Soğuk ve güneş aktivitesi: dünya hava durumunun kozmik iplikleri

Arka plan: iklim kaosu içinde bağlantı arayışı

Sunucu aktivitesinin hava olaylarına, özellikle dondurucu soğuklara etkisi, modern iklimbilim ve heliofizikte en ilgi çekici ve tartışmalı olanlardan biridir. Günlük yaşamda sıkça duyduğumuz "güneş fırtınaları" ve anormal soğukların arasında bağlantı olduğu iddiaları vardır. Ancak bilimsel tablo çok daha karmaşıktır: güneş patlamaları veya Wolf sayısının yarınki günün sıcaklığına doğrudan ve net bir etkisi — bir mittir. Konuşulan şey, uzun vadeli döngülerde ve karmaşık atmosferik süreçler aracılığıyla zayıf ama istatistiksel olarak önemli korelasyonlardır. Bu bağlantıları arama, birçok aracıyla dolu bir detektif öyküsüdür: manyetosfer, stratosfer, okyanus akımları.

Guney cisme aktivitesi: temel göstergeler

Sunucu aktivitesinin ana göstergeleri:

Wolf sayısı (W) — güneş lekeleri ve gruplarının sayısını hesaba katan bir indeks. Güneş aktivitesinin 11 yıllık döngüsünü yansıtır.

Guney rüzgarı — genellikle protonlar ve elektronlar olmak üzere yüklenmiş çarpan parçacıklardan oluşan bir akım. Hızı ve yoğunluğu değişen.

Ultraviyole (UV) ve radyasyon — patlamalar sırasında belirgin bir şekilde artar.

Galaktik kosmik ışınlar (GKİ) — Güneş sisteminden dışarıdaki yüksek enerjili parçacıklar. Güneş aktivitesiyle ters orantılı bir akım: Güneşin maksimum yıllarında Güneş'in manyetik alanı ve güneş rüzgarı Dünya'yı GKİ'den daha iyi ekranlar.

Guney aktivitesi üzerindeki hipotetik hava ve iklim etkileri

Patlamaların atmosfere doğrudan ısıtma etkisi (enerji, güneş radyasyonunun genel akımına göre küçük) yoktur. Bilim insanları birkaç aracı aracılığıyla inceler:

Genel UV akımının değişikliği yoluyla etki: Güneş aktivitesinin yüksek olduğu dönemlerde UV ışınması %6-8 artabilir. Bu, stratosferdeki (10-50 km yükseklikteki katman) ek ısıtma ve dolaşım değişikliğine yol açar. Stratosferik rüzgarlar, ardından troposferik dalgalar (örneğin, Arktik dalgası - AO) ve atmosferik basınç dağılımına etki edebilir. AO'nun negatif fazına kayması, soğuk Arktik havasının orta enlem bölgelerine çıkmasına neden olabilir ve Avrupa, Kuzey Amerika ve Asya'da şiddetli soğuklara yol açabilir.

Galaktik kosmik ışınlar (GKİ) ve bulutluğun arasındaki bağlantı (Svensmark Teorisi): En tartışmalı, ancak aktif olarak çalışılan mekanizmalardan biridir. Danimarkalı bilim insanı Henrik Svensmark, GKİ'nin atmosferin alt katmanlarına ulaşarak kondensasyon merkezleri olarak hizmet edebileceğini ve düşük bulutluğun oluşumuna yardımcı olabileceğini öne sürdü. GKİ (Güneşin minimum yıllarında) artarsa, daha fazla düşük bulutlu varsa, daha fazla albedo (güneş ışığının yansıtılması) varsa, yüzeyde soğuma. Ancak bilim topluluğunda bu etkinin iklim için önemliliği hakkında bir konsensus yok ve birçok araştırma güçlü kanıtlar bulamamaktadır.

Planetaryal dalgaların yoğunluğu ve bloke edici antisyklonlar üzerindeki etkisi: Bazı çalışmalarda (örneğin, Rus heliofizikçi Y.I. Vitinsky'nin) güneş döngüleri ile atmosferdeki meridyonal süreçlerin güçlenmesi arasındaki istatistiksel bağlantıya işaret edilmiştir. Bu, kışın sürdürülebilir bloke edici antisyklonların oluşmasına yol açabilir ve kontinental üzerinde soğuk havanın kalmasına neden olabilir, bu da uzun süreli soğuklara yol açabilir (örneğin, 1978-79 yıllarında Kuzey Amerika'daki anormal soğuk kış).

İstatistik ve paleoklimatoloji ne söylüyor?

Son 100-150 yıldırki araçsal verilerin analizi, basit ve güçlü bir korelasyonun belirtilmediğini göstermektedir. Güneş maksimumları ve minimumları olan kışlar, anormal sıcak olabileceği gibi soğuk da olabilir.

Indirimsel kanıtlar: Güneş aktivitesinin minimumlarına (örneğin, XIX yüzyılın başlarında Dalton derin minimumu ile çakışan "küçük buzul çağı") bazı araştırmalar, Evrazia'daki ekstrem kış soğukluklarının olasılığının biraz arttığını göstermektedir. Ancak bu, bir garantidir değil, sadece bir artıştır.

Maundery Minimi (1645-1715): Güneş aktivitesinin son derece düşük olduğu bir dönem (lekelerin neredeyse tamamen yokluğu) Avrupa'daki Küçük Buzul Çağı'nın en soğuk fazı ile çakıştı. Bu, uzun vadeli iklim etkisi lehinde en sağlam tarihsel argümanlardan biridir. Ancak modern değerlendirmeler, güneş radyasyonunun doğrudan düşüşünün az olduğunu (yaklaşık %0.1) göstermektedir ve muhtemelen diğer faktörler (volkanik aktivite, iklimin içsel değişkenliği) de rol oynamıştır.

Güneş patlaması ile dondurucu soğuk nasıl tahmin edilemez?

Iklim sisteminin inerti: Orta enlem bölgelerindeki mevsimsel hava durumunun ana "orkestratörü" denizlerin termal inerti ve kar-buz kaplamasının durumudır. Onların etkisi, Güneş'in zayıf sinyallerinden çok daha güçlüdür.

Atmosferik dolaşımın gürültüsü: Atmosfer, "kelebek etkisi" oldukça büyük olan bir kaotik sistemdir. Güneşin atmosferik etkinin zayıf sinyalini güçlü içsel dalgalanmalar (El Nino, Kuzey Atlantik dalgalanması) arka planında ayırmak çok zordur.

Zaman gecikmesi ve yerel olmaması: Bağlantı varsa, anında değil, haftalardan aylara kadar gecikmelerle ve yerel olmayan, global dolaşım kalıplarındaki değişikliklerle ortaya çıkar.

İlginç gerçekler ve örnekler

Yüksek aktivitede rekor soğuklar: XX yüzyılın en şiddetli kış soğuklarından biri, 1940 yılında (Moskova'da -40°C'nin altında) Güneş'in 17. döngüdeki maksimuma yaklaşırken meydana geldi. Bu, doğrudan ters geri bildirim olmamasının bir örneğidir.

Rusya üzerinde "kule etkisi": Rus araştırmacılar (G.V. Kuznetsova ve diğerleri), güneş aktivitesinin minimumlarında kışın Sibirya üzerinde daha sık sabit bir antisyklonun oluştuğunu ve bu, Rusya'nın merkez bölgelerinde daha soğuk ve az yağışlı hava, Avrupa'da ise daha sıcak hava neden olabileceğini belirtmektedir.

CERN'deki CLOUD deneyi: Büyük Hadron Çarpıştırıcısında uluslararası bir fizikçi grubu, atmosferdeki küçük parçacıkların oluşumuna kosmik ışınların etkisini modellleme deneyleri yapıyor. Önleyici veriler, GKİ'nin partikül oluşumunu güçlendirebileceğini, ancak son değerlendirmelere göre genel bulut yuvarlakları sayısındaki katkılarının %10-20'den fazla olmadığını doğrulamaktadır.

Güneş döngüleri ve nehir akıntıları: Daha belirgin bir bağlantı sıcaklıkla değil, hidrolojik döngüyle izlenebilir. 22 yıllık Heyl döngüsü (11 yıllık döngünün katlanması) ile büyük nehirlerin (Volga, Nil) yağış/akış seviyeleri arasındaki istatistiksel korelasyonlar var, bu da bölgenin iklimine dolaylı olarak etki edebilir.

Sonuç

Guney aktivitesinin dondurucu soğuklara etkisi, basit bir termostat, ki açılabilir veya kapatılabilir değil. Bu, karmaşık iklim sisteminin zayıf bir modülatörüdür, etkisi sadece uzun vadeli döngülerde belirli atmosferik dolaşım senaryolarının olasılıklarında küçük bir kaydırma olarak ortaya çıkar.

Güneş'in "yarın -30°C olacak" emri doğrudan olamaz. Ancak uzun vadeli perspektifte (on yıllar, yüz yıllar) derin ve uzun süreli güneş aktivitesi minimumları, belirli bölgelerde soğuk hava girişlerinin riskini artırmak için meridyonal süreçlerin güçlenmesine katkıda bulunabilir, ancak sadece diğer faktörlerle birleştiğinde. Güneş verilerini kısa vadeli hava tahminleri için kullanma çabaları belirsizdir. Kış hava durumunun ana itici güçleri hala Arktik'in durumu, okyanus dalgalanmaları ve atmosferin güçlü, rastgele, ancak güçlü içsel dalgalanmalarıdır. Bu nedenle, "soğuk - güneş aktivitesi" bağlantısı var, ancak bu bağlantı çok ince ve aracıdır, bu nedenle bu bağlantıyı karmaşık istatistiksel modeller ve paleoklimatik arşivlerde, güneş patlamaları takviminde değil aramak gerekmektedir.

Permanent link to this publication: