Климат, погода и солнечно – земные связи

Активное  излучение Солнца, воздействуя на высокие слои атмосферы, существенным образом влияет на общую циркуляцию воздушных масс. Следовательно, оно  отражается на погоде и климате всей Земли. По-видимому, возмущения, возникающие  в верхних слоях воздушного океана, передаются в его нижние слои —  тропосферу. При полетах искусственных  спутников Земли и метеорологических  ракет были обнаружены расширения и  уплотнения высоких слоев атмосферы: воздушные приливы и отливы, подобные океаническим. Однако механизм взаимосвязи  высоких и низких слоев атмосферы  полностью еще не удалось раскрыть. Изменение типа атмосферной циркуляции, по-видимому, связано с перестройкой распределения поля атмосферного давления в высоких и средних широтах. Исторические данные свидетельствуют  о том, что в эпохи повышенной солнечной активности давление в  области затропического максимума  повышается, а в высоких широтах - падает, что приводит к широтному  смещению траекторий циклонов к полюсу. Исследованиями подтверждена зависимость  путей циклонов в северо-восточной  Атлантике и Европе от фазы солнечного цикла. В эпоху солнечного максимума  «северный» путь атлантических циклонов сдвигается к югу, в то время как  «южный» путь сдвигается к северу, причем амплитуда вариаций составляет примерно 10° широты. Основные особенности структуры циркуляции Северо-западной Азии до 140-го меридиана (устойчивые области пониженного давления и антициклоны) также смещаются к северу в период повышенной солнечной активности, а в эпоху слабой активности Солнца имеют более южное расположение. Смещением пути циклонов объясняется широтная зависимость в 11-летнем цикле солнечной активности для трех широтных поясов (50-60°, 60-64° и 65-68° N) Азии вариаций прихода суммарной радиации, исследованной по данным метеостанций.

Бесспорно, что в годы максимума солнечной  активности чрезвычайно усиливается  общая циркуляция атмосферы, чаще происходят столкновения теплых и холодных течений  воздушных масс. На Земле существуют области жаркой погоды (экватор и  часть тропиков) и гигантские холодильники — Арктика и особенно Антарктика. Между этими областями Земли  всегда существует разница в температуре  и давлении атмосферы, что приводит в движение огромные массы воздуха. Идет непрерывная борьба между теплыми  и холодными течениями, стремящимися выровнять разницу в температуре  и давлении. Иногда теплый воздух «берет перевес» и проникает в виде «теплого языка» далеко к северу до Гренландии и даже к полюсу. В других случаях  массы арктического воздуха прорываются  на юг до Черного и Средиземного морей, доходят до Средней Азии и  Египта. Граница борющихся воздушных  масс— самые неспокойные области  атмосферы нашей планеты. Когда  разница в температуре движущихся воздушных масс возрастает, то на границе  их возникают мощные циклоны и  антициклоны, порождающие частые грозы, ураганы, ливни.

Увеличение  солнечной активности приводит к  усилению солнечного ветра и, соответственно, усилению магнитного поля, что  вызывает сокращение интенсивности космических  лучей. Предполагается, что космические  лучи влияют на процесс формирования облачности путем возможного образования  ядер конденсации в воздухе. Изменения  в уровне ионизирующего излучения  влияет на количество аэрозолей в  атмосфере, которые играют роль ядер конденсации при образовании  облаков. Изменения на 3-4% в уровне облачности связывают с 11-ти и 22-х  летними циклами. Из-за разных климатических  условий на разных широтах общее  влияние на уровень облачности и  альбедо должно составлять 1.5–2%. Но однозначного подтверждения этого  явления еще не найдено.

Малый ледниковый период

Малый ледниковый период можно разделить  на 3 стадии.

Первая (условно — XIV—XV века). Исследователи полагают, что наступление малого ледникового периода было связано с замедлением течения Гольфстрима около 1300 года, совпавшее с минимумом солнечной активности (минимум Вольфа). В 1310-х годах Западная Европа, судя по хроникам, пережила настоящую экологическую катастрофу. Дождливые лета и необыкновенно суровые зимы привели к гибели нескольких урожаев и вымерзанию фруктовых садов в Англии, Шотландии, северной Франции и Германии. В Шотландии и северной Германии прекратилось виноградарство и производство вин. Зимние заморозки стали поражать даже северную Италию. В XIV в. снег нередко выпадал в Италии. Прямым последствием первой фазы МЛП стал массовый голод первой половины XIV века. Косвенным — кризис феодального хозяйства, возобновление барщины и крупные крестьянские восстания в Западной Европе. В русских землях первая фаза МЛП дала о себе знать в виде череды «дождливых лет» XIV века.

