Погода в Москве, Петербурге, Самаре и других городах России
И опыт, сын ошибок трудных, и гений, парадоксов друг, и случай, Бог-изобретатель...
Поиск по сайту - введите термин или город:
Солнечные циклы и климат

Солнечные циклы и климат

С.П.Хромов
"Метеорология и гидрология", 1973, №9.
УДК 551.590.21 : 551.581

О некоторых спорных вопросах, относящихся к цикличности солнечной активности и ее предполагаемым связям с климатом.

В литературе по так называемым солнечно-тропосферным связям нет недостатка в приподнятых заявлениях, характеризующих важность проблемы "солнечная активность - климат" и уже имеющиеся здесь достижения*. Все здесь в превосходной степени. Мы узнаем, что это фундаментальнейший, важнейший и интереснейший вопрос, что еще со времен Галилея "эта проблема разрабатывалась поколениями ученых и не исчезала с главной арены научного прогресса", а в настоящее время "является одной из ведущих проблем современной климатологии" и даже "современной физической географии в целом", что наличие солнечно-тропосферных связей "было установлено многочисленными исследователями на обширнейших материалах наблюдений" и "теперь уже строго доказано".

Нас уверяют, будто "сейчас неопровержимо установлено, что и интенсивность, и тип, т. е. характер атмосферной циркуляции, зависят от солнечной деятельности", что "весь ход макросиноптических и гидрометеорологических 'процессов, как доказали в особенности исследования Л. А. Вительса (1946 и 1948), шел почти строго параллельно вековому ходу солнечной деятельности", что таковая "является астрофизической первопричиной современных климатических изменений" и вообще "является главнейшей причиной изменений и колебаний климата на Земле".

* Двусмысленность терминов иногда вводит в заблуждение неспециалистов. Нет никакого сомнения в том, что энергетика тропосферных процессов в конечном итоге целиком определяется интегральным потоком солнечной радиации. Но под солнечно-тропосферными связями подразумевают более узко связи тропосферных процессов с солнечной активностью, т. с. с физическими изменениями в атмосфере Солнца, при которых энергия интегрального потока радиации меняется лишь незначительно.

Гиперболичность достигает предела в вопросе о "вековом" солнечном цикле. Оказывается, что это "центральный и наиболее важный для изучения климата вопрос гелиогеофизики", "самое крупное из всех известных климатообразующих явлений", "фундаментальный климатический факт"; что еще в 1952 г. И. В. Максимов "убедительно .показал наличие 80-летнего климатического цикла и доказал его солнечное происхождение", что вековой цикл "на протяжении всего исторического времени проявлялся в качестве основной закономерности в изменениях климата Европы" и вообще очень важен, универсален, общепризнан и "установлен окончательно". После таких дифирамбов замечание А. С. Монина (1969) о том, что утверждение о существовании 80-90-летнего цикла солнечной активности, "конечно, является необоснованным", представляется чем-то вроде богохульства.

Все приведенные цитаты, число которых можно неограниченно увеличить, взяты нами из монографий М. С. Эйгенсона (1957), И. В. Максимова (1970) и А. Д. Гедеонова (1973)* Наряду с восторгами и гиперболами, вовсе не повышающими доверия к утверждениям, нет недостатка и в негодовании и сетованиях по поводу якобы тяжелого, даже до "драматизма", состояния проблемы, вызванного тенденциозностью, скепсисом, дискредитацией, бушующей предвзятостью, научной слепотой и пр. со стороны "официальной климатологии" **. Поэтому "и сегодня работа в этой области осуществляется руками энтузиастов". (А как же "поколения ученых"?). Все суровые формулировки в предыдущем абзаце взяты с нескольких страниц книги И. В. Максимова (1970).

Итак, вся беда в "официальной климатологии", противостоящей передовым энтузиастам. Все же не совсем понятно, почему в официальной климатологии подобрались именно реакционеры, а не энтузиасты; во всяком случае, возрастных и социальных различий, даже принципиальных различий в местах работы, как показывает опыт, между этими двумя категориями климатологов нет. Почему официальная климатология не в состоянии разглядеть всей важности, капитальности и фундаментальности вопроса, столь ясной и очевидной для "неофициальных" климатологов? Почему она не воспринимает строгих, убедительных, окончательных и неопровержимых доказательств? По-видимому, категория "официальных" климатологов выделяется только по признаку несогласия с адептами гелиоклиматических связей. Но это означает, что в нее попадает абсолютное большинство специалистов; описок энтузиастов, систематически работающих над солнечно-тропосферными связями как у нас, так и за границей, весьма ограничен: мы постоянно встречаемся с одними и теми же именами. Может быть, при таком положении большинство просто затыкает рот меньшинству?

* Я не утверждаю, что возбужденный тон приведенных выше цитат характерен для всей литературы вопроса о солнечно-тропосферных связях. Приходится встречаться и с тоном более сдержанным, и с заявлениями менее категоричными, даже самокритическими. Так, вполне отвечают требованиям научной объективности труды Б. М. Рубашева. ** До сих пор такой или подобные ему термины встречались мне не в научных трудах, а только у разного рода "пророков погоды". Даже общая наша пресса начала относиться к таким терминам с осуждением. Так, в № 17 "Литературной газеты" за 1973 г. можно прочитать следующее: "... Серьезным ученым нередко приходится сдерживать натиск бойких дилетантов, становящихся в позу "непризнанных гениев" и обвиняющих "официальную науку" в консерватизме". (Надо добавить - подчас с помощью той же "Литературной газеты").

Нет, сам И. В. Максимов указывает, что только перечисление работ о влиянии солнечной активности на климат потребовало бы многих десятков страниц. Во многих советских (как и иностранных) журналах, астрономических, метеорологических, геофизических, географических и иных, в "трудах" научных учреждений (в том числе ГГО, Гидрометцентра СССР, ААНИИ, КазНИГМИ) публикуются труды "гелиогеофизиков", в том числе и по солнечно-тропосферным связям; опубликовано немало монографий; существуют, как известно, комиссии, советы, лаборатории, отделы в научных обществах и институтах, созываются конференции. Широкая печать относится к выступлениям деятелей этого направления с явной благосклонностью, предоставляя им даже всесоюзную трибуну, с которой иной раз раздаются вполне антинаучные или научно беспомощные утверждения: случается, что на трибуну выходит не ученый, официальный или неофициальный, а "бойкий дилетант", говоря словами "Литературной газеты".

Популярность солнечно-тропосферных связей в широкой публике едва ли не превосходит (популярность пришельцев из космоса, парапсихологии и иных чудес нашего времени. Напротив, метеорологи и климатологи, не относящиеся к гелиогеофизикам, предпочитают по этим вопросам не выступать, явно не видя в них предмета для конструктивной дискуссии, а редкие их выступления встречаются очень нервно, в духе приведенных выше инвектив И. В. Максимова. Все же интересно разобраться: чем объясняется упомянутая "научная слепота"? Отсюда и возникла предлагаемая попытка обзора и оценки идей и утверждений в области "гелиоклиматических связей". При этом остается в стороне вопрос о влиянии солнечной активности на магнитосферу и ионосферу (такое влияние, действительно, общепризнано, хотя и не слишком еще хорошо изучено), а также и на отдельные синоптические процессы. Также нельзя было претендовать на анализ, даже самый краткий, всей существующей литературы вопроса: ниже затронута литература преимущественно последних 10-15 лет, & первую очередь (но не только) монографическая.

Скажем сразу, что углубление в литературу вопроса мало, в чем убеждает, но знакомит со множеством противоречий, неясностей, натяжек, бездоказательных предположений и даже разрывов с элементами научной методологии, а также и с печальной нехваткой самокритики. Оно также показывает, что некоторые авторы, пишущие о солнечно-тропосферных связях, не всегда правильно ориентируются в фактах и теориях, относящихся к тропосферным процессам *.

