Soğuk ve güneş aktivitesi: dünya havasının kozmik ipleri

Giriş: iklim kaosunda bağlantı arama

Sunucu aktivitesinin hava olayları, özellikle şiddetli soğukların sertliği üzerindeki etkisi, modern iklimbilim ve heliofizikte en dikkat çekici ve tartışmalı olanlardan biridir. Günlük yaşamda, genellikle "güneş fırtınaları" ve anormal soğukluklar arasındaki bağlantı hakkında iddialar duyulabilir. Ancak bilimsel tablo çok daha karmaşıktır: güneş patlamaları veya Wolf sayısının yarınki günün sıcaklığı üzerinde doğrudan ve kesin bir etkisi — mit. Konu, uzun vadeli döngülerde ve karmaşık atmosferik süreçlerin zincirinde istatistiksel olarak anlamlı korelasyonlarla ilgilidir. Bu bağlantıları arama, birçok aracı olan bir dedektif öyküsüdür: manyetosfer, stratosfer, okyanus akımları.

Sunucu aktivitesi: temel göstergeler

Sunucu aktivitesinin temel göstergeleri şunlardır:

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

Sunucu rüzgarı — çoğunlukla protonlar ve elektronlar olan yüklenmiş parçacıkların akışı, hız ve yoğunluğu değişen bir akıntıdır.

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

Galaktik kosmik ışınları (GKİ) — Güneş Sistemi dışından gelen yüksek enerjili parçacıklar. Güneş aktivitesiyle ters orantılı bir akıntıdır: Güneşin maksimum yıllarında Güneş'in manyetik alanı ve sunucu rüzgarı Dünya'yı GKİ'den daha iyi ekranlar.

İklim ve hava üzerindeki hipotetik etkileşim mekanizmaları

Patlamaların atmosfere doğrudan ısıtma etkisi (enerji, güneş radyasyonunun genel akışına göre küçük) yoktur. Bilim insanları, birkaç aracı kanal göz önünde bulundurur:

Genel UV akışının değişmesi yoluyla etkileşim: Güneş aktivitesinin yüksek olduğu dönemlerde UV ışınları %6-8 oranında artabilir. Bu, stratosferde (10-50 km yükseklikteki katman) ekstra ısıtma ve dolaşımın değişmesine yol açar. Stratosferik rüzgarlar, kendi turnusoluna "proje" edilebilir ve troposferik dalgaları (örneğin, Arktik dalgalanma - AO) ve atmosferik basınç dağılımını etkileyebilir. AO'nun negatif fazına geçiş, soğuk Arktik havasının orta enlemlere çıkmasına neden olabilir ve Avrupa, Kuzey Amerika ve Asya'da şiddetli soğuklara yol açabilir.

Galaktik kosmik ışınları (GKİ) ve bulutluğun bağlantısı (Svensmark Teorisi) hakkında hipotez: En tartışmalı, ancak aktif olarak araştırılan mekanizmalardan biridir. Danimarkalı bilim insanı Henrik Svensmark, GKİ'nin alt katmanlara ulaşarak kondensasyon merkezleri olarak hizmet edebileceğini ve düşük bulutluğun oluşumuna yardımcı olabileceğini öne sürdü. GKİ (Güneş'in minimum yıllarında) artarsa -> daha fazla düşük bulut -> daha fazla albedo (güneş ışığının yansıtılması) -> yüzeyde soğukluk. Ancak bilim topluluğunda bu etkinin iklim üzerindeki önemi hakkında bir konsensüs yoktur ve birçok araştırma güçlü kanıtlar bulamamaktadır.

Planetaryal dalgaların yoğunluğu ve engelleyici antisyklonlar üzerinde etkisi: Bazı çalışmalarda (örneğin, Rus heliofizikçi Yu.I. Vitinsky'nin) güneş döngüleri ile atmosferdeki meridyonal süreçlerin güçlenmesi arasındaki istatistiksel bağlantıya dikkat çekilmiştir. Bu, kış aylarında istikrarlı engelleyici antisyklonların oluşmasına yol açabilir ve kontinental üzerinde soğuk havanın "kapalı kalmasına" neden olabilir, bu da uzun süreli soğukluklara yol açabilir (örneğin, 1978-79 yıllarında Kuzey Amerika'daki anormal soğuk kış).

İstatistik ve paleoklimatoloji ne söylüyor?

Son 100-150 yıl boyunca elde edilen araçsal verilerin analizi, basit ve güçlü bir korelasyonu ortaya çıkarmamaktadır. Güneş maksimumları ve minimumlarındaki kışlar, anormal sıcaklıklar gibi soğuk olabilir.

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

Maundery Minimi (1645-1715): Çok düşük güneş aktivitesi (lekelerin neredeyse tamamen yokluğu) ile çakışan bir dönem. Bu, Avrupa'daki Küçük Buz Çağı'nın en soğuk aşaması ile çakışan en ikna edici tarihsel argüman. Ancak modern değerlendirmeler, güneş radyasyonunun doğrudan düşüşünün az olduğunu (yaklaşık %0.1) göstermektedir ve büyük olasılıkla diğer faktörler (volkanik aktivite, iklimin içsel değişkenliği) de rol oynamıştır.

Sunucu patlaması ile soğukun tahmin edilememesi nedeni nedir?

İklim sisteminin inerti: Orta enlemlerde mevsimsel havanın ana "orkestraçısı" denizlerin ısıtma inerti ve kar-buz kaplamasının durumu. Onların etkisi, Güneş'in zayıf sinyallerinden daha güçlüdür.

Atmosferik dolaşımın gürültüsü: Atmosfer, "kelebek etkisi"nin büyük olduğu kaotik bir sistemdir. Güneşin etkisinin zayıf sinyalini, güçlü içsel dalgalanmalar (El Niño, Kuzey Atlantik dalgalanması) arka planında ayırmak çok zordur.

Zaman gecikmesi ve yerel olmaması: Bağlantı varsa, anında değil, haftalardan aylara kadar gecikmelerle ve yerel değil, küresel dolaşım kalıplarındaki değişimlerle 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) meydana gelen 17. döngü maksimumuna doğru yükselen Güneş'in bir örneğidir. Bu, doğrudan geri bildirimin olmamasının bir örneğidir.

Rusya üzerinde "kule etkisi": Rus araştırmacılar (G.V. Kuznetsova ve diğerleri) not ettikleri gibi, güneş aktivitesinin minimumlarında kış aylarında Sibirya üzerinde daha sık istikrarlı bir antisyklon oluşur, bu da Rusya'nın merkez bölgelerinde daha soğuk ve az karlı hava, Avrupa'da ise daha sıcak havaya neden olabilir.

CERN'deki CLOUD deneyi: Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda uluslararası bir fizikçi grubu, atmosferde kosmik ışınların etkisi üzerinde modellleme deneyleri yapıyor. Önleyici veriler, GKİ'nin çökelti partikillerinin oluşumunu güçlendirebileceğini doğrular, ancak son değerlendirmelere göre, bulut çekirdeklerinin toplam sayısına olan katkısı, %10-20'yi aşmamaktadır.

Sunucu döngüleri ve nehir akıntıları: Daha net bir bağlantı, ısı ile değil, hidrolojik döngü ile izlenebilir. 22 yıllık Hayaal döngüsü (11 yıllık döngünün katlanması) ile büyük nehirlerin (Volga, Nil) yağış/akış seviyeleri arasındaki istatistiksel korelasyonlar vardır, bu da bölgenin iklimine dolaylı olarak etki edebilir.

Sonuç

Sunucu aktivitesinin soğukların sertliği üzerindeki etkisi, basit bir termostat değildir, ki açılabilir veya kapatılabilir. Bu, karmaşık iklim sisteminde zayıf bir modülatör, etkisi ancak uzun vadeli döngülerde belirli atmosferik dolaşım senaryolarının olasılıklarında küçük bir kaydırma olarak ortaya çıkar.

Sunucunun doğrudan emri: "Yarın -30°C olacak" mümkün değildir. Ancak uzun vadeli perspektifte (on yıllar, yüz yıllar) derin ve uzun süreli güneş aktivitesi minimumları, büyük olasılıkla meridyonal süreçlerin güçlenmesine ve belirli bölgelerde soğuk Arktik havasının şiddetli kış girişimlerine artış riskine neden olabilir, ancak diğer faktörlerle birlikte. Kısa vadeli hava tahminleri için güneş verilerini kullanma çabaları mümkün değildir. Kış havasının 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 izleri karmaşık istatistiksel modeller ve paleoklimatik arşivlerde, değil güneş patlamaları takviminde aramak gerekir.
© biblio.uz

Permanent link to this publication: