяної пари в атмосфері таке, що його обложеної води Q максимально в тропічному поясі: Q = 5,0 г/кв.см і більше на великих районах Бразилії, Індонезії, а влітку в Індії і В'єтнамі, і навіть поблизу зони конвергенції (ВТЗК) в Атлатике до 5,9 г/кв.см. Середнє Q за земним кулі 2,5 — 3,0 г/кв.см. Зазначимо, що водяну пару (а чи не СО2) — головний парниковий газ, який би понад 70 відсотків% парникового ефекту у атмосфері.

Отже, тропічна зона є значно більше энергонасыщенной, ніж внетропические зони. Циркуляція тропічної зони, що охоплює майже половину земної кулі, не є великою термодинамической машиною, перетворюючої тепло океану (зокрема приховане тепло водяної пари) в кінетичну енергію атмосфери і визначальну значною ступеня термодинаміку поміркованих і полярних широт. Математичне опис цієї машини відсутня, що призводить до недосконалості всіх кліматичних і прогностичних моделей загальної циркуляції атмосфери, т.к. динаміка приекваторіального пояса, де необхідний облік фазових переходів і неприйнятна теорема про збереження потенційного вихору і квазигеострофический підхід, теж піддається адекватному опису.

Зрозуміло, що тропіки впливають і внетропические широти, оскільки відбувається меридіональний перенесення тепла, водяної пари та аерозолю. Останні можуть сприяти освіті хмарності, змінювати альбедо і, отже, температуру поверхні.

Відомо, що сонячна активність впливає інтенсивність космічного проміння, запускаючи конденсаційний механізм, до складу якого іонізацію верхнетропосферных повітряних мас (8 — 16 км) такими променями. Це сприяє освіті пір'ястої хмарності і посиленому розвитку высококучевых хмар, изменяющему альбедо, і що створює умови для інтенсифікації динамічних процесів. Максимум концентрації іонів перебуває в висотах 12 — 20 км залежно від широти (геомагнітної), сезону і СА. На середніх широтах максимум ионообразования спостерігається в розквіті близько 12-ї км, тобто. поблизу тропопаузы. Іонізація на таких висотах сприяє освіті безлічі ядер конденсації, у яких за умов низьких температур (40…-90 З) активно сублімується водяну пару, ростуть крижані кристали і формується хмарність (переважно пір'яста).

Очевидно, значної ролі в конденсаційному механізмі грає рекомбінація які виникають при іонізації ГКЛ молекул повітря легких іонів, шляхом приєднання іонів до малих аерозольним частинкам, т.зв. ядрам конденсації чи ядрам Айткена, у яких розмір порядку 0,01 мкм. Як було встановлено шляхом проведення серій баллонных вимірів концентрацій легких іонів в стратосфері у різних геомагнітних широтах (в т. год. на геомагнитном екваторі) і інтенсивності космічного проміння (ГКЛ, але й СКЛ під час спалахів) це основний стік які утворилися іонів (а чи не рекомбінація позитивних і негативних іонів). При дії конденсаційного механізму атмосфері виділяється теплова енергія, змінюється альбедо системи «земна поверхню — тропосфера «для короткохвильовою сонячної радіації, і навіть ИК-излучение атмосфери. Тим самим було конденсаційний механізм стимулює інші фізичні процеси, интенсифицирующие «засвоєння «сонячної енергії. Активизируемый найбільш енергійними ГКЛ конденсаційний механізм може також проводити зародження та розвитку хмарності на типових рівнях у неповній середній і нижньої тропосфері (3 — 7 км) і виділення тепла конденсації, що може генерувати різні типи атмосферних хвиль, що переносять імпульс, енергію та речовина при своєму поширенні у атмосфері.

Солнечно-атмосферный резонанс

Інтенсивність ГКЛ модулюється СА (глибина модуляції сягає 30%) і це може викликати резонансні явища у атмосфері. Наприклад в тропічної області Землі існують планетарні екваторіальні хвилі Кельвіна і Россби, мають періоди 27 — 30, 13 — 15, 6 — 8 днів, характерні для СА. У цьому характерна смуга у розвиток таких хвиль становить величини +/- 20 градусів щодо екватора, тобто. захоплює майже всі тропіки. Характерною ознакою таких хвиль є перенесення ними імпульсу, енергії і українськомовні маси (насамперед водяної пари — основного «прихованого «енергоносія) для розповсюдження хвиль угору й униз від джерела порушення. Отже, можуть змінювати циркуляційні процеси в тропосферно-стратосферных тропічних осередках Хэдли (Гадлея), збільшуючи чи зменшуючи транспорт вологого і бідного озоном повітря нижньої тропічної стратосфери у внетропические широти. Крім цього, конденсаційний механізм може змінювати і сонячний приливный (24-часовая гармоніка) потенціал, збільшуючи в такий спосіб ефективну вертикальну швидкість перенесення у верхній тропосфері і стратосфері. Класична приливна теорія не враховувала, (як і ясно зараз) цього надзвичайно важливого джерела, тому ракетні експерименти в екваторіальній області Індійського океану з борту радянського корабля під час міжнародної кампанії DYANA (січень-березень 1990 р) відразу дозволили знайти істотне, до двох-трьох порядків, відмінність експериментально знайдених величин амплітуд добових і полусуточных коливань зонального і меридионального вітру і температури від теоретичних у нижній і середній стратосфері. Надалі наші дані про температурі підтверджено спостереженнями зі супутника UARS (вітер не вимірювався).

При спостереженні внутрисуточных коливань озонового шару в тропіках ми встановили залежність цих коливань від сонячної активності у період його максимуму, побічно підтвердивши існування резонансних ефектів при порушенні планетарних екваторіальних хвиль з допомогою конденсаційного механізму період.

Проведення широкого фронту наукових кадрів і прикладних досліджень з глобальною екологічною проблемам має важливе політичне, економічний добробут і прикладне значення, т.к. можуть призвести до створенню сучасних високих технологій, дозволяють контролювати і впливати на природні процеси у потрібному напрямку. І це це і є необхідне і достатню умова «стійкого «(краще вжити термін «регульованого ») розвитку цивілізації.

Список литературы

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із сайту internet.