У 2030-40 роках очікується прихід сильних холодів, які лютували в часи «малого льодовикового періоду», що заморозив світ в XVII і початку XVIII століть. Про це міжнародна група дослідників, в яку увійшла старший науковий співробітник Науково-дослідного інституту ядерної фізики і фізичного факультету МДУ, к.ф.-м.н. Олена Попова, повідомила в доповіді на конференції Королівського астрономічного товариства в місті Лландідно (Уельс).
Як відомо, Сонце має власне магнітне поле, амплітуда і просторова конфігурація якого змінюється з часом. Освіта і розпад в сонячній атмосфері сильних магнітних полів призводить до того, що з часом змінюється хвильовий (електромагнітне) випромінювання Сонця, інтенсивність потоків корпускул - частинок сонячного газу, що знаходиться в плазмовому стані, і кількість плям на поверхні Сонця. Вивчення зміни кількості плям на поверхні Сонця і аналіз вмісту вуглецю-14, берилію-10 і інших ізотопів в льодовиках і деревах показав, що сонячна магнітна активність, пов'язана з появою плям, має циклічну структуру.
Виділяють кілька циклів з різними періодами і властивостями. Найвідоміші з них це 11-річний, 90-річний і 300-400-річний. 11-річний цикл проявляється як циклічне зменшення плям на поверхні Сонця кожні 11 років. 90-річна варіація пов'язана з періодичним зменшенням кількості плям в 11-літніх циклах на 50-25%. 300-400-літні мінімуми пов'язані з виникненням кожні 300-400 років тривалого (до декількох десятків років) інтервалу часу, протягом якого плям дуже мало. Найвідоміший мінімум - це мінімум Маундера, який тривав приблизно з 1645 по 1715 роки. За цей період спостерігалося близько 50 сонячних плям замість звичайних 40-50 тисяч. Аналіз сонячного випромінювання показав, що його максимуми і мінімуми майже збігаються з максимумами і мінімумами в кількості плям.
Вчені проаналізували три сонячних циклу активності з максимумами з 1982 по 2002 роки, застосувавши так званий «аналіз головних компонент», який дозволяє в спостережних даних виявити хвилі з найбільшим внеском. Такий метод можна порівняти з розкладанням білого світла призмою на кольори веселки, або хвилі з різними частотами. В результаті розробленої ними нової методики аналізу було виявлено, що магнітні хвилі на Сонце генеруються парами, і найголовніша пара відповідає за зміни дипольного поля, яке спостерігається при зміні сонячної активності, і вдалося отримати аналітичні формули, які описують еволюцію обох хвиль.
Фактично вчені отримали формулу залежності амплітуди хвиль і їх фаз від часу. Потім ці формули були використані для передбачення активності в минулому (від 1200 роки) і майбутньому (до 3200 року). Виявилося, що теоретична еволюція магнітного поля дала для минулих епох глобальні мінімуми сонячної активності, що збігаються з спостерігаються. Крім цього, пророкування магнітної активності в 24 циклі на основі цих формул дало 97% точність при порівнянні зі спостереженнями (тобто з принципових компонент, які вони вивели з спостережень).
Але самим приголомшливим результатом дослідження став прогноз на найближчі десятиліття. З 2030 За 2040 роки, заявляють учені, почнеться різкий спад сонячної активності, який можна порівняти з так званим мінімумом Маундера в XVII столітті. За словами Олени Попової з МГУ, за цей період спостерігалося близько 50 сонячних плям замість звичайних 40-50 тисяч. Новий мінімум Маундера призведе до похолодання, можливо, дуже сильному.
«Ряд досліджень показав, - говорить Попова, яка розробила унікальну фізико-математичну модель еволюції магнітної активності Сонця і з її допомогою отримала закономірності виникнення глобальних мінімумів сонячної активності і дала їм фізичну інтерпретацію, - що мінімум Маундера збігся за часом з найбільш холодної фазою глобального похолодання клімату, яке було названо «малий льодовиковий період». У Європі та Північній Америці були дуже холодні зими. За часів мінімуму Маундера замерзала вода в руслі річок Темза і Дунаю, Москва-ріка на кожні півроку покривалася льодом, сніг лежав на деяких рівнинах цілий рік, Гренландія вкрилася льодовиками. Якщо існуючі теорії про вплив сонячної активності на клімат вірні, то цей мінімум призведе до значного похолодання, аналогічний тому, який був за час мінімуму Маундера. З огляду на те, що наш майбутній мінімум триватиме три сонячних циклу - приблизно 30 років, можливе зниження температури не буде таким глибоким, як у мінімумі Маундера. Але це треба буде вивчити детальніше. Ми зараз знаходимося в листуванні з кліматології з різних країн. Ми плануємо працювати в цьому напрямку ».
Уявлення про те, що активність Сонця впливає на клімат, з'явилися давно. Відомо, наприклад, що зміна сумарної величини електромагнітного випромінювання тільки на 1% може спричинити за собою помітну зміну в розподілі температури і повітряних течій на Землі. Ультрафіолетові промені викликають фотохімічний ефект, який призводить до утворення озону на висотах 30-40 км. Потік ультрафіолетових променів різко збільшується при хромосферних спалахи на Сонці. Озон, добре поглинає сонячні промені, нагрівається, і це відбивається на повітряні течії в нижчих шарах атмосфери, отже, і на погоді. Під час високої активності Сонця періодично виникають потужні викиди корпускул, які можуть досягати поверхні Землі. Вони можуть рухатися по складних траєкторіях, викликають полярні сяйва, геомагнітні бурі і порушення радіозв'язку. У нижніх шарах атмосфери в результаті збільшення потоку частинок посилюються повітряні течії меридіонального напрямку: теплі течії з півдня з ще більшою енергією спрямовуються в високі широти, а холодні течії, що несуть арктичне повітря, глибше проникають на південь. Крім того, сонячна активність впливає на інтенсивність потоків галактичних космічних променів. У мінімумі активності потоки стають інтенсивнішими, що теж впливає на хімічні процеси в атмосфері Землі.
В цілому, як показало дослідження дейтерію в Антарктиці, за останні 400 000 років було 5 глобальних потеплінь і 4 льодовикові періоди. Після льодовикового періоду настає посилена вулканічна активність, що веде до появи парникових газів. Зростає магнітне поле Сонця, а значить, зменшується потік космічних променів, тобто зростає число хмар, що знову веде до потепління. Далі йде зворотний процес - зменшується магнітне поле Сонця, зростає інтенсивність потоків космічних променів, що зменшують хмари, атмосфера знову починає остуджувати. Цей процес йде з деякою затримкою.
Про антропогенному впливі на клімат Попова відгукується обережно. «Не існує строгого доказу, - каже вона, - що глобальне потепління викликане активністю людини. За останні 400 000 років було 5 глобальних потеплінь і 4 льодовикові періоди, як показали дослідження дейтерію в Антарктиці. Людство з'явилося приблизно 60 000 років тому. Однак навіть якщо діяльність людини і впливає на клімат, то можна сказати, що Сонце з новим мінімумом дає людству додатковий час, або другий шанс, щоб людство призвело до ладу свої індустріальні викиди і приготувалася до циклу 28, коли Сонце знову повернеться до нормального режиму активності ».