Изыскания связей климата с солнечной активностью неотделимы от концепции цикличности последней: циклы солнечной активности, по предположению, должны вызывать соответствующие циклы в вековом ходе метеорологических элементов или климатообразующих процессов, в частности, общей циркуляции атмосферы. При этом необходимым (но и достаточным) условием и единственным доказательством существования такой связи является совпадение длин циклов. Например, у А. Д. Гедеонова (1973, стр. 63) говорится: "..."вековой" цикл корпускулярной радиации и "вековой" цикл колебаний климата Земли имеют одну и ту же продолжительность, что, по-видимому, свидетельствует об их причинной связи".

Заметим, кстати, что о вековом цикле корпускулярной радиации ничего не известно; автор имеет в виду просто вековой цикл солнечных пятен, о котором речь пойдет дальше. Но в любом случае очевидна несостоятельность заключений о причинной связи на основании совпадений вроде того, о котором говорится выше. Еще А. Л. Чижевский в 20-х годах обратил внимание на то, что целый ряд максимумов 11-летних циклов солнечной активности, начиная с 1787 и до 1917 г. (в том числе 1804, 1816, 1830, 1848, 1860, 1870, 1905) близко совпадает с датами известнейших революций, переворотов и гражданских войн. Эти совпадения можно отметить и дальше - в 1937, 1947, вплоть до 1957г. (революция "а Кубе). Решится ли кто-нибудь, однако, утверждать вместе с Чижевским, что совпадения эти обусловлены причинной связью?

* Примером является заявление, содержащееся в предисловии редактора М. Н. Гневышева к сборнику "Влияние солнечной активности на атмосферу и биосферу Земли" (1971). Желая доказать, что корпускулярная радиация может даже при ничтожной энергии влиять как спусковой механизм на неустойчивые атмосферные состояния, М. Н. Гневышев не находит ничего более убедительного, чем такая аналогия: "Например, достаточно рассеять небольшое количество пыли в насыщенном парами воды воздухе, чтобы пылинки, являясь ядрами конденсации, вызвали бурное выпадение осадков". Ядра конденсации, притом отнюдь не пылинки, в атмосфере есть всегда; на них возникают облачные элементы, но к выпадению осадков, да еще бурных, они никакого отношения не имеют. Другой пример: Р. Ф. Усманов в статье в "Литературной газете" в 1972 г. заявил, что без солнечной активности атмосферная циркуляция вообще остановилась бы вследствие трения. При этом он всего только спутал солнечную активность с интегральным потоком солнечной радиации.

Впрочем, в некоторых случаях не требуют даже и совпадения длин колебаний или циклов. Предполагают (например, М. С. Эйгенсон 1957), что атмосфера "по-своему" реагирует на солнечный цикл, трансформирует его, и, например, одному 11-летнему солнечному колебанию могут соответствовать два 5-6-летних или пять двухлетних, или что-нибудь еще. Такого рода соображения, конечно, открывают возможность связать любой солнечный цикл с любым земным циклом; более того - любое явление на Солнце с любым явлением в атмосфере. Но, кажется, при таком взгляде на вещи места для научного анализа уже не остается. Если никаких систематических соответствий между явлениями на Солнце и в тропосфере нет - понятие о причинной связи теряет смысл.

Во всяком случае, прежде всего, следует установить - с какими же солнечными циклами приходится иметь дело в вопросе об изменениях климата. Из монографий М. С. Эйгенсона, Б. М. Рубашева, И. В. Максимова и других видно, что в разное время разными авторами утверждалось или предполагалось наличие весьма большого числа солнечных циклов (периодов, ритмов) продолжительностью от нескольких месяцев до миллионов, а то и миллиардов лет. Из них только так называемый 11-летний цикл (с действительной длиной колебаний от 6 до 17 лет) вполне очевиден из непосредственного рассмотрения ряда чисел Вольфа (относительных чисел солнечных пятен). Кроме него на протяжении трех неполных столетий можно с некоторыми натяжками рассмотреть менее трех колебаний предполагаемого "векового" (80- 90-летнего) цикла. Еще менее очевиден 22-летний цикл, по крайней мере, в числах Вольфа. Но разными авторами были прокламированы еще солнечные циклы следующих длин, причем этот список явно неполный. Это месяцы: 3, 9, 12, 6; годы: 1,5; 2; 2,6; 3,4; 4,788; 5; 5,6; 7; 8; 8,344; 9; 10, 10,3, И; 11,5; 14; 15,1; 16-18; 20; 22; 23; 28; 31; 33,375; 34; 35; 42; 44; 46; 52; 60; 70-100; 70; 73; 78; 80-90; 80; 81; 83; 84; 89; 90; 92; 93; 160-180; 167; 171; 176; 189; 300; 400; 500; 600; 900; 1500; 1500-2000; 1800; 1850 и т. д., вплоть до миллионов и даже миллиардов лет.

Многие из указанных циклов, очевидно, идентичны; но и при этом их изобилие оказывается обескураживающим. Оно привело к гипотезе о так называемой "многоритмичности" или "многоцикличности" явлений на Солнце (М. С. Эйгенсон, 1957). Не в моей компетенции оценивать реальность или иллюзорность этой концепции; о ней достаточно спорят сами гелиогеофизики *, как и почти о каждом из циклов в отдельности. Могу лишь сочувственно процитировать слова И. В. Максимова (1970, стр. 311), что "представление о бесконечном множестве солнечных циклов приводит к утрате проблемой ее конкретного содержания и вносит элемент произвольности в исследования".

* М. С. Эйгенсон называет ее "фундаментальным фактом" (1957, стр. 104), И. В. Максимов - "пресловутой" (1970, стр. 312).

Поэтому сами гелиогеофизики склонны вводить ограничения в это изобилие и относиться к нему критически. Нужно заметить, что лишь немногие из солнечных циклов были реально или мнимо, открыты в ряде чисел Вольфа (с 1749 или с 1700 г.) или в еще 'более коротких рядах других характеристик солнечной активности или земного магнетизма. Большинство же исследователей шло обратным путем: циклы большой длины (очевидно, в первую очередь важные для климата) они искали и находили не >в ряде чисел Вольфа, слишком для этого коротком, или в других солнечных характеристиках, а в земных показателях-геологических, гидрологических, биологических и других, в какой-то мере отражающих влияние климата, а также в разбросанных хроникальных свидетельствах о наиболее "броских" явлениях погоды и гидрологического режима и, в лучшем случае, об изредка видимых невооруженным глазом пятнах и о полярных сияниях (Шове), систематичность и регистрация наблюдений над которыми сотни и тысячи лет тому назад по меньшей мере сомнительны.

Циклы находят на Земле и объявляют их солнечными, исходя из высказываемого или не высказываемого априорного убеждения, что самостоятельной цикличности в атмосферных явлениях быть не может. Тем самым солнечно-тропосферные связи не доказываются, а постулируются заранее, что противоречит элементарной научной логике.

Чтобы избежать подозрения в преувеличении, снова сочувственно приведу слова И. В. Максимова: "Любое по существу флюктуационное или ритмичное явление природы часто теперь приписывается "очередному" солнечному циклу. Флюктуации климатических характеристик любой продолжительности постоянно относятся к числу явлений солнечного происхождения. Вопрос о том, существует ли в действительности или нет такой цикл на Солнце, при этом не рассматривается (добавлю, что для циклов, превышающих 100-200 лет, и не может быть рассмотрен,- С. X.). В результате этого дискредитируется вся проблема в целом" (1970, стр. 311).

