Ученый Хабибулло Абдусаматов — один из самых замечательных российских астрофизиков. Он является членом Российской академии наук и возглавляет в Пулковской обсерватории (Санкт-Петербург) проект «Астрометрия», в рамках которого изучает активность Солнца, пользуясь данными Международной спутниковой станции. Согласно его исследованиям, Земля находится в начале малого ледникового периода. Похолодание будет продолжаться весь XXI век и принудит человечество к глубокой и трудной адаптации. Представим здесь его последнюю работу, которую он нам сам любезно прислал. Согласно его прогнозу, правительста стран должны прямо сейчас разработать адекватные меры, чтобы противостоять климатическим изменениям, которые тяжело скажутся на сельскохозяйственном производстве, на работе транспорта, на здоровье населения, на потреблении энергии, на обострении метеорологической обстановки, на условиях обитания обширных регионов.
По мнению ученого, причина климатических изменений кроется в активности Солнца, которое входит в фазу минимального излучения. Предупреждение ученого должно быть самым серьезным образом рассмотрено нашими правителями, поскольку у нас наблюдается нехватка энергетических ресурсов. Пришла пора изменить близорукую и демагогическую политику.
Уверенность ученого в прогнозе обусловлена исследованиями солнечной активности, данными Международной спутниковой станции и изучением истории солнечных и земных явлений.
Для этих явлений характерна периодичность, позволяющая надежно прогнозировать будущее. Действительно, то, что должно произойти, уже случалось циклически во времени: периодические 200-летние циклы похолодания сменялись потеплениями. Абдусаматов предупреждает, что своевременное осознание того, что надвигается глобальное похолодание, позволит принять адекватные и надежные меры, которые позволят людям, особенно живущим далеко от экватора, адаптироваться к будущему глобальному похолоданию. Перейдем к изложению научных аспектов проблемы, а наиболее заинтересовавшихся темой читателей отошлем к прилагаемой оригинальной статье.
Значительные долговременные вариации потока солнечной энергии связаны с трансформацией формы орбиты нашей планеты и с изменением направления оси ее вращения, что приводило к большим ледниковым периодам. Это так называемые астрономические циклы Миланковича.
Вследствие значительного изменения среднегодового расстояния между Солнцем и Землей с периодом, равным примерно 100 тысяч лет, происходят существенные колебания потока солнечной энергии. Земля в долгосрочных циклах то покрывается ледниковым панцирем, то освобождается от его покрова. С этими изменениями человек прямо не сталкивался на опыте. Нас занимают краткосрочные изменения климата, которые происходили в историческую эпоху на протяжении нескольких тысячелетий, веков и даже десятилетий и приводили к так называемым малым ледниковым периодам.
Исследования Абдусаматова подтвердили, что поток солнечной энергии подвержен циклическим изменениям: максимумы и минимумы повторяются примерно с двухсотлетней периодичностью. Есть еще 11-летние солнечные циклы, связанные с частотой появления пятен на Солнце, их активностью и сроком жизни. Такие комбинации сами по себе вызывают циклические климатические изменения на нашей планете, которые осложняются сложной структурой Земли, покрытой водой (Мировым океаном) и окруженной атмосферой. Попытаемся описать эти явления.
Первый фактор, который необходимо учитывать, — это энергетический баланс Земли. Земля поглощает солнечную энергию и разогревается, но в то же время она сама испускает тепловую энергию в пространство. В противном случае она разогревалась бы без ограничений. Следовательно, существует баланс между поглощаемым потоком солнечной энергии и испускаемой Землей тепловой энергией, который в идеале должен был бы равен нулю. В действительности, это идеальное равновесие нарушают различные факторы.
Первый фактор — это термическая инерция Земли, обязанная главным образом Мировому океану, который поглощает и аккумулирует солнечную энергию. Во время 200-летнего цикла, когда наблюдается увеличение потока солнечной энергии, тепловая энергия, отдаваемая Землей в пространство, меньше поглощаемой ею энергии. Поэтому часть избытка тепла поглощается Мировым океаном. После окончания 200-летнего цикла уровень солнечной радиации снижается, но это не сразу выражается в снижении температуры Земли из-за запасов тепла, накопленного Мировым океаном. Сначала замедляется рост температуры Земли, а после достижения максимума она начинает постепенно понижаться. Следовательно, в этом цикле максимальная температура на Земле достигается примерно с 20-летним опозданием по сравнению с максимумом солнечной радиации. Начинается новая фаза, когда поток солнечной энергии, поглощаемый Землей, становится ниже уровня тепловой энергии, отдаваемой Землей в пространство, что приводит к термическому дефициту. Итак, по сравнению с идеальной ситуацией равновесия между поглощаемой и испускаемой энергией на Земле сменяются циклы избытка и дефицита энергии, что выражается в периодических климатических похолоданиях и потеплениях. Абдусаматов говорит: «Приток и отток тепловой энергии на Земле не сбалансированы, что влияет на климат... Долгосрочные корреляции позволяют достаточно надежно подсчитать как избыток аккумулированной энергии, так и дефицит в энергетическом балансе Земли и заранее с большой точностью предсказать будущие климатические изменения. Начиная 90-х годов, наблюдалось снижение потока солнечной энергии и энергии, поглощаемой Землей. В будущем планета будет иметь негативный энергетический баланс, потому что Солнце вошло в примерно 200-летний цикл снижения активности, совпадающий с 11-летним циклом, связанным с солнечными пятнами. Это приведет к снижению температуры и началу малого ледникового периода, начиная предположительно с 2014 года».
