Солнце могло устроить всепланетную парилку или новый ледниковый период только до середины XIX века. С тех пор температурный режим зависит от концентрации в атмосфере углекислого газа.
Российско-швейцарская группа гляциологов выяснила, как Солнце влияет на глобальное изменение климата Земли. Анализировали ученые лед из Алтая, с ледника Белуха. Подробности проекта сообщили корреспонденту Infox.ru ведущие авторы исследований: доктор химических наук Татьяна Папина (Институт водных и экологических проблем, Барнаул, Россия) и доктор Маржит Сквиковски (Институт Паула Шеррера, Швейцария). По словам доктора Сквиковски, они выяснили, что солнечная активность определяла температурный режим в доиндустриальную эпоху -- с 1200 по 1850 год. А в последние 150 лет температурный режим все больше связан с концентрацией диоксида углерода в атмосфере.
Солнечная активность и климат Земли
Физические процессы, определяющие воздействие солнечной активности на атмосферу и климат Земли, довольно сложны. Профессор физического факультета Санкт-Петербургского государственного университета Михаил Пудовкин описывает это воздействие так:
«В результате активных процессов на Солнце в области интенсивных вспышек генерируются потоки высокоэнергичных (e = 100 - 300 МэВ) протонов, через несколько часов достигающие орбиты Земли.
Усиление (ослабление) потока вторгающихся частиц в результате еще не вполне выясненных физико-химических процессов вызывает уменьшение (или увеличение) прозрачности атмосферы и тем самым модулирует поступление солнечной энергии в нижнюю атмосферу.
Изменение потока поступающей солнечной энергии вызывает изменение температуры воздуха и высоты изобарических поверхностей в тропосфере, обусловливая тем самым заметные изменения скорости крупномасштабной циркуляции атмосферы». (Влияние солнечной активности на состояние нижней атмосферы и погоды // (Соровский образовательный журнал, 1996)
Почему Алтай
Алтай был выбран не случайно. Это район с континентальным климатом, где разница между летними и зимними температурами особенно велика. Ученым известно, что именно в физико-географических районах с континентальным и резко-континентальным климатом глобальное потепление проявляется особенно сильно. По словам Татьяны Папиной, увеличение среднегодовой температуры в Северном полушарии, начиная с середины XIX века, составляет 0.8--1°C , а для Алтая эта цифра в три раза больше и составляет 2,5 C.
Исследование ледникового керна
Ученые изъяли керн длиной 139 м из ледника Белуха еще в 2001 году. Но только в 2008 году авторам удалось раскрыть тайну, которую таил в себе ледник.
Датировка слоев керна показала, что самый нижний слой относится к 1250 году. В разных слоях керна, соответствующих разным временным отрезкам, определяли содержание изотопа 16О кислорода с помощью метода изотопной масс-спектрометрии. Метод позволил ученым определить температурный режим, существовавший в районе Алтая последние 750 лет.
Затем ледниковый керн растопили, получив 3615 образцов. А в них ученые искали растворенные сульфат-ионы, Они показывают, сколько серы попало в ледник после извержения вулканов.
О чем рассказал ледник
Первое, что показал анализ изотопов кислорода, -- в 1453-м и в 1598 году (плюс-минус два года) происходило сильное похолодание. И когда авторы работы сопоставили температурные данные с содержанием серы в датированных этими же годами слоях, оказалось, что серные пики с кислородными совпадают. По литературным данным ученые выяснили, что в 1452 году происходило извержение вулкана Кувае (на юго-западе Тихого океана), а в 1600 году -- в Перу. Ученые считают, что эти извержения были настолько мощными, что вызвали похолодание.
Оценить эффективность солнечной активности за 750 лет оказалось намного труднее. Исследования по прямому ее измерению стали проводиться только в 1978 году. Однако известно, что солнечную активность можно измерить косвенно, наблюдая количество солнечных пятен. А эти пятна начал подсчитывать еще в 1610 году Галилей.
До 1610 года солнечную активность можно определить с помощью анализа радиоактивных элементов в кернах льда. Для своих исследований ученые использовали литературные данные по содержанию 10Be и 14C в кернах арктического льда до 1610 года, а с 1600-го по 1978 год -- данные по количеству солнечных пятен.
Солнце, воздух, СО2
Температурный режим связан с солнечной активностью -- но не всегда
Сопоставив все данные за 750 лет, авторы работы пришли к выводу, что в доиндустриальную эпоху (1250--1850 годы) солнечная активность действительно определяла температурный режим. Корреляция между солнечной активностью и значениями температуры для этого периода составляла 99%. Но в индустриальный период ситуация изменилась и корреляция составляла всего 45%. По словам доктора Сквиковски, «начиная с 1850 года на первые позиции вышел другой фактор, определяющий температурный режим на региональном уровне, -- углекислый газ». Его содержание в верхних слоях атмосферы совпадает с измеренным по изотопам температурным трендом на 98%.