К сожалению, этот трезвый взгляд на вещи не помешал самому И. В. Максимову утверждать, что так называемый вековой солнечный цикл осуществлялся в течение, по крайней мере... трех последних тысяч лет (а в другом месте он же говорит: "на протяжении всего исторического времени"). Обнаружить этот цикл на протяжении 3000 лет или более он мог, конечно, не на Солнце, а в результатах исследований колец секвойи, озерных осадков, разливов Нила и т. п.; однако он безоговорочно заявляет, что "эта вариация, как мы считаем (курсив наш,- С. X.), солнечно обусловленная" (1970, стр. 309), т. е. постулирует наличие соответствующего солнечного цикла. Почему так следует считать - остается неизвестным; но продлевать вековой солнечный цикл, наблюдавшийся два с половиной раза, на три тысячи лет назад по земным данным можно только совершая ту методологическую ошибку, которую сам И. В. Максимов так хорошо разоблачает в приведенной выше цитате.

Вопреки своей гипотезе "многоритмичности", вполне реалистический взгляд на факты высказывал и М. С. Эйгенсон, который писал (1957, стр. 104): "Спектр частот солнечных ритмов известен нам крайне неполно. Он обрывается уже вскоре после начала со стороны более длинных ритмов. Вместе с тем заранее представляется довольно естественным, что налицо могут быть и весьма длительные ритмы. Однако почти полное отсутствие фактических наблюдательных данных позволяет только догадываться об их существовании". "Догадываться", как выясняется дальше,- опять-таки по земным данным. Но догадки являются достаточно сомнительным методом научного исследования. Ниже мы увидим один яркий пример таких догадок- в связи с брикнеровым циклом.

Позднее (1963, стр. 33) М. С. Эйгенсон писал, что "реальность циклов, меньших 11 лет, а также цикла или циклов, промежуточных между 22-летним ,и вековым, пока гораздо менее надежно установлена, чем реальность 11-летнего, 22-летнего и векового циклов солнечных и гелиогеофизических явлений". Таким образом, несмотря на концепцию "многоритмичности", Эйгенсон сводит -число надежных циклов только к трем. Правда, это не мешает ему с симпатией относиться и к таким циклам, как 1850-летний. Критический анализ Б. М. Рубашева позволил ему ограничить число реальных солнечных циклов четырьмя: 11-летним, 22-летним, вековым (80-90-летним) и 44-летним; циклы в 35, 176, 300, 900, 1800 лет он считает нереальными либо сомнительными, но склонен считать реальным 600-летний цикл (1964, стр. 8-42). 5-6-летний цикл, по его мнению, выявлен в солнечных процессах слабо, и его нельзя считать окончательно установленным (стр. 43).

Ю. И. Витинский в двух изданиях своей книги (1963, 1973) в основном рассматривает лишь 11-летний, 22-летний и 80-90-летний ("вековой") циклы. При этом он делает оговорки в отношении двух последних. 22-летний цикл не распознается в числах Вольфа, и доказать его статистическую значимость нельзя. Он является, прежде всего, циклом качественных характеристик солнечной активности - именно особенностей изменения магнитных полей солнечных пятен. О "вековом" цикле, "окончательно установленном" для других авторов, Ю. И. Витинский и в 1973 г. говорит (стр. 53), что "статистическое обоснование реального существования 80-90-летнего цикла нельзя считать вполне надежным даже при использовании исторических материалов Шове о полярных сияниях и солнечных пятнах за 2000 лет, и что, во всяком случае, остается в какой-то мере неуверенность в отношении средней продолжительности этого цикла". Относительно "двойного" векового цикла в 168, 176 или 189 и т. д. лет Витинский считает преждевременным делать окончательные выводы. Он принимает еще возможность цикла в несколько веков, с длиной в 600 лет в качестве "некоего 'приближения". На циклах большей длины, установленных исключительно по земным данным, он не считает возможным останавливаться, "поскольку гипотетичность их слишком велика" (стр. 80).

По заключению И. В. Максимова (1970, стр. 306-308), Н. В. Смирнов методом периодограмм достоверно выявил циклы в 6,1; 10,3; 15,1; 42 и 84 года. Однако на стр. 312 он приводит уже несколько иной набор "реальных" циклов: 6, 12, 15, 42 и 84 года. Сравнение с таблицей на стр. 310 показывает, что эти "реальные" циклы в точности соответствуют циклам, вычисленным "согласно гипотезе Эрнеста Броуна", за изъятием из них циклов в 30 и 165 лет. Наконец, на той же стр. 310 мы находим и третий набор циклов, "выявленных из наблюдений", т. е., очевидно, тоже реальных: 6, 11, 15, 34, 46, 83, 171 год.

Противоречиями между разными авторами и сбивчивостью данных у И. В. Максимова приходится пренебречь, тем более что точность до 1 года здесь вообще иллюзорна (но 10 лет уже что-то составляют). Во всяком случае, эти ограничения "многоцикличности" солнечной активности облегчают положение: можно иметь дело хотя бы с устанавливаемым по-разному, но все же достаточно ограниченным числом реальных или предположительных солнечных циклов.

Заметим, что 11-летний солнечный цикл и циклы с еще меньшей длиной колебаний, строго говоря, не могут иметь отношения к изменениям климата. При всех вариациях определения понятия "климат", оно необходимо относится к статистическому ансамблю, охватывающему период в несколько десятков лет, и, говоря об изменениях климата, следует понимать под ними изменения от одного по крайней мере тридцатилетнего (по международному соглашению) периода к другому, непосредственно следующему или более далекому. Представления об изменениях климата за более короткие сроки, например, от одного пятилетия к другому, лишены смысла; здесь речь уже идет не об изменениях климата, а о флуктуациях атмосферных условий внутри климатического периода, на фоне климата. В отношении климата могут быть существенными солнечные циклы, начиная, по крайней мере, с 22-летнего, и в особенности "вековой". Но, поскольку изыскания, относящиеся к 11-летнему циклу, характерны для состояния проблемы солнечно-тропосферных связей в целом, в дальнейшем мы будем говорить и о нем.

Имеет ли солнечная цикличность теоретическое обоснование? Вопрос этот, как легко видеть, законен и со стороны климатолога, так как важен для обоснования прогноза солнечной активности, а, следовательно, с точки зрения гелиогеофизики, и для прогноза климата. Я, конечно, могу опираться при ответе на этот вопрос только на высказывания самих гелиофизиков. М. С. Эйгенсон (1957, 1963) считает, что "многоцикличность" солнечной активности объясняется тем, что "на глубине колебания физического режима Солнца могут иметь более или менее строго периодический характер", а "все известные нам колебательные частоты солнечной активности являются гармониками одной фундаментальной частоты". Гипотеза, эта, по-видимому, остается и сейчас гипотезой, а представление о солнечных циклах как о гармониках подвергалось критике со стороны самих гелиофизиков.

По Ю. И. Витинскому (1963), "что касается внутреннего строения Солнца, то здесь мы находимся, можно сказать, почти полностью в области гипотез. Между тем, не зная внутреннего строения Солнца, процессов, происходящих в его недрах, нельзя решить проблему механизма солнечной активности". С другой стороны, по гипотезе Броуна (1900), пропагандируемой И. В. Максимовым (натр. 1970), циклические колебания солнечной активности вызываются планетами солнечной системы, в частности, приливными силами с их стороны. По Максимову, это "единственная гипотеза, способная объяснить иначе совершенно непонятный многоциклический характер изменений во времени солнечной деятельности" (стр. 301). Заметив, что "на материалах наблюдений достоверность гипотезы Броуна никем не проверялась", указывая затем на работы Н. П. Смирнова (1967) по такой поверке и на противоречия и неясности у других сторонников взглядов Броуна, И. В. Максимов не скрывает, что гипотеза и посейчас не доказана, оговариваясь (стр. 311): "если она будет подтверждена дальнейшими исследованиями".