На описанный механизм, однако, накладываются вторичные земные явления, которые могут повышать или снижать эффект от изменения потока солнечной энергии. Речь идет об обратной связи. Прежде всего, поговорим об альбедо, характеризующем отражательную (рассеивающую) способность облаков и земной поверхности, покрытой снегом или льдом. Как только начинается похолодание, вызванное уменьшением потока солнечной энергии, увеличивается снежный и ледниковый покров и количество облаков, обладающих высокой отражательной способностью. Все это способствует дальнейшему нарастанию дефицита энергии на Земле. Недостаток энергии превышает тот, что возникает за счет двухсотлетнего снижения солнечной активности.
Прямое влияние на энергетический баланс Земли оказывает состав атмосферы и ее способность удерживать тепло благодаря парниковому эффекту. Здесь проявляются другие обратные связи. Прежде всего нужно отметить, что наибольший вклад (примерно 70%) в парниковый эффект вносит водяной пар, концентрация которого в атмосфере примерно в десять раз превосходит содержание углекислого газа. Кроме того, молекулярная структура водяного пара такова, что он способен в большей степени поглощать тепловую радиацию (длинноволновую радиацию в инфракрасной области). Похолодание приводит к уменьшению испарения воды и, следовательно, к меньшей концентрации водяного пара в низких слоях атмосферы, что приводит к снижению парникового эффекта и большей потере энергии, испускаемой в пространство.
Углекислый газ тоже играет свою роль. Во-первых, заметим, что он находится не только в атмосфере, но большая его часть растворена в воде. Подсчитано, что количество растворенного углекислого газа в 50 раз выше его содержания в атмосфере. Между растворенным углекислым газом и атмосферным устанавливается динамическое равновесие. Его молекулы то растворяются в воде, то испаряются в атмосферу, причем это динамическое равновесие зависит от температуры. Растворимость углекислого газа в воде уменьшается, когда температура воды повышается. Следовательно, в периоды потепления на Земле, вызванные примерно 200-летним циклом повышения солнечной активности, все больше углекислого газа переходит в атмосферу, где его концентрация увеличивается. В периоды похолодания вода поглощает больше углекислого газа, уменьшая его концентрацию в атмосфере. Это уменьшает парниковый эффект, способствуя дальнейшему охлаждению Земли.
Изменение потока солнечной энергии влияет также и на динамику океанов: «Последние исследования подтверждают проявляющийся с некоторым опозданием прямой дополнительный эффект изменения потока солнечной радиации в 11-летних и 200-летних циклах на поверхностный слой (от десятков до сотен метров в глубину) тропической части Тихого океана. В результате возникли течения Эль-Ниньо и Ла Нинья, связанные с колебаниями температуры поверхностного слоя воды в экваториальной части Тихого океана и оказывающие сильное влияние на климат. Изменения параметров течения Эль-Ниньо, наблюдаемые в последние 30 лет, не соответствуют предсказанным Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) климатическим моделям. В этих моделях наибольшая роль отводится парниковому газу. Однако, осцилляции параметров Эль-Ниньо в основном связаны с естественными причинами циклических изменений потока солнечной энергии». В Европе изменение динамики океанов может привести к тяжелым последствиям. Действительно, «снижение потока солнечной энергии, начавшееся в 90-х годах, привело к аккумуляции меньшего количества тепла тропической частью Мирового океана. Это может привести к постепенному ослаблению мощности и скорости атмосферной циркуляции. В первую очередь такое развитие событий скажется на Гольфстриме, поскольку количество тепла, отдаваемого океаном этому течению, уменьшается, а это может привести к дальнейшему похолоданию климата в западной Европе».
«Все возрастающее влияние побочных факторов, — говорит Абдусаматов, — может привести к дальнейшему понижению глобальной температуры, которое значительно превысит эффект, вызванный снижением потока солнечной энергии самим по себе. Действительно, изучение климата на Земле за последние 7,5 тысячи лет указывают на то, что 200-летние циклы, связанные с уменьшением или увеличением потока солнечной энергии, ответственны за соответствующие периодические климатические изменения: от фаз потепления до малых ледниковых периодов. Более того, можно сказать, что все периодические вариации потока солнечной энергии определяют почти все физические процессы, происходящие в системе Солнце-Земля. Мы обнаружили, что изменения потока солнечной энергии синхронно коррелируют с циклическими 200-летними и 11-летними осцилляциями индекса активности солнечных пятен. Это позволило рассчитать поток солнечной энергии на протяжении прошедших веков и даже тысячелетий, сравнить его с соответствующими климатическими изменениями прошлого и предсказать будущий ход событий. Между тем, мы можем утверждать, что все или, по крайней мере, все последние 18 периодов существенных похолоданий и потеплений, случившихся за 7,5 тысячи лет, были вызваны циклическими примерно 200-летними изменениями потока солнечной энергии, сопровождающимися вторичными эффектами».
По мнению Абдусаматова, снижение солнечной постоянной (потока солнечных лучей, нагревающих поверхность Земли) и связанных с этим вторичных изменений, приведут к такому снижению температуры, которое можно сравнить с Маундеровским минимумом 1645-1715 годов, когда глобальная температура на Земле понизилась на 1-1,5 градуса по Цельсию. Хроники тех времен свидетельствуют о низкой солнечной активности и о почти полном отсутствии солнечных пятен. Этот период совпал с 200-летним минимумом солнечной постоянной. В это время наблюдалось существенное похолодание в Европе и Северной Америке, поэтому этот период был назван «малым ледниковым периодом». Зимы были очень суровыми, что привело к неурожаям и тысячам погибших. В Италии в 1709 году Венецианская лагуна полностью замерзла.
Анализ антарктического льда позволяет предположить, что похолодание охватило всю землю. Подобная ситуация может повториться к 2040 году, вслед за этим наступит фаза глубокого похолодания, которая может продлиться до конца века.
Заметим, что как было изложено ранее, повышение концентрация углекислого газа в атмосфере — это следствие земного разогрева, а вовсе не причина. Это подтверждается анализом полярного льда. Эти анализы позволяют нам реконструировать обстановку последних 800 тысяч лет. Анализ антарктических льдов доказывает, что концентрация углекислого газа в атмосфере коррелирует с повышением температуры с запозданием на 400-800 лет. Во время ледниковых/межледниковых циклов пики концентрации углекислого газа никогда не предшествовали, а всегда следовали за периодами потепления. Современное исследование, проведенное на основе данных, полученных с января 1980 года по декабрь 2011 года, показало задержку примерно в 10-12 месяцев в корреляции показателей содержания углекислого газа и температуры воды и атмосферы,
Кроме того, Абдусаматов утверждает: «Антропогенный углекислый газ мало влияет на наблюдаемые изменения. Это также доказывается тем фактом, что климатические изменения не совпадают по времени с изменением объема выбросов в атмосферу углекислоты в результате человеческой деятельности». Интересно отметить, что в 1940-1975 годах, в период индустриального бума с соответствующим увеличением выбросов углекислого газа в атмосферу не наблюдалось реального повышения температуры. Наоборот, она снизилась, на что указывал профессор Франко Батталья.
Поговорим немного о вулканических извержениях. По мнению Абдусаматова, они имеют преходящее влияние на климат. Действительно, газы и твердые частицы, выбрасываемые вулканом в атмосферу, могут затруднять проникновение солнечных лучей и способствовать образованию облаков, но эти явления непродолжительны, потому что атмосфера способна самоочищаться за период от шести месяцев до года.
В конце интересно отметить, что первым корреляцию между солнечными пятнами и изменениями климата заметил известный английский астроном Уильям Гершель в 1801 году, когда он открыл обратную зависимость между ценой на зерно и солнечной активностью в период, известный как минимум Далтона. Во время периодов высокой солнечной активности (относительное потепление) производство зерна увеличивалось, что приводило к падению цены на него. Когда число солнечных пятен существенно уменьшалось (относительное похолодание), цена на зерно повышалась. Гершель предположил, что изменение цены было связано с соответствующими изменениями климата, но он не сумел объяснить физическую природу явления. Однако, вопреки тому, что часто проповедуется, подтверждается тот факт, что потепление в основном благоприятствует сельскохозяственному производству, способствует росту растений, увеличивает периоды культивации и зону сельскохозяйственной обработки в сторону территорий с более холодным климатом.