Средневековые легенды утверждают, что именно в  это время от штормов в Атлантике  погибли мифические острова —  «Остров Дев» и «Остров Семи Городов».

Примерно  с 1370-х годов температура в  Западной Европе стала медленно повышаться, массовый голод и неурожаи прекратились. Однако холодные, дождливые лета были частым явлением на протяжении всего XV века. Зимой частым явлением были снегопады  и заморозки на юге Европы. Относительное  потепление началось только в 1440-е годы, и оно сразу привело к подъему  сельского хозяйства. Однако температуры  предшествовавшего климатического оптимума восстановлены не были. Для  Западной и Центральной Европы снежные  зимы были обычным явлением, а период «золотой осени» начинался в сентябре.

Существенным  было влияние МЛП и на Северную Америку. На восточном побережье  Америки было чрезвычайно холодно, в то время как центральные  и западные районы территории современных  нам США стали настолько сухими, что Средний Запад превратился  в регион пыльных бурь; горные леса полностью выгорели.

В Гренландии стали наступать ледники, летнее оттаивание грунтов становилось  все более кратковременным, и  к концу века здесь прочно установилась вечная мерзлота. Возросла ледовитость  северных морей, и предпринимавшиеся  в последующие века попытки достигнуть Гренландии обычно заканчивались неудачей. С конца XV века началось наступание ледников во многих горных странах  и полярных районах.

Вторая  фаза (условно — XVI век) ознаменовалась временным повышением температуры. Возможно, это было связано с некоторым убыстрением течения Гольфстрима. Другое объяснение «межледниковой» фазы XVI века — максимальная солнечная активность, частично погасившая негативный эффект от замедления Гольфстрима. В Европе вновь было зафиксировано повышение среднегодовых температур, хотя уровень предшествовавшего климатического оптимума достигнут не был. В некоторых летописях даже упоминаются факты «бесснежных зим» середины XVI века. Однако приблизительно с 1560 года температура начала медленно понижаться. По-видимому, это было связано с началом снижения солнечной активности. 19 февраля 1600 года произошло извержение вулкана Уайнапутина (Перу), сильнейшее за всю историю Южной Америки. Считается, что это извержение было причиной больших климатических изменений в начале XVII в.

Третья  фаза (условно — XVII — начало XIX века) стала наиболее холодным периодом МЛП. Пониженная активность Гольфстрима совпала по времени с наиболее низким после V в. до н. э. уровнем солнечной активности (Маундеровским минимумом). После сравнительно теплого XVI века в Европе резко снизилась среднегодовая температура. Гренландия — «Зеленая земля» — покрылась ледниками и с острова исчезли поселения викингов. Замерзли даже южные моря. По Темзе и Дунаю катались на санках. Москва-река полгода была надежной площадкой для ярмарок. Глобальная температура понизилась на 1 — 2 градуса по Цельсию.

На юге  Европы часто повторялись суровые  и продолжительные зимы, в 1621—1669 годах замерзал пролив Босфор(пролив между Европой и Малой Азией, соединяющий Чёрное море с Мраморным, а в паре с Дарданеллами — со Средиземным), а в 1709 году у берегов замерзало Адриатическое море. В зиму 1620-21 годов в Падуе (Италия) выпадал снег «неслыханной глубины». Особенно холодным выдался 1665 год. Зимой 1664-65 годов во Франции и Германии, по сообщениям современников, птицы замерзали в воздухе. По всей Европе наблюдался всплеск смертности, в Эстонии и Шотландии население сократилось на 30 %, в Финляндии — на 50 %.

Новую волну похолодания Европа пережила в 1740-е годы. В это десятилетие  в ведущих столицах Европы — Париже, Вене, Берлине, Лондоне отмечались регулярные метели и снежные заносы. Во Франции  неоднократно отмечалась снежная пурга. В Швеции и Германии, по свидетельствам современников, обильные метели нередко  парализовывали движение. Аномальные морозы отмечались в Париже в 1784 году. До конца апреля город находился  под устойчивым снеговым и ледовым  покровом. Температура колебалась от −7 до — 10 °C.

В России малый ледниковый период ознаменовался, в частности, исключительно холодным летом в 1601, 1602 и 1604, когда морозы ударяли в июле-августе (что приводило  даже к ледоставу на Москве-реке), а снег ложился в начале осени. Необычные холода повлекли за собой  неурожай и голод, а как следствие, по мнению некоторых исследователей — стали одной из предпосылок  к началу Смутного времени. Зима 1656 года была столь суровой, что в  вошедшей в южные районы Московского  государства польской армии от морозов  погибло две тысячи человек и  тысяча лошадей. В Нижнем Поволжье в  зиму 1778 года птицы замерзали в  полёте и падали мёртвыми. В 1807 году русские войска по льду преодолели Балтийское море.