Вместе с тем И. В. Максимов приводит цитату из Гольда (1960) о том, что "полное отрицание какой-либо связи между движениями планет и солнечными пятнами заполняет большую часть современной астрономической литературы" и с сожалением добавляет, что "эта констатация в полной мере относится и к нашей астрономической и гелиогеофизической литературе" (стр. 312). Читатель снова теряется: сами астрономы и гелиогеофизики отрицают почему-то "единственную гипотезу, способную объяснить..." Может быть, это обусловлено тем, что, как сказано у И. В. Максимова, гипотеза почти не проверялась на материалах наблюдений?

Увы, в противоречии с этим утверждением, Б. М. Рубашев (1964) считает, что имеется "огромное количество" статистических исследований в области приливных воздействий планет на Солнце, которые, однако, не привели к определенным результатам и вызывают "вполне заслуженную критику". Теоретические же оценки возможного эффекта почти отсутствуют, а они "были бы гораздо полезнее многочисленных, но мало убедительных эмпирических попыток открытия таких приливных воздействий" (стр. 199).

Ю. И. Витинский (1971) также считает, что работы, в которых проводится идея планетной обусловленности солнечной активности, "вряд ли можно (принимать всерьез". Но, оказывается, речь может идти не только о приливных силах. Б. И. Сазонов (1972) приписывает идею о влиянии планет на Солнце Вольфу, почему-то не упоминая вовсе о Броуне, и замечает, что "физический механизм этой связи еще недостаточно ясен". По его соображениям, приливные силы планет от Меркурия до Юпитера создают на Солнце ряд циклов от 3,9 до 12,6 месяца; дальние планеты он, в отличие от Н. П. Смирнова, не рассматривает. Но этим Б. И. Сазонов не ограничивается. В отношении влияний на Землю дело, по его мнению, не только и не столько в процессах на самом Солнце, сколько во влияниях планет на корпускулярное солнечное и космическое излучение на пути к Земле. Ссылаясь на нескольких иностранных авторов, Сазонов предполагает, что "планеты от Меркурия до Юпитера, включая Марс, оставляют в сверхзвуковом потоке солнечной плазмы большие области слабых и неупорядоченных магнитных полей, вытянутые в сторону Солнца". Затем, уже без ссылок, он допускает, что "эти области могут (курсив здесь и дальше наш,- С. X.) явиться своеобразными каналами, по которым протоны высокой энергии из Галактики могут проникать до орбиты Земли. В случае благоприятного расположения этих областей на Земле может наблюдаться возрастание космических лучей, усиление меридиональной циркуляции" (стр. 85). Вот что и как влияет на атмосферную циркуляцию! Именно таким образом на Земле будто бы появляются циклы от 2 до 14 лет, обусловленные "возмущенностью околоземного межпланетного пространства". В заключение делается вывод, что "конечной причиной, обеспечивающей появление циклов (всех?! - С. X.) в течение земных процессов, являются планеты от Меркурия до Юпитера".

Гипотезотворчеству в гелиогеофизике, конечно, нельзя положить пределов, поскольку каждая новая гипотеза сулит обманчивый выход из затруднений, не преодоленных или созданных предшествующими гипотезами. Сложнее превратить гипотезу в теорию, опирающуюся на надежный фундамент фактов.

Б. М. Рубашев (1963), не поддерживая гипотезу о внешних влияниях на солнечную активность и признавая эндогенный характер последней, говорит, что "в настоящее время механизм превращения тепловой энергии, выделяемой в недрах Солнца, в энергию циклической активности еще неясен" (стр. 199). На стр. 196 он называет этот вопрос почти совершенно неясным, на стр. 190 - далеким от ответа. Это, по-видимому, самый точный ответ на вопрос, поставленный нами в начале раздела.

Встает вопрос: насколько поддается солнечная активность прогнозированию? И этот вопрос законен со стороны метеоролога и климатолога: прогностика, построенная на телиогеофизических связях, очевидно, предполагает необходимость и возможность 'правильного прогноза самой солнечной активности. Ответ в какой-то мере предопределен только что рассмотренным неблестящим состоянием теории солнечной активности и ее цикличности. Посмотрим опять, что думают сами гелиофизики.

"Одним из самых важных и в то же время одним из самых больных вопросов является вопрос о методах прогноза солнечной активности. В настоящее время существуют только эмпирико-статистические методы таких прогнозов.... Необходимо... поднять качественный уровень ее прогнозов путем перехода от малорезультативных эмпирико-статистических к перспективным физико-математическим методам" (Б. М. Рубашев, 1964). "Впредь до предстоящего в будущем создания физической теории солнечной активности ее прогностика имеет чисто эмпирический характер, т. е. является по сути лишь экстраполяцией" (М. С. Эйгенсон, 1963).

Через 10 лет в новом издании своей книги (1973) Ю. И. Витинский говорит (стр. 4-5), что и "в настоящее время такой теории не существует", что "несколько конкурирующих теорий" (лучше сказать - гипотез,- С. X.) "ни в коей мере нельзя считать физической основой для солнечных прогнозов" и что "поэтому нынешние методы предвычисления солнечной активности являются чисто эмпирико-статистическими и могут опираться только на большие однородные ряды наблюдений различных образований на Солнце". Ничего не поделаешь, метеорология тоже много десятилетий обходилась только эмпирико-статистическими методами и, в частности, экстраполяцией, а климатология и до сих пор вынуждена обходиться. Вопрос еще и в качестве эмпирических методов. Посмотрим, как обстоит дело с этим. Читаем у Ю. И. Витинского (1963): "В настоящее время мы фактически имеем только эмпирикостатистические методы прогноза чисел Вольфа.... Что же касается площадей пятен, то здесь дело в основном ограничивается только качественными оценками". Весь прочий "набор" солнечных индексов, по мнению Ю. И. Витинского, нужно "оставить в стороне и только в немногих случаях прибегать к нему для чисто качественных оценок" (стр. 9). Выясняется также, что все существующие методы 'прогноза пятнообразовательной деятельности Солнца фактически сводятся к прогнозу солнечных циклов.

Из нового издания книги Ю. И. Витинского (1973) видно, что за истекшее десятилетие появились синоптические методы для прогноза отдельных солнечных явлений и сделаны "первые, хотя и обнадеживающие шаги в этом направлении" (стр. 203). О прогнозе долгосрочном (в пределах текущего 11-летнего цикла), по-прежнему только для чисел Вольфа, констатируется, что "предпринимаются только первые шаги в разработке методов таких прогнозов, результаты которых не весьма обнадеживающие" (стр. 124); но все же ошибки экстраполяционных прогнозов этого рода "составляют в среднем лишь 10-25%, т. е. находятся в пределах ошибок определения самих индексов пятнообра-зования", и "такую точность прогнозов можно считать удовлетворительной" (стр. 125). Но что касается сверхдолгосрочных прогнозов, т. е. прогнозов на ближайший цикл или несколько циклов, единственно интересных в отношении климата, то в первом издании Ю. И. Витинский писал, что они "принесли разочарований, пожалуй, больше, чем успехов", а во 2-м издании пишет, что они "отличаются, пожалуй, наибольшим количеством неудач и разочарований" (стр. 168) и что оценка их надежности "в настоящее время принципиально невозможна с точки зрения математической статистики" (стр. 125).

Каковы возможности экстраполяции для сверхдолгосрочных прогнозов, видно из примера, приводимого у Ю. И. Витинского (1963, стр. 126). Шесть авторов (трое советских и трое иностранных) дали в свое время с заблаговременностью в несколько лет прогноз характеристик 20-го 11-летнего солнечного цикла. Для максимума чисел Вольфа были даны значения от 65-70 до ПО-160, у всех авторов разные. Эпоху минимума трое авторов определили с разбросом от 1964,5 до 1966,5, эпоху максимума - от 1968 до 1972,5.

Во втором издании у Ю. И. Витинского приводятся прогнозы восьми авторов на 21-й цикл. Максимальное число Вольфа определяется от 32 до 145, эпоха максимума от 1979 до 1985,3 (стр. 201-202). По-видимому, комментарии излишни. О том, что предсказывать солнечную активность гелиофизики практически не могут, писали и В. А. Крат и Б. М. Рубашев в "Правде" в 1973 г. Это не помешало указанным авторам упрекать метеорологов-прогнозистов за невнимание к солнечной активности. Упрекать гелиофизиков за прогнозы мы не будем: кому, как не метеорологам, понятна вся трудность любого прогноза природных явлений. Поскольку нет теории - некуда выйти за рамки экстраполяции; а теорий, как это многократно констатировалось, нет ни для самой солнечной активности, ни для ее связи с тропосферой.

"Без привлечения данных о солнечной первопричине климатических изменений климатический прогноз по тенденции - по мнению М. С. Эйгенсона - есть в лучшем случае лишь догадка и голая эмпирическая экстраполяция, которая всегда может привести исследователя к ошибке" (Эйгенсон, 1957, стр. 141). А к чему приведет исследователя голая эмпирическая экстраполяция солнечной активности, применяемая затем к прогнозу климата? Много ли выиграют климатологи от умножения экстраполяции или от замены прямой экстраполяции на косвенную не лучшего качества? Ответ на этот вопрос выразительно сформулировал А. С. Монин (1969, стр. 154): "Наличие такой связи было бы для метеорологии почти трагедией, так как оно означало бы, очевидно, что для прогноза погоды необходимо сначала давать прогноз солнечной активности; это чрезвычайно отдалило бы сроки создания научных методов прогноза погоды". Тем более, добавим, если сам прогноз солнечной активности плохой, а вытекающие из него следствия для погоды или климата теоретически неясны.

Малоценность предполагаемых связей солнечной активности с климатом для прогноза последнего будет показана нами на примере так называемого векового цикла.

Что известно о физическом механизме воздействия солнечной активности на тропосферу, погоду и климат? Предлагалось и все еще предлагается достаточно много гипотез о том, как могло бы ультрафиолетовое, или радио-, или корпускулярное излучение Солнца воздействовать на атмосферу вообще и на тропосферные процессы (непосредственно или через посредство высших слоев), в частности. Здесь нет места и надобности их пересказывать, их можно найти в ряде монографий по гелиогеофизике. Что касается конечного вывода, то И. В. Максимов (1970) пишет следующее: "Этот основной для жизни на Земле (! - С. X.) механизм (воздействия солнечной активности на атмосферу,- С. X.) и сегодня еще остается неизвестным" (стр. 12). "Этот фундаментальный вопрос остается пока полностью нерешенным" (стр. 12). "Определенных и ясных представлений о вероятной структуре проявлений этой деятельности в атмосфере Земли высказано не было" (стр. 292). При таком-то изобилии гипотез! Если так характеризуется положение для атмосферы вообще, то для тропосферы выводы должны быть еще более пессимистическими; но больше уже невозможно. Даже А. С. Монин (1969) сформулировал несколько мягче: "Предлагавшиеся гипотезы о физических механизмах воздействия солнечной активности на погоду не имеют убедительного основания" (стр. 155).

Можно еще сказать, что в вопросах солнечно-тропосферных связей мы встречаемся с наукой на такой стадии, когда, по меткому выражению одного из участников Конференции по сверхдолгосрочным прогнозам в Ленинграде в 1973 г., доказательные утверждения, вообще свойственные науке, подменяются утверждениями правдоподобными (добавим - в большей или меньшей степени). Похоже, что непрерывный рост числа гипотез не приближает проблему к решению. Выход из этого тяжелого положения, очевидно, может обещать лишь эмпирическая проверка тех или иных гипотез, если только они такой поверке поддадутся, либо открытие новых явлений, вытекающих из принятой гипотезы.

Что касается климатических и вообще тропосферных циклов, многие из которых затем объявлялись "солнечными", число их почти не ограничено. Легче сказать, какие периоды, ритмы, циклы не были "открыты" *. Для выявления их применялись всевозможные приемы, начиная от простого рассматривания временных кривых или сопоставления дат явлений и гармонического 'анализа, и кончая автокорреляционным анализом. За пределами рядов регулярных метеорологических наблюдений цикличность изыскивалась во всевозможных интегральных природных показателях климатических условий (отнюдь не бесспорных) таких, как ширина колец деревьев, толщина слоев озерных отложений, уровень озер, а также на основании хроникальных свидетельств о явлениях погоды, гидрологического режима и пр. за несколько последних тысячелетий, начиная от всемирного потопа по библейским и вавилонским источникам. На столь сомнительном и явно несистематическом материале некоторые исследователи считали возможным устанавливать циклы продолжительностью в тысячи лет с точностью... до 50 лет (так называемый 1850-летний цикл увлажнения).

Длины найденных циклов заключаются в пределах от нескольких дней до миллионов лет (можно иногда прочитать даже о миллиардах лет); сводки их см. у Эйгенсона, Шнитникова, Максимова и др. Выяснению статистической значимости циклов до недавнего времени уделялось очень мало внимания; не удивительно, что и самые циклы, и примененные методы их раскрытия неизменно подвергались затем сомнению или отрицанию. Даже удивительно--сколь мало из результатов подобных исследований получили признание и сохранили значение; пожалуй, нет уверенности, что такие вообще есть.**

* По-видимому, в таком внимании к цикличности играет роль не только желание подойти к проблеме прогноза, но и убеждение, что обнаружение цикличности что-то объясняет, даже если сама цикличность не объяснена. ** Понятно, что этот скептицизм не относится к весьма длительным климатическим циклам, возможно связанным с такими астрономическими (но не гелиофизическими) причинами, как изменения эксцентриситета земной орбиты, наклона эклиптики и долготы перигелия, рассмотренными у Миланковича (русский перевод, 1939). Там механизм действия ясен: изменения в интегральном притоке солнечной радиации.

Может быть, самый яркий пример - история так называемого брикнерова цикла, вдруг исчезнувшего в 20 столетии (см. Л. С. Берг, 1937). Вагнер (1940) показал, что самое установление этого цикла было заблуждением; вместе с тем некоторые, особенно советские авторы до сих пор .говорят о реальности этого цикла. Л. К. Лунгерсгаузен (1946) даже открыл этот цикл в сезонных слоях ленточных мергелей, образовавшихся в палеозое, 500-600 миллионов лет тому назад. *o" М. С. Эйгенсон (1957) полагая, в разрез с преобладающим мнением, что "в принципе возможно" считать Брикнеров цикл фазой векового солнечного цикла, заключает из данных Лунгерсгаузена, что в течение нескольких миллиардов лет на Солнце наблюдались те же формы цикличности изменяющейся солнечной активности, что и теперь. После этого ему, конечно, невозможно согласиться с тем, что цикл, существовавший если не миллиарды, то, по крайней мере, полмиллиарда лет и на Солнце, и на Земле, неожиданно исчез на наших глазах.

Разумеется, не все, но многие из климатических циклов ставились в связь с солнечной активностью. Изобилию работ по солнечно-климатическим связям способствовало, между прочим, и то обстоятельство, что техника выявления таких "связей" долгое время была соблазнительно простой для дилетантов. Это делалось обычно с помощью простого сопоставления средней длительности обнаруженных климатических циклов со средней длительностью солнечных циклов (в лучшем случае также и фаз). Для циклов больших длин, как мы уже говорили, делалось еще проще: климатические циклы просто объявлялись солнечными, иногда с видимостью "обоснования" вроде фантастической экстраполяции в прошлое дат и высот 11-летних циклов по земным же данным. Так было сделано, например, с "1850-летним" циклом увлажнения Шнитникова, что справедливо критикует Б. М. Рубашев "(1964, стр. 42).

Неоднократно указывалось на необоснованность и исключительную противоречивость таких связей1. Совсем недавно качество солнечно-тропосферных связей позволило А. С. Монину (1969) заметить, что "'большинство свидетельств о таком воздействии (солнечной активности на тропосферу,- С. X.) производит... впечатление лишь успешных опытов по самовнушению". Такая прямота произвела на рецензента книги Монина - Н. А. Багрова (1970) впечатление то ли невежливости, то ли преувеличения; по моему мнению, она является естественной реакцией на неумеренный, чисто сектантский "энтузиазм" некоторых адептов "солнечно-тропосферных связей", слишком часто заменяющих элементарные принципы научного исследования и объективные доказательства своим непоколебимым внутренним убеждением, более свойственным вере, чем науке.

Б. М. Рубашев (1964, стр. 305) признает, что "в целом ряде случаев новейшие статистические методы показывают, что такие циклы (тропосферные, соответствующие солнечным,- С. X.) нереальны", но делает отсюда вывод: "не следует ли в ряде случаев считать, что новейшие статистические методы не вполне адекватны поставленной задаче?" Иными словами,- тем хуже для статистики. М. С. Эйгенсон (1963) справедливо полагает, что "даже ЧИСТО фактическая сторона и солнечное происхождение некоторых из заподозренных ритмов еще далеко не установлены" (стр. 36). Но он все же считает, что так как "совокупность солнечных ритмов, вероятно, образует некоторую единую грандиозную систему колебательных процессов" (в чем и состоит "многоцикличность" солнечной активности), т. е. на Солнце есть все, то и любой цикл на Земле должен иметь соответствующую циклическую причину на Солнце. Это, конечно, радикальное, но слишком простое решение вопроса.

Перед метеорологией, очевидно, еще стоит задача - не только оценить солнечно-тропосферные связи, но и, в качестве необходимой для этого предпосылки, критически разобраться в хаосе периодов, ритмов, циклов, накопившемся за много лет, и попытаться отделить достоверное от сомнительного, несостоятельного и мифического, особенно в отношении длительных циклов. Для этого явно нуждается в усилении и теоретическая работа по установлению возможных автоколебаний в атмосфере и в системе атмосфера - океан - полярные льды.

В последнее время были проведены систематические обследования хода метеорологических элементов на цикличность. При этом оказалось, что как раз циклы, длины которых сопоставимы с длинами наиболее достоверных солнечных циклов, отнюдь не преобладают среди находимых климатических циклов или не обнаруживаются вовсе. Е. С. Рубинштейн и Л. Г. Полозова (1966) установили по пятилетним скользящим средним температуры для 80 станций Северного полушария, что 11-летние колебания наблюдаются только на 20% всех исследованных станций и немногим больше чем в 2% всех взятых вместе месяцев. По А. С. Монину (1969) размытый максимум в спектре повторяемости циклов в длинных рядах средней месячной температуры в Москве и Ленинграде лежит между 2 и 5 годами; циклов в 11 и 23 года не обнаруживается. Монин указывает также на зарубежные исследования колебаний температуры и осадков по США и Европе, где циклы в 5-6, 11 - 12 лет и 22-23 года также не проявляются. Позднее А. С. Монин и И. Л. Вулис рассчитали 21 временной спектр долгопериодных колебаний метеорологических элементов, а также колец деревьев, озерных отложений и т. п., и обнаружили отсутствие 11-летней и 23-летней составляющих во всех спектрах. Применяя автокорреляционный анализ, О. А. Дроздов и А. С. Григорьева (1971) обнаружили в осадках на территории СССР множества циклов длиною от двух до ста лет, причем спектры этих циклов неодинаковы по районам и по отдельным станциям. Правда, для каждой станции набор циклов ограничен двумя - пятью для каждого сезона. Авторы замечают (стр. 67), что "такие солнечные циклы, как 5-6 и 11 лет, не выделяются над общим уровнем шума, исключение составляет цикл около 23 лет" *.

Добавим, что в основном эти авторы считают найденные циклы автоколебательными. Лишь немногие циклы, длины которых совпадают с длинами известных солнечных циклов, попадают у них в категорию "солнечных". Почему-то не допускается, что и эти циклы ведь могут иметь автоколебательный характер, и что совпадение их по длине с солнечными циклами - еще не основание для исключения из общего правила. Интересно и то, что самый несомненный на Солнце 11-летний цикл не выделяется в осадках над уровнем шума.

Л. Г. Полозова (1969) исследовала по тому же методу цикличность, колебаний средней месячной температуры воздуха по 100 станциям Северного полушария. Было найдено также множество циклов длиною от двух и до 100 и более лет, с разными наборами для разных станций (ареалов) и разных месяцев. При этом наиболее часто встречающимися оказались циклы от 2 до 5 лет (общая их повторяемость в. станциях - месяцах почти 75%, а интервал в 2-3 года составляет 38%). Но на интервал от 10 до 13 лет приходится менее 4% всех случаев. Циклы в интервале длин от 60 до 80 лет, т. е. близком к интервалу "векового" солнечного цикла, обладают, как и для осадков, значительно большей повторяемостью-в общем 22,5%.

* Кстати, большинство авторов-астрономов не включает 5-6-летний цикл в число' достоверных солнечных и, стало быть, отказывает соответствующим климатическим циклам в солнечном происхождении.

Л. Г. Полозова сопоставляет свои результаты для циклов температуры с цикличностью в колебаниях индекса геомагнитной возмущенности за 1881-1960 гг., предпочитая последний числам Вольфа. В ряде этого индекса оказываются явно преобладающими 11-летний (10-12) цикл, мало выраженный в температурных рядах, и цикл в 75-85 лет; вовсе нет 22-летнего цикла, и только в трех месяцах обнаруживается 2-3-летний цикл с малой амплитудой, столь преобладающий в температурных рядах. Поэтому трудно согласиться с выводом Полозовой о том, что "проведенный анализ циклических колебаний приземной температуры воздуха и индексов солнечной активности указывает на общность наиболее значимых частотных интервалов в спектрах этих колебаний". Такой общностью обладает только "вековой" цикл, и то с поправкой, что в широком интервале длин он обнаруживается в климатических данных не чаще, чем в четверти всех случаев. Оптимистический вывод Л. Г. Полозовой просто не вытекает из ее собственных данных и является одним из примеров "самовнушения", упомянутых А. С. Мониным (см. выше).

По указаниям ряда авторов, 22-летний цикл в температуре и осадках выражен мало. По А. И. Олю (1969) в осадках (Европы и Кореи) его нет вовсе. В температуре он проявляется слабо, а в некоторые сезоны и в некоторых районах (например, летом в Скандинавии, зимой в Центральной Европе) отсутствует вовсе; иногда знак связи противоположен зимой и летом в одном и том же районе.

В изменениях барического поля, по Б. А. Слепцову-Шевлевичу (1967), 11-летнего цикла не существует, но зато ярко выражен 22-летний. И. В. Максимов (1970) пишет по этому поводу: "таким образом приходится признать, что одна и та же причина в разных (11-летних,- С. X.) солнечных циклах поочередно приводит к разным и обратным следствиям в атмосфере Земли" (стр. 323). Объяснения этого "удивительного факта" и "одного из самых загадочных явлений на Земле" он пока не видит. Результаты А. И. Оля (1969) в отношении 22-летнего цикла давления гораздо менее однозначны. Итак, получается, что наибольшей повторяемостью в тропосферных явлениях обладают не "солнечные циклы", а циклы в 2-3 года. Правда, от Шустер а в 1906 г. до Слепцова-Шевлевича в 1969 г. и Шове в 1970 г. было немало попыток найти 2-летний цикл и на Солнце, но признания у гелиофизиков этот цикл не получил.

Даже если встать на позиции "веры" в существование солнечно-климатических связей, приходится признать, что сложность и вытекающая из нее неясность этих связей таковы, что, по крайней мере, прогностического значения эти связи лишены полностью. В самом деле, по Е. С. Рубинштейн и Л. Г. Полозовой (1966, стр. 44), "эти связи появляются не всегда и могут по не вполне установленным (а может быть, и вовсе неустановленным? - С. X.) причинам время от времени даже менять знак связи". Неустойчивость солнечно-тропосферных (а также солнечно-гидрологических) связей отмечает и Т. В. Покровская (1971). Приводим такую замечательную цитату: "Некоторые связи практически исчезли, другие же изменили знак, появились вместо 11-летних 5-6-летние колебания и т. д. Такие изменения ...сначала трактовали как доказательство нереальности солнечно-земных связей вообще, считая саму проблему гелиогеофизики в корне дискредитированной" (стр. 16). И тем не менее... "говорить об "исчезновении" соотношений не приходится, речь может идти только о большом и пока малопонятном их усложнении" (стр. 17). А почему же не приходится, тем более, что "усложнение" малопонятно или просто непонятно? Объяснение, по-видимому, остается искать только в вере.

Б. И. Сазонов и В. Ф. Логинов (1969) также отмечают, что солнечно-тропосферные связи неустойчивы в любых временных интервалах и меняют знак на различных фазах векового солнечного цикла. Правда, у последних авторов объяснение нашлось сразу же: виноваты магнитные поля в космосе, как говорилось выше; но от этого не легче.

Расхождение по фазам одной и той же связи в разных местах или в разные сезоны можно, конечно, в общем виде объяснить тем, что солнечная активность действует (если только действует) на ход метеорологических элементов не непосредственно, а через общую циркуляцию атмосферы. Осуществление определенного типа циркуляции будет связано с разными знаками аномалий температуры и пр. в разных местах Земли. На этом основании М. С. Эйгенсон (1957) даже постулировал, что только в объяснении и прогнозе условий общей циркуляции атмосферы и заключается роль гелиогеофизики в климатологии; переход от условий циркуляции к климату - дело самих климатологов. С этим можно согласиться, но, к сожалению, это не упрощает задачу исследователя и прогнозиста.

Дело не только в сложности связей на том этапе - перехода от общей циркуляции к климату,- который М. С. Эйгенсон оставляет самим климатологам. Дело еще и в краткости систематизированных рядов сведений по общей циркуляции (менее 100 лет) и в крайней трудности получения числовых характеристик общей циркуляции, адекватных требованиям задачи сопоставления с солнечной активностью. Существующие (в слишком большом количестве) системы типизации, датировки и индексации механизмов, периодов, эпох и т. д. общей циркуляции атмосферы противоречат одна другой. Это, к крайнему сожалению, относится в первую очередь к наиболее известным типизациям Б. Л. Дзердзеевского и Г. Я. Вангенгейма - А. А. Гирса, по которым основные циркуляционные характеристики для полушария - зональность и меридиональность- в большинстве лет 20 столетия не совпадают, а потому не совпадают ни даты, ни продолжительность циркуляционных эпох этих авторов. Эта тема, однако, заслуживает отдельного рассмотрения.

Несколько слов о "вековом" цикле. Он, конечно, наиболее интересен в отношении климата и климатического прогноза, и не удивительно, что в последнее время он привлекает особое внимание. К сожалению, в литературе мы чаще всего находим чисто догматическое убеждение в реальности связи между солнечным и земными вековыми циклами, плохо и противоречиво подкрепляемое, а то и вовсе не подкрепляемое конкретными сопоставлениями (типичный пример-А. Д. Гедеонов, 1973), но зато формулируемое в самых неумеренно восторженных выражениях (см. в начале).

В конце концов, дело сводится почти только к констатации сходства длин того и другого цикла. Но солнечный "вековой" цикл непосредственно наблюдался только два с половиной раза при достаточно различной длине этих двух - трех колебаний (от 60 до 120 лет между максимумами) и при разном характере восходящей и нисходящей ветвей в разных случаях; утверждения, что отдельные колебания очень схожи, не имеют ничего общего с действительностью, как легко убедиться хотя бы из известного графика Б. М. Рубашева (1949).

Таким образом, самое существование "векового" цикла на Солнце нельзя считать доказанным, несмотря на то, что М. С. Эйгенсон считает его "окончательно установленным". А. С. Монин (1969) говорит, что "утверждение энтузиастов "гелиогеофизики" о существовании 80-90-летнего цикла солнечной активности, формулируемое на основе графиков..., содержащих всего два таких цикла, конечно, является необоснованным: известная тенденция человеческой психики расценивать 3-5-кратное повторение какого-либо цикла как обнаружение периодичности не подкрепляется математической статистикой, а здесь повторение цикла даже только двукратное"*.

* См. еще довольно скептическое замечание Ю. И. Витинского в разделе 2 нашего обзора. Сдержанно относится к вековому циклу и Б. М. Рубашев.

На Земле же вековой цикл вообще неизвестен из метеорологических наблюдений и выявлялся только по косвенным данным или по несистематическим свидетельствам. Сопоставления векового солнечного цикла на протяжении меньше столетия с современным климатическим колебанием, начавшимся с потепления в 70-х годах прошлого века и еще незакончившимся, приводят к противоречивым и малоценным для прогноза выводам, которые здесь нет возможности рассматривать. Сохранят ли те или иные выводы силу для других вековых колебаний - неизвестно. К этому нужно прибавить, что датировка вековых солнечных циклов довольно неясна и противоречива в связи с реальными особенностями хода чисел Вольфа, как двухвершинность его в 19 веке, а также в связи с ненадежностью наблюдений в первой половине 18 века и с условным требованием, чтобы вековой цикл включал целое число.-11-летних циклов. Поэтому у разных авторов мы находим существенно различные даты вековых максимумов и минимумов, особенно для максимума 19 века, который можно, в зависимости от способа сглаживания (или отсутствия сглаживания), относить и к 1837, и к 1840, и к 1855, и к 1870, и к 1873 гг. Встречаются и заведомо неправильные даты, вроде минимума 18 века в 1740 г. вместо (приблизительно) 1710, и минимума 20 века в тридцатых годах вместо десятых.

Между прочим, именно опираясь на даты экстремумов векового цикла за истекшие два столетия, М. X. Байдал (1972) поставил прогноз дат следующих вековых циклов солнечной активности до 2193 года с точностью... до 1 года! Основой прогноза является простейшая, экстраполяция с учетом прогрессивного возрастания длины вековых колебаний с 18 века до настоящего времени. Между тем такого возрастания нет; представление о нем основано прежде всего на неверной дате начала нулевого цикла-1740 г. вместо начала 18 столетия. Но с вековым циклом связано вообще так много противоречий № недоразумений, что и о нем следует поговорить отдельно.

Действительно ли без обращения к солнечной активности невозможно объяснение климатических циклов, если не всех, так многих, как это думают некоторые авторы? По современным представлениям, атмосферные циклы могут быть результатом автоколебаний либо в самой атмосфере, изолированно рассматриваемой, либо в системе атмосфера - подстилающая поверхность. Численные эксперименты по общей циркуляции атмосферы подтверждают это для внутригодичных колебаний (А. С. Монин, 1969). Включение океана повышает длительность колебаний до нескольких лет; в системе же атмосфера - океан--полярные льды, с огромной термической инерцией двух последних членов, возможны (как указывает, в частности, Сатклиф, 1963), автоколебания порядка сотен лет и даже десятков тысяч лет. В частности, Н. И. Яковлева (1969) показала наличие 80-90-летнего (т. е. "векового") цикла в автоколебательной системе ледовитость арктических морей - температура океана в низких широтах. С. Я. и В. Я. Сергины (1968, 1972) построили математическую модель (функциональную схему) системы земная поверхность (включая льды) - атмосфера, отражающую взаимные и обратные связи между основными климатообразующими процессами, не включив в нее неизвестные долгопериодные колебания солнечной активности. Анализ модели на аналоговой вычислительной машине показал, что система является автоколебательной и что период колебаний в среднем около 75 тысяч лет. Следовательно, колебания климата и оледенения Земли в плейстоцене с длинами в десятки тысяч лет имели характер автоколебаний, т. е. были естественным проявлением собственных динамических свойств системы, а не каких-либо внешних возмущений; этим, конечно, не исключается наложение внешних влияний, если они существуют. Численное моделирование системы атмосфера - океан обещает в дальнейшем упрочить эту точку зрения на колебания климата. Однако здесь необходима еще большая работа.

