Неодинаковое проявление солнечно–атмосферных связей в близких географических районах нам уже знакомо. Сейчас нас интересует их изменчивость со временем. Она обнаруживается в данных для широт 50–60° за время с 1890 по 1960 год. В течение первых двух циклов солнечной активности кривые были зеркальным отражением одна другой, затем стали «копиями» друг друга. Это очень показательно: изменчивость солнечно–атмосферных связей оказывается здесь выразительным переходом от одного упорядоченного типа изменения к другому. Это вовсе не похоже на то хаотическое разрушение замеченных связей, которое выявляется при более длительном наблюдении и всегда указывает, что мы видим закономерность там, где ее на самом деле нет!
Итак, солнечно–атмосферные связи оказываются не такими уж капризными, несмотря на свою региональность и изменчивость во времени.
На какие только неожиданности не наталкиваются порой исследователи солнечно–атмосферных связей! Недавно Вилкокс с сотрудниками попытался продолжить работу по изучению зависимости силы циклонов от магнитных возмущений, связанных с прохождением секторной границы межпланетного магнитного поля. И вдруг… Оказалось, что в последние годы эффект либо совсем не обнаруживается, либо проявляет себя очень нечетко. В чем дело? Опять изменчивость? Изменчивость одной из фундаментальных закономерностей в солнечно–атмосферных связях? Нет, все проще. В эти годы центр геофизических данных перешел на новую систему хранения информации. Поскольку часто бывают нужны данные, усредненные по каким–то промежуткам времени, сглаженные, хранители архивов непосредственный наблюдательный материал подвергли предварительной обработке — сглаживанию и только после этого внесли их в архив. В результате исследуемый эффект потерялся, вместе с водой выплеснули и ребенка. Это неудивительно. Вспомним результат Э. Р. Мустеля и его сотрудников: после значительных возмущений космоса — магнитных бурь — давление на Земле начинает меняться более замысловато, чем обычно. А любое сглаживание — это упрощение.
Мудра природа. Но, глядишь, и с нею
Случается припадочная блажь.
Лядов А. Среда обитания
— Даже летом, отправляясь в вояж, бери с собой что–либо теплое, ибо можешь ли ты знать, что случится в атмосфере? — наставляет трезвомыслящий Козьма Прутков.
В погоде людей всегда больше интересуют отклонения от нормы, чем сама норма. Это и понятно: к суточным и сезонным изменениям погоды, к типичным ветрам давно приноровились и люди, и природа. Эти нормальные условия для окрестностей Москвы, например, таковы, что к северу от нее тянутся еловые леса, а к югу — березовые, и факт этот не вызывает большого общественного интереса. Но всех волнует, почему в 1972 году эти елки и березы гибли от засухи и пожаров, а в 1976 году лес стал похожим на болото?
У отдельного человека этот интерес может быть лишь проявлением любознательности: развитая цивилизация защищает его от бедствий из–за капризов погоды. Иной интерес к погодным аномалиям у государства. В идеале любой план экономического развития непременно должен учитывать погодные факторы. Влияние погоды сказывается на потреблении энергии, на сроках сельскохозяйственных работ, от нее зависит бесперебойность и безаварийность работы транспорта. Например, подсчитано, что ежегодные потери из–за плохой погоды в строительной индустрии США составляют 3 миллиарда долларов. Если заранее знать о надвигающейся погодной аномалии, можно сильно сократить разные непроизводительные затраты.
Коль скоро погодный стандарт определяется постоянным излучением Солнца, умеренные отклонения от стандарта (тоже привычные) — неодинаковым нагреванием неоднородности поверхности Земли, то кажется естественным предположить, что резкие отклонения от стандарта связаны с изменениями состояния Солнца — солнечной активностью. Заметим, однако, что и на самой Земле идут процессы, которые в принципе могут стать причиной появления резких погодных аномалий. Это изменения количества снега и льда (особенно на континентах), температурные колебания поверхностных слоев воды в океане и тому подобные явления. Все они медленны по сравнению с переменами в неспокойной атмосфере. Они могут накапливать и затем отдавать энергию по своим законам, неожиданно для тех, кто наблюдает лишь атмосферу.
