Ученые связывают солнечную изменчивость с началом Ла-Нинья

Если связь, изложенная в журнале Earth and Space Science, подтвердится, это может значительно улучшить предсказуемость крупнейших событий Эль-Ниньо и Ла-Нинья, которые имеют ряд сезонных климатических эффектов на суше. Например, на юге США во время Ла-Ниньи обычно теплее и суше, а на севере США - холоднее и влажнее.

«Энергия Солнца является основным двигателем всей нашей земной системы и делает возможной жизнь на Земле», - сказал Скотт Макинтош, ученый из Национального центра атмосферных исследований (NCAR) и соавтор статьи. «Даже в этом случае научное сообщество не понимает, какую роль солнечная изменчивость играет во влиянии погодных и климатических явлений на Земле. Исследование показывает, что есть основания полагать, что это действительно так, и почему эта связь могла быть упущена в прошлом».

Применение новых солнечных часов

Появление (и исчезновение) пятен на Солнце - внешне видимые признаки солнечной изменчивости - наблюдалось людьми в течение сотен лет. Увеличение и уменьшение числа солнечных пятен происходит примерно в течение 11-летних циклов, но у них нет четких начала и конца. Из-за нечеткости длины любого конкретного цикла ученым сложно сопоставить 11-летний цикл с изменениями, происходящими на Земле.

В новом исследовании ученые полагаются на более точные 22-летние «часы» солнечной активности, полученные из цикла магнитной полярности Солнца, которые они обозначили как более регулярную альтернативу 11-летнему солнечному циклу в нескольких недавно опубликованных исследованиях.

Согласно их недавним исследованиям, 22-летний цикл начинается, когда противоположно заряженные магнитные полосы, окружающие Солнце, появляются вблизи полярных широт звезды. В течение цикла эти полосы перемещаются к экватору, вызывая появление солнечных пятен при их перемещении через средние широты. Цикл заканчивается, когда полосы встречаются посередине, взаимно уничтожая друг друга в том, что исследовательская группа называет событием терминатора. Эти ограничители служат точными ориентирами для конца одного цикла и начала следующего.

Исследователи наложили эти терминаторные явления на температуру поверхности моря в тропической части Тихого океана, начиная с 1960 года. Они обнаружили, что пять событий-терминаторов, которые произошли между тем временем и 2010-11 годами, совпали с переходом от Эль-Ниньо (когда температура поверхности моря выше средней) к Ла-Нинья (когда температура поверхности моря ниже средней). Конец самого последнего солнечного цикла, который разворачивается сейчас, также совпадает с началом события Ла-Нинья.

«Мы не первые ученые, изучающие, как изменчивость солнечной активности может приводить к изменениям в системе Земли», - сказал Лимон. «Но мы первые, кто применил 22-летние солнечные часы. Результат - пять последовательных терминаторов, выстраивающихся в линию с переключателем в колебании Эль-Ниньо - вряд ли это совпадение».

Фактически, исследователи провели ряд статистических анализов, чтобы определить вероятность, что корреляция была просто случайностью. Они обнаружили, что существует только 1 шанс из 5000 или меньше (в зависимости от статистического теста) того, что все пять событий-терминаторов, включенных в исследование, случайным образом совпадают с изменением температуры океана. По словам авторов, теперь, когда шестое событие-терминатор - и соответствующее начало нового солнечного цикла в 2020 году - также совпало с событием Ла-Нинья, вероятность случайного возникновения еще более мала.

В статье не рассматривается, какая физическая связь между Солнцем и Землей может быть причиной корреляции, но авторы отмечают, что есть несколько возможностей, требующих дальнейшего изучения, включая влияние магнитного поля Солнца на количество космических лучей, которые сбегают в Солнечную систему и в конечном итоге бомбардируют Землю. Но надежная физическая связь между вариациями космических лучей и климатом еще не определена.

«Если дальнейшие исследования смогут установить, что существует физическая связь и что изменения на Солнце действительно вызывают изменчивость в океанах, тогда мы сможем улучшить нашу способность предсказывать явления Эль-Ниньо и Ла-Нинья», - сказал Макинтош.