Попробуем в заключение кратко сформулировать, что и в какой мере можно считать известным и неизвестным.
1. Солнечная активность, понимаемая как определенные изменения на Солнце, является наблюдательным астрофизическим фактом.
2. Солнечная активность имеет как случайный, так и циклический характер. Из циклов солнечной активности вполне доказанным эмпи рически является, по-видимому, лишь 11-летний цикл солнечных пятен. Циклы других длин (за исключением, может быть, 22-летнего) проблематичны, или утверждения о них произвольны.
3. Причины солнечной активности и, в частности, ее цикличности, неизвестны.
4. Возможности долгосрочного прогноза солнечной активности сво дятся к экстраполяции пятнообразовательной деятельности Солнца (чисел Вольфа), базирующейся на ее цикличности. Качество этих про гнозов неудовлетворительно; на сроки, интересные с точки зрения кли матологии, они невозможны.
5. Механизм предполагаемого воздействия солнечной активности на тропосферу неизвестен.
6. Связи между солнечной активностью и явлениями погоды и кли мата исследуются статистически и, в большинстве случаев, без долж ной строгости. Связи эти оказываются неустойчивыми во времени и пространстве и не могут служить для прогноза климата. Никаких реальных оснований говорить о причинных связях между солнечной активностью и климатом нет. Те или иные совпадения, равно как и oпротиворечивые гипотезы, не являются таким основанием.
7. Многочисленные циклы, обнаруженные в явлениях погоды и кли мата, нуждаются в строгом критическом рассмотрении для отделения возможных реальных циклов от гораздо большего количества мнимых, являющихся лишь плодом статистических операций или воображения. Для объяснения реальных циклов в тропосферных процессах нет не обходимости в привлечении циклов солнечной активности. Они могут найти теоретическое объяснение, как автоколебательные процессы в атмосфере или в системе атмосфера - океан-полярные льды.
8. Даже если солнечно-климатические связи существуют, они не могут рассматриваться как "главнейшая причина" климатических из менений (см. начало статьи). Какая же это главнейшая причина, если она обнаруживается в ходе климатических явлений лишь кое-где, кое- когда и в искаженном виде?

В итоге можно сказать, что в вопросе о гелиоклиматических связях все сомнительно и неясно, и все предположительно; даже и то, что теми или иными авторами громко объявляется несомненным, бесспорным, очевидным, достоверным, строго доказанным, неопровержимым, капитальным, фундаментальным и т. п. Ясно лишь одно, что мы имеем здесь дело {с такой областью, где, '.как мы уже говорили, доказательные утверждения подменяются утверждениями правдоподобными и не' правдоподобными. Заметим, что научно-методологический уровень гелиотропосферных и гелиоклиматических изысканий значительно ниже общего уровня современной метеорологии и климатологии.

Наконец, констатируем, что гелиогеофизики предлагают климатологам для решения проблемы прогнозов климата по существу следующее: отправляясь от малонадежной экстраполяции действительных или гипотетических солнечных циклов, на основании сомнительных и неустойчивых статистических связей переходить к экстраполяции колебаний климата. Именно так выглядит на деле "физически правильная теоретическая основа научной 'прогностики климатов" (М. С. Эйгенсон, 1957).

Литература

Б а г р о в Н. А. Рецензия на книгу: А. С. Монин. Прогноз погоды, как задача физики.-
Метеорология и гидрология, № 12, 1970.
Б а й д а л М. X. Предстоящие вековые и внутривековые условия солнечной активности...
-Труды КазНИГМИ, вып. 44, 1972.
Берг Л. С. Основы климатологии. Изд. 2-е, 1938.
Витинский Ю. И. Прогнозы солнечной активности. М.-Л., 1963.
Витинский Ю.И. Солнечная активность, ее основные особенности и природа. - В сб.:
"Ритмичность природных явлений". Л., 1971.
Витинский Ю. И. Цикличность и прогнозы солнечной активности. М.-Л., 1973.
Гедеонов А. Д. Изменения температуры ьоздуха на Северном полушарии за 90 лет. Л., 1973.
Гневышев М. Н. Введение. В сб.: "Влияние солнечной активности на атмосферу и, биосферу Земли"
 М., 1971.
Дроздов О. А. и Григорьева А. С. Многолетние циклические колебания атмосферных осадков
на территории СССР. Л., 1971.
Максимов И. В. Геофизические силы и воды океана. Л., 1970.
Миланкович М. Математическая климатология и астрономическая теория колебаний климата.
М., 1939.
Монин А. С. Прогноз погоды, как задача физики. М., 1969.
Монин А. С. и Вулис И. Л. О спектре долгопериодных колебаний метеорологических полей.
- Доклады АН СССР, 2, 1971.
О л ь А. И. Проявление 22-летнего цикла солнечной активности в климате Земли. - Труды
ААНИИ, вып. 289, 1969.
Покровская Т. В. Солнечная активность и климат. - В сб.: "Влияние солнечной активности
на атмосферу и биосферу Земли", М., 1971.
Рубашев Б. М. К вопросу о возможности существования солнечных циклов более высоких
порядков. - Бюллетень Комиссии по исследованию Солнца, № 2(16). Л., 1949.
Рубашев Б. М. Проблемы солнечной активности. М.-Л., 1964.
Рубинштейн Е. С., Полозова Л. Г. Современное изменение климата. Л., 1966.
Полозова Л. Г. Анализ цикличности колебаний средней месячной температуры воздуха в
Северном полушарии.- Труды ГГО, 269, 1970.
Сазонов Б. И., Логинов В. Ф. Солнечно-тропосферные связи. Л.,  1969
Сазонов Б. И. Двойная природа ритмов в земных процессах. Дендроклиматология и радиоуглерод.
Вильнюс, 1972.
Сергии В. Я. Моделирование крупных колебаний климата и оледенения Земли в антропогене. -
Антарктика, вып. 11, М., 1972.
Сергии С. Я. Динамические связи в системе "земная поверхность-атмосфера" как причина
изменений климата. - Известия АН СССР, серия геогр. № 6, 1966.
Слепцов-Шевлевич Б. А. О многолетних колебаниях атмосферного давления в северном полушарии
 Земли. - Солнечные данные № 11, 1967.
Ш н и т н и к о в А. В. Изменчивость общей увлажненности материков северного полушария.
 Записки Географического общества СССР, т. 16, 1957.
Эйгенсон М. С. Очерк физико-географических проявлений солнечной активности. Львов 1957.
Эйгенсон М. С. Солнце, погода  и климат.  Л.,   1963.
Яковлева Н. И. К вопросу о причине квазипериодических колебаний климата. - Труды ГГО, вып.
 236, 1969.




Московский  государственный Университет.  Поступила 22 V 1973.

Обсудить в МЕТЕОКЛУБЕ

Новости сайта

03.07.2017

Напоминаем, что на нашем специализированном сайте Метеоцентр.Азия вы можете получить высокодетализированные автоматические прогнозы погоды по пунктам России, СНГ и мира в авиационном формате (включающие направление и скорость ветра, видимость, явления погоды, количество и форму облачности, нижнюю и верхнюю границу облачности).



При копировании или ином использовании любых материалов данного сайта ссылка на © meteocenter.net обязательна.