Еще более  холодным был малый ледниковый период в Сибири. В 1740—1741 гг. экспедиция В. Беринга фиксировала сильные  морозы на Камчатке и на Командорских островах. Посетивший Сибирь в 1771 году русский путешественник И. П. Фальк  писал: «климат очень суров, зима жестокая и продолжительная… Часто  случаются вьюги в мае и  сентябре месяцах». В окрестностях Барнаула снег сошёл только к 15 мая, а первые листья на деревьях появились 27 мая (по новому стилю). По описаниям 1826 года, в Змеиногорске (Алтайский край) зимой все находящиеся в долинах улицы и дома покрылись сугробами до верхушек крыш.

В числе  причин малого ледникового периода  исследователи называют кроме понижения  солнечной активности (Минимум Маундера), усиление активности вулканов, продукты извержения которых блокировали  солнечный свет, замедление или даже полная остановка термохалинной  циркуляции (циркуляция, создаваемая за счет перепада плотности, образовавшегося вследствие неоднородности распределения температуры и солёности в океане), возрождение лесов вследствие снижения численности населения после эпидемии чумы, что привело к падению уровня углекислого газа.

Самые холодные зимы в истории

Конечно, изменение солнечной активности - не основной фактор, влияющий на возникновение  климатических аномалий. Играют роль и сочетание воздействий от различных  факторов, а также эффект так называемого "спускового механизма"... По сказаниям  летописцев в зимы 401 и 801 годов «затвердели  волны» Черного моря. В «859 году Адриатическое  море так замерзло, что в Венецию можно было проходить пешком». Через 850 лет это явление повторилось. В 1010 - 1011 годах морозы сковали турецкое побережье Черного моря. Ужасные холода достигли Африки, где низовье реки Нил было покрыто льдом. В 1210-1211 годах замерзали реки По и Рона.

В Венеции  по замерзшему Адриатическому морю ходили обозы. В 1322 году Балтийское море покрылось  столь толстым слоем льда, что  из Любека в Дании к берегам  Померании ездили на санях. В 1316 году все мосты в Париже были снесены  льдом. В 1326 году замерзло все Средиземное  море. В 1365 году Рейн был покрыт льдом  в течение трех месяцев. В 1407-1408 годах  замерзли все швейцарские озера. В 1420 году в Париже была ужасная смертность от холода; волки забегали в город, чтобы пожирать трупы, валявшиеся непогребенными на улицах. В 1468 году в Бургундии  замерзло вино в подвалах. В 1558 году целая армия в 40 000 человек стояла лагерем на замерзшем Дунае, а  во Франции замерзшее вино продавалось  кусками на вес. О холодах XVIII столетия имеются более точные сведения благодаря  изобретению термометра. В 1709 году в  Париже в течение многих дней было -24 градуса; вино замерзало в погребах и колокола трескались во время звона. В 1795 году морозы в Париже доходили до 23 градусов. В этом году один эскадрон французской кавалерии взял штурмом  целый голландский флот, захваченный  льдом у берегов Франции. В XX веке в зиму 1953-1954 годов на обширной территории от Атлантики до Урала с ноября по апрель лютовала стужа, замерзла северная часть Черного и вся акватория  Азовского морей. Жгучими морозами и свирепыми буранами запомнилась  и зима 1962-1963 годов. Лед сковал обычно не замерзающий Датский пролив, опять  замерзли каналы Венеции и реки Франции. «Зимой неистовых морозов» назван и  сезон 1968-1969 годов. В 2002 году в Германии из-за морозов полностью было остановлено  движение судов по каналу Майн-Дунай, являющемуся важной европейской  водной транспортной артерией. Толщина  льда, в который вмерзли более 20 судов, достигала местами 70 см. Тогда  же из-за сильных холодов замерзла лагуна Венеции, гондолы, вмерзли в  лед. До этого лагуна замерзала в 1985 году. В конце 2005 года большинство  стран Центральной и Западной Европы оказались во власти сильных  снегопадов. В Германии необычные  для этого времени года холода привели к обледенению и обрыву линий электропередач. В Нидерландах  многие населенные пункты также оказались  обесточены из-за обрыва линий электропередач. В Париже для туристов на несколько  часов была закрыта Эйфелева башня. Главная достопримечательность  Франции полностью обледенела. В  Великобритании на дорогах оказались  заблокированы свыше 500 автомобилей. К эвакуации людей, оказавшихся  в снежном плену, были привлечены бригады ремонтных и дорожных служб, спасатели, пожарные, и даже армейские  подразделения. В самые заснеженные  районы вертолетами доставляли продукты питания и одеяла.