Започва глобално застудяване

Тезата на българския учен Борис Комитов, че на човечеството предстои не глобално затопляне, а планетарно захлаждане, е в ярък контраст със съвременната истерия около промените в климата, предизвиквани от човешката дейност. 

Още през 2002 г. д-р Комитов съобщава в научен доклад, че през първата половина на XXI век е минимумът на 200-годишен слънчев цикъл, който ще доведе до захлаждане на климата, а оттам и до изостряне на икономическата и политическа обстановка в света.

Статията му за отражението на тази връзка през ХХI в., публикувана през 2004 г. в Cambridge Journals в съавторство с руския учен Владимир Кафтан, вече години наред е сред 10-те най-четени студии, публикувани в научното издание. 

Авторът е завършил астрономия в Софийския университет „Св. Климент Охридски". Работи в БАН от 1979 г. Публикувал е около 70 научни и над 50 научнопопулярни статии, както и 3 книги. 

Той създава т.нар. хелиоцивилизационна хипотеза. Колегите му го сочат за един от световните авторитети в областта на кометите и планетните атмосфери. Най-голяма популярност обаче му носят изследванията на връзката между слънчевата активност и климата на Земята.  На името на българския учен е наречен астероидът 20363 Комитов. Небесната скалђ е открита на 18 май 1998 г. от обсерваторията „Лоуъл", САЩ, при търсене на обекти, опасно приближаващи Земята.

За Списание 8 доц. Комитов изложи подробно своето виждане за връзката Слънце-климат и предстоящото „неочаквано" глобално застудяване. 

Глобално затопляне, предизвикано от човешката дейност, с последващи климатични катаклизми, ново преселение на народите поради превръщането на доскоро плодородни страни в пустини, колапс на човешката цивилизация. 

Това предвиждане често може да бъде чуто от природозащитници, а вече и от политици. 

Един български учен обаче издига своя глас в полза на по-спокойното и преди всичко – по-научно разглеждане на въпроса за климатичните промени. Които може да се окажат съвсем различни от очакваните.

В края на 2007 г. бившият вицепрезидент на САЩ Ал Гор получи Нобелова награда за мир заради кампанията срещу „глобалното затопляне". Позицията му е добре известна - човешката дейност е причина за затоплянето на климата с около 0,7°C за последните 150-160 г.

Но защо присъдената награда е по същество политическа, а не за наука? Нали проблемът за климатичните промени е научен и се отнася преди всичко до метеорологията и геофизиката, а те са физически науки. 

Това е така, защото сред учените има не само резерви, но и сериозна съпротива срещу теорията за „антропогенното затопляне". 

На първо място съмняващите се задават въпроса има ли доказателства за климатични промени в по-далечното минало, които  по амплитуда и посока да наподобяват и дори да са по-големи от тези през последните 150 г.? Защото природните закони действат по един и същи начин както сега, така и преди 500, 1000 години или в някоя далечна геоложка епоха. Ако причинителите на подобни климатични промени в миналото, несъмнено с естествен произход, действат и днес, това ще означава, че „антропогенното глобално затопляне" е съмнително обяснение. До такъв извод бихме стигнали и ако причинителите на климатичните промени по същността си днес са такива, каквито са били и в миналото. 

Климатичните цикли 

Периодът на редовните инструментални измервания на температурите по света се „припокрива" с епохата на съвременното „глобално затопляне"  - последните 150-160 г. 

Но затоплянето на климата след 1850 г. не е протичало гладко. Има периоди, през които то се е ускорявало, през други се е забавяло и процесът дори е тръгвал назад. 

След затоплянето около 1880 г. климатът на Земята е застудял значително (с 0,4°С) до 1912-1915 г. Следва бързо затопляне и само за около 25-30 г. среднопланетарната температура се покачва с цели 0,6 градуса до 1940 г. Нова, макар и по-слабо изразена тенденция на застудяване започва в началото на 40-те години на ХХ век, като достига максимална дълбочина около 1965-1970 г. Следващата фаза на затопляне продължава до 2000 г.

През последните 7-8 години има нова фаза на застудяване 

- до този момент с около 0,1°С спрямо 2000 г. 

Спряло ли е „глобалното затопляне" в 2000 г.? Обобщените данни за планетата показват добре изразена тенденция към затопляне в периода 1978-2000 г. и относително постоянно ниво след това. Само тези данни не стигат, за да заключим, че започва глобално застудяване. Но върху общата тенденция на глобалното затопляне се 

наслагва мощен 60-65-годишен цикъл

Неговите минимуми са причинители на периодите на временно застудяване в началото и средата на ХХ век, а максимумите съответстват на по-топлите периоди около 1880, 1940-42 и 2005 г. На какво се дължи този цикъл? Климатолозите избягват отговора на този въпрос, позовавайки се на вътрешни колебания на климатичната система без специална външна причина. Дали е така? 

В поведението не само на температурите, но и на всички останали по-важни климатични параметри (валежи, налягане, влажност, дебит на реки, ниво на езера и др.) има и по-краткосрочни цикли на промени от 2,5, 3,5 3,75, 5-6, 10-11, 18-24, 35-36 и 50-55 години. Например квази-двудесетилетните цикли (20-22 г.) са много добре видими в промяната на параметрите на атмосферния пренос. Има 20-22-годишна цикличност и в количеството на падащите в България валежи през топлото полугодие. То е следствие на подобни вариации в поведението на атлантическите и средиземноморските циклони.

Защо възникват циклите в климата и доколко са устойчиви? Не е ли възможно наблюдаваната през ХХ век тенденция към затопляне да е част от много продължителен естествен климатичен цикъл? Отговорът на този въпрос се търси в индиректните данни, с които работи палеоклиматологията (за методите на изследване и историята на връзката Слънце-климат виж текста долу - бел. ред.). 

Тези данни сочат, че през последните 10 000 - 11 000 години („следледниковата" епоха, наречена холоцен) 

Земята е преминала през 4-5 фази на затопляне и застудяване, 

при което температурата й се променя в рамките на 2-2,5°С. Най-студените фази на този цикъл, дълъг 2200-2400 г. (виж карето на стр. 50 - бел. ред.), се наричат „малки ледникови периоди". Последният такъв е бил между XV и XVIII в., а абсолютният температурен минимум е бил през 1650-1720 г. 

В околомаксимумните фази на този цикъл, наречен Халщатцайт,  среднопланетарните температури са от 0,5 до 1°C по-високи от съвременните. Това са периоди с много топъл климат на средни и високи географски ширини. Последната подобна епоха обхваща периода от 800-а до 1200 г. сл. Хр. и е известна като средновековен температурен максимум. 

Точно по това време една експедиция от викинги потегля на запад от Исландия и достига до Гренландия. Скандинавците са поразени от приветливия бряг, покрит със зелени ливади и храсталаци. Към новооткритата „Зелена страна" се запътват флотилия след флотилия с преселници. През XII век скандинавското 

население на острова достига 12 000 души. Днес то е около 6000 души, 

защото след 1200 г. климатът започва бързо да застудява. Ледниците настъпват, растителността изчезва. Към средата на XV век положението става критично и през 1461 г. кралят на Дания и Норвегия издава указ за евакуация на колонистите. Новото заселване на острова от скандинавците е от XVIII век. 

В климата са установени и голям брой по-краткосрочни циклични вариации. Най-отчетлив е този със средна продължителност около 200-210 г. Той се проявява в циклични промени с амплитуда между 0,4 и 1°C. Най-добре е забележим във вътрешността на континентите - например в Централна Азия. През последните 1000 години неговото действие се забелязва в захлаждането през нечетните столетия спрямо предходните четни - XI век е по-студен от X век, XIII от XII век и т.н.

„Великите ледникови периоди" са събития, свързани със силни понижения на средната температура на Земята - до 7 -8 °C спрямо съвременните стойности. Те също се повтарят, средно през 95 000 - 100 000 г. Последният от тях – Вюрмският, е приключил само преди около 10 000-11 000 години.  Съвременната, относително топла епоха (холоцен) е поредният максимум на този квази-100 000-годишен цикъл. Има и цикли с продължителност  20 и 50 хиляди години и амплитуда от 3 до 5 градуса. 

„Скритите" 75 процента. Иде ли нов свръхвекови минимум?

Привържениците на теорията за антропогенното затопляне днес не отричат съвсем влиянието на слънчевата активност. Те обаче го подценяват около 4-5 пъти.  

В колонката с методите споменахме, че общата слънчева светимост се изменя в хода на петнообразувателния 11-годишен цикъл с около 0,1% за периода, откакто се наблюдава с  прецизна спътникова апаратура.  Съответните вариации на средната температура на Земята са около 0,1-0,12°C. Има разработени теоретични модели, за които се смята, че представят  добре връзката между слънчевата петнообразувателна активност и слънчевата светимост. Когато обаче те се приложат за епохата на Маундеровия минимум и съответно малкия ледников период (XVII-XVIII в.) се оказва, че затоплянето на климата оттогава досега би трябвало да бъде само около 0,4°C, докато в действителност затоплянето е с 1,5°C, т.е. почти 4 пъти повече.  

Разликата, която е почти 75% от общото изменение на температурата, не може да бъде обяснена само чрез нарастването на слънчевата активност от началото на XVIII век досега.  „Глобалните еколози" използват това несъответствие като аргумент, че трябва да има друго основание за затопляне на климата и това е човешката дейност. 

Но може причината за липсващите 75% да е друга. Може теоретичните модели за връзката „слънчеви петна - светимост" да не са верни или пък да има и други механизми, чрез които слънчевата активност влияе върху климата.  Без напълно да се изключва първата възможност, фактите по-скоро са в полза на втората. През 1997 г. датските геофизици Свенмарк и Фриз-Кристенсен дадоха доказателства, че малката част от галактични космически лъчи (ГКЛ), които проникват в ниската атмосфера на Земята, предизвикват йонизация на въздуха, макар и много слаба. Образуваните йони при взаимодействие с водните пари и в присъствието на малки количества сярна киселина стимулират образуването на аерозоли, а оттам и на облачност. Това води до увеличаване на отражателната способност на земната атмосфера. 

По-голяма част от слънчевата радиация се отразява обратно в Космоса

Крайният резултат е изстиване на повърхността и приземния въздух и застудяване.  

Достигащият до Земята поток ГКЛ обаче е най-силен именно при ниска слънчева активност. Ето защо в епохите на слънчевите минимуми към слабия ефект на охлаждане, свързан с намаляване на слънчевата светимост, се добавя значително по-силен ефект, породен от по-интензивното образуване на аерозоли. 

В най-външните части на слънчевата атмосфера (короната) протичат тмащабни процеси, които имат мощен ефект върху земния климат. Те предизвикват проникване на слънчеви частици с висока енергия (главно протони) в ниската атмосфера на Земята, пораждайки процеси, подобни на вече описаните за галактичните космически лъчи. При тези явления се наблюдава много силен 60-65-годишен цикъл. Така се изяснява не само същият климатичен цикъл, но и защо привидно липсва връзка между слънчевата активност и климата през последните три десетилетия. Причината е, че активните явления в слънчевата корона през посочения период са с много ниска интензивност. Дългосрочната тенденция за отслабване на интензивността и честотата на слънчевите изригвания е ясно забележима още от началото на 80-те години, но най-вече се проявява след 1992 г. 

Връзката между слънчевата активност и земетресенията е забелязана отдавна 

Установено е, че силните земетресения са предимно около максимумите и минимумите на на 11-годишните слънчеви цикли. Особено земетръсно е времето на минимумите. Тогава общото количество отделена сеизмична енергия за цялата Земя е по-голямо, отколкото при средните и околомаксимумните фази на същите. Особено активни в сеизмично отношение са епохите на свръхвековите слънчеви минимуми.

Подобна връзка има и с вулканичните явления. За последните 500 години са станали 15 много мощни изригвания, за които климатолозите са категорични, че сериозно са повлияли върху земния климат.

Тези изригвания са станали около минимумите или максимумите

на 11-годишните цикли, а 6 от тях - по време на минимума на Далтон (1798-1835 г.). При вулканичната дейност в атмосферата на Земята се отделят много химически активни газове, вкл. и сернокиселинни молекули. А те, както вече казахме, стимулират образуването на аерозоли и облачност, водейки до охлаждане на климата.

По този начин по време на ниска слънчева активност в посока на климатично охлаждане действат поне два, а най-вероятно и други, свързани със Слънцето процеси: понижението на слънчевата светимост, увеличеният поток на ГКЛ и активизирането на вулканичната дейност. Това обяснява защо климатичните свръхвекови минимуми са толкова дълбоки. Ако към това прибавим и ефектите, породени от очевидно слънчевия по произход 60-65-годишен цикъл, става ясно, че 

обясняването на съвременните климатични промени

с човешкия фактор е излишно

Средата и краят на ХХ век са епохата с най-високата слънчева активност през целия 400-годишен период на инструментални наблюдения на Слънцето. За него вече има и прието име: модерен свръхвекови слънчев максимум. Със сигурност това е 

най-активният период на нашето светило поне за последните 1000 години

Сегашният 2200-2400 годишен цикъл (Халщатцайт) се сочи като най-мощен измежду последните четири, а модерният свръхвекови слънчев максимум - като най-високото средно ниво на слънчевата активност от около 7500-8000 години насам! Какво може да се очаква от Слънцето и климата в близко бъдеще?

Първото нещо, за което можем да сме в много голяма степен сигурни, е, че периодът на активната начална фаза на настоящия Халщатцайт вече е приключил. 300 години след Маундеровия минимум  Слънцето е навлязло вече във фазата на „платото", където по-нататъшното затопляне на климата ще се преустанови. Самї по себе си това изключва в близко бъдеще да настъпят събития, подобни на Маундеровия минимум и Малкия ледников период. Не така обаче стоят нещата  по отношение на 200-210-годишния слънчев цикъл и негов предстоящ минимум. 

Още в края на 90-те и непосредствено след 2000 г. самостоятелно и заедно с колеги от Русия, САЩ и Италия в няколко последователни изследвания на дългосрочното поведение на Слънцето стигнахме до извода за 

нов свръхвекови слънчев минимум, който трябва да започне между 2005 и 2010 г.

и да обхване по-голямата част от XXI век. 

От друга страна, по своята дълбочина той ще наподобява минимума на Далтон от XIX век, т.е. няма да бъде много дълбок. Климатът ще реагира на това събитие със застудяване, при което среднопланетарната температура ще се понижи с около 0,4°C до 2030-2035 г. спрямо нивото от 2000 г. и с още 0,3°C, т.е. общо  0,7°C към 2070 г..

Един нов свръхвекови слънчев минимум ще „пречупи" глобалното затопляне

Социално-икономическите последици  от това може да се окажат много по-различни от всичко обсъждано до момента, а обществото може да се окаже в максимална степен неподготвено за тях. 

Към края на 2006-а и особено през 2007 г. на Слънцето 

започнаха да се наблюдават явления, които изненадаха повечето изследователи

Какво точно се случва?

1. Много дълъг и дълбок петнообразувателен минимум. От април 2006 г. до началото на февруари 2009 се събират около 480 дни, през които на Слънцето не се е виждало нито едно петно. Подобно събитие не се е случвало от 1913 г. насам.  

2. Общото магнитно поле на Слънцето е най-слабото от 50 години насам. Плътността на слънчевия вятър също е рекордно ниска за целия период, откакто се наблюдава (над 40 години). 

3. Намалението на слънчевата светимост след 2006 г. е доста по-голямо от обичайното за слънчев 11-годишен минимум.

4. Последният петнообразувателен слънчев цикъл, чийто максимум бе през 2000 г., е необичайно дълъг: по предварителни оценки около 12,5 г., при средна стойност 11,04 за последните 1700 години (според косвените данни в Реда на Шове) или 11,03 от 1749 г. насам по инструментални данни (Цюрихският ред). 

5. Почти пълно отсъствие на геомагнитна активност през цялата 2008 г.

Всички тези събития означават само едно - Слънцето е в началото на поредния си свръхвекови минимум! А това се проявява в редица климатични събития - необичайно студени зими в САЩ (2001, 2007 и 2009 г.) за пръв път от около 200 г. насам, температури до -50-52°С в щатите Минесота, Северна Дакота и др.; няколко тежки зими в Източна Европа и Сибир,  

отрицателни температурни рекорди в България - в Севлиево под -30°С през 2005 и 2008 г.

Зимата в Китай през 2008 г. обхвана дори тропичните райони на страната и е най-тежката от 100 години насам. Сняг и отрицателни температури на Арабския полуостров през 2008 и 2009 г.; студени зими в южното полукълбо - през 2008 г. в Сидни вали сняг за пръв път от 165 години насам, сняг в Буенос Айрес през 2007 г. за пръв път от 1917 г. насам; от 2007 г. се наблюдава тенденция към захлаждане на летата в Западна и Централна Европа. 

Общата маса на антарктическия континентален ледник след 2000 г. е нараснала с около 5%. В случая с Антарктида медиите акцентират върху откъсването на айсберги от континента, докато натрупването на ледена маса във вътрешността му не се коментира.  

Тези факти показват, че затоплянето като климатична тенденция вече е прекратено в много райони по света.

Три века учените

търсят как Сънцето влияе

на климата

Идеята, че Слънцето влияе на дългосрочните промени в климата, е още от времето на първите наблюдения на слънчевите петна през телескоп в началото на XVII век. 

През XIX век швейцарците Хайнрих Швабе и Рудолф Волф откриват 11-годишния петнообразувателен цикъл и астрономите се запалват по търсенето на връзки „климат-Слънце". Метеоролозите и климатолозите дълго време пренебрегват резултатите от този род изследвания, защото почти до края на ХХ век не са открити категорични зависимости между слънчевото петнообразуване и промените в общата слънчева светимост.

От края на 70-те години на XX в. спътници проучват дали има такива значими за климата вариации в областта на видимите лъчи и т. нар. близък ултравиолет. Оказа се, че слънчевата светимост наистина зависи от нивото на слънчевата активност. Тя е най-висока около максимумите на 11-годишните цикли на Швабе-Волф и най-ниска около неговите минимуми, когато при „съдействието" на други фактори на много места по света има особено студени зими. 

Всеки 20-22 г. слънчевото магнитно поле сменя своя знак. Конкретно за Балканския полуостров това се изразява в редуване на сухи и горещи с по-дъждовни и студени лета през същия период. 

След като Рудолф Волф открива 11-годишния слънчев цикъл заедно с Х. Швабе, работата му е развита от друг швейцарец - Валдмайер.  В средата на ХХ в. той създава т. нар. „Цюрихски ред" - поредица данни за слънчевата активност в течение на хилядолетия, приет за международен еталон за оценка на слънчевата петнообразувателна активност. 

През 1893 г. британският астроном и геофизик Едуин Маундер пръв обръща внимание на един много интересен факт: в продължение на повече от 70 години - между 1642 и 1715 г., на Слънцето почти не са се наблюдавали петна! Астрономите не обърнали особено внимание на откритието му. А то било от изключителна важност. В определени периоди 11-годишният цикъл може и да не действа или да е съвсем слаб.

През 1944 г. Глайсберг, анализирайки Цюрихския ред, пръв обърнал внимание на друг слънчев цикъл с продължителност около 80-90 години. В средата на 50-те години американецът Андерсън и българинът Ангел Бонов откриват независимо един от друг, че съществува цикъл, дълъг около 180 години, двойно по-дълъг от този на Глайсберг. Един от видимите му ефекти е, че минимумът на 80-90 годишния цикъл в началото на XIX век, известен още като „Минимум на Далтон" (1798-1835 г.) е значително по-дълбок от този в началото на ХХ век („Минимум на Глайсберг-Гневишев", 1898-1923 г).  

Британецът Дерек Шове проучва слънчевата активност векове и хилядолетия преди наблюденията през телескоп. За целта използва разнородна информация - писмени съобщения от миналото за наблюдавани полярни сияния, видими с просто око слънчеви петна, съобщения за силни земетресения и други явления. Всички те косвено или пряко са свързани с протичащите на Слънцето процеси. Шове използва и данни за ширините на годишните кръгове на дърветата. Така през 1955 г. се появява „Редът на Шове" за приблизителните календарни години на минимум и максимум на 11-г. цикли, както и мощността им за последните почти 2200 г. 

От средата на ХХ век картината на поведението на Слънцето в миналото се изучава и по данните за т.нар. космогенни радиоизотопи - атоми на тежките изотопи на въглерод, берил, хлор и др. химични елементи. Те се образуват в средната атмосфера на Земята, на височини от около 35-40 км над земната повърхност под действието на частици с високи енергии (протони, неутрони и др.), идващи от далечния Космос -  квазари, активни ядра на галактики, избухващи свръхнови звезди, пулсари. Това лъчение се нарича галактични космически лъчи (ГКЛ). 

Пристигащият до Земята поток на ГКЛ обаче е в обратна връзка с нивото на слънчевата активност. Ако последната  е висока, то и плътността на слънчевия вятър е по-висока и той отслабва достигащите до Земята ГКЛ. Тогава в стратосферата се образуват доста по-малко космогенни радиоизотопи. Тази обратна връзка между нивото на слънчевата активност и потока на ГКЛ се нарича „Форбуш-ефект".  

Главно по  натрупванията на въглерод-14 в годишните кръгове на дърветата и пещерните образувания (сталактити и сталагмити) или на берил-10 на различни дълбочини в континенталните ледници на Гренландия и Антарктида, се съди за хода на слънчевата активност в миналото. 

Един от първите факти, на които изследователите се натъкнали, било изключително високото съдържание на въглерод-14 в годишните кръгове на дърветата в периода между XV и XVII век.  Подобен феномен бил установен и при радиовъглеродния анализ на картините на ренесансовите художници.  Отначало било предположено, че това се дължи на избухнала близо до Слънчевата система свръхнова звезда. Анализът на дървесните образци от по-далечното минало обаче показал, че концентрациите на въглерод-14 са се повишавали периодично до нива, съизмерими с тези през Ренесанса на всеки 2200-2400 години! Подобно явление може да се дължи само на цикличен фактор. Такъв би могло да бъде само Слънцето. Така бил установен мощният слънчев 2200-2400-годишен цикъл, наречен Халщатцайт. 

И тогава, през 1975 г., се сетили за откритието на Маундер, направено преди близо 80 години - липсата на петна през по-голямата част от XVII и началото на XVIII век. Дж. Едди от университета в Болдър (Колорадо, САЩ) прави връзка с високите съдържания на радиовъглерод в дървесните образци през същата епоха. Минимумът на Маундер се оказва реално явление. Той и подобните нему събития от по-далечното минало маркират началото на 2200-2400-годишните слънчеви цикли.  Оказало се, че тези маундероподобни минимуми съвпадат по време с всяка една от „малките ледникови епохи". 

Минимумите на 200-210-годишния цикъл се наричат „свръхвекови слънчеви минимуми". Те не са еднакво дълбоки – това зависи от взаимодействието на конкретния двувекови минимуми с останалите дългосрочни тенденции. 

Минимумът на 200-210-годишен цикъл през XVII век съвпада по време с този на Халщатцайт (2200-2400-г. цикъл) – което поражда „средновековния мини ледников период".

Материалът е поместен в брой 3/2009 на Списание 8.