Влияние этих важнейших факторов только начинают учитывать.
Наука же о солнечно–атмосферных связях переживает сейчас тот этап своего становления, когда наблюдениями доказано их реальное существование, идет накопление фактов, но не создана еще теория, объясняющая их. Неизвестны конкретные механизмы солнечно–атмосферных связей. В самом деле, как представить себе эту «гомеопатию»: малые причины — большие следствия?..
Энергия, которую вносят в атмосферу космические процессы, ничтожна по сравнению с энергией обычных атмосферных движений — тех, что изучаются традиционной метеорологией. Однако не всякое следствие определяется прямым приложением, так сказать, грубой силы. Пример тому — управление, по существу подача очень слабого, но правильно нацеленного сигнала. Слабого по сравнению с мощными внутренними силами, которые обеспечивают выполнение «команды».
Механизм управления в принципе может быть очень прост. Представим себе бумажную полоску. Если натянуть ее как следует, она лопнет. Но если предварительно надрезать или надорвать бумажку, она лопнет именно в этом, заранее заданном месте: известно, где тонко, там и рвется.
Интересная аналогия есть в науке о землетрясениях. В Институте физики Земли им. О. Ю. Шмидта разработана физическая модель землетрясения. Исследователи в лаборатории наблюдали за разрушением модельных образцов и изучали явления, ему сопутствующие. Особое внимание уделяли они росту микротрещин, их накоплению и взаимодействию. Когда ученые сопоставили лабораторные наблюдения с тем, что бывают при землетрясениях, оказалось, что картины весьма схожи. Землетрясение — катастрофа, ее создают колоссальные подземные силы. Но места разрыва земной поверхности этими силами определяют микротрещины, а значит, те слабые процессы, которые, действуя достаточно долго, создают эти микро–трещины.
Они–то и задают направление удара. А возможно, не длительность играет роль, а то, что процессы эти действуют на большой территории. Вот что говорит об этом директор Института физики Земли академик М. А. Садовский: «Еще недавно мы более чем скептически относились, например, к идеям о возможности влияния на земные процессы космических факторов, солнечной энергии. Мы полагали: ничтожные добавки, вносимые космосом в огромные энергии, которые накапливаются в очаге землетрясения, не могут никак повлиять на развитие сейсмической катастрофы…
Резкий порыв солнечного ветра — потока заряженных частиц от Солнца — возбуждает в ионосфере магнитогидродинамические волны, которые, в свою очередь, переходят в атмосферные волны малой амплитуды, устремляющиеся к поверхности Земли. Влияние этих волн, действующих на огромной площади, на неустойчивое равновесие сейсмического очага в тот момент, когда землетрясение вот–вот произойдет, едва ли возможно сейчас отрицать категорически».
Одна интересная идея, касающаяся механизма солнечно–атмосферных воздействий, связана с изменениями атмосферного электричества. Скопление электрического заряда в воздухе может, как известно, привести к грозе Приведет или нет — это зависит от условий растекания нарядов, то есть от проводимости окружающей среды и картины электрических полей в ней. На эту электрическую обстановку могут влиять космические процессы. Быстрые космические частицы — настолько быстрые, что, пробивая воздушную толщу, достигают нижней стратосферы, — приводят к появлению в ней свободных заряженных частиц, а это увеличивает проводимость воздуха. Что же касается картины электрических полей, то она сильно зависит от поведения ионосферы — ближайшей к нам области космоса, важного узла космического телевизора.
Замечательно, что сами полярные сияния чувствуют на себе влияние электрической обстановки вблизи поверхности Земли. Как писал еще Ломоносов, «из примечаний по Сибири» (то есть из того, что люди примечали в Сибири) известно: «В местах, ближе к морю лежащих, чаще бывают северные сияния, а на самых берегах видно оные во всякую ночь беспрестанно». Во всякую — это преувеличение, но линия побережья действительно привлекает полярные сияния. Береговой эффект был отмечен русским полярным исследователем Ф. П. Врангелем в 20‑х годах XIX века как повышенная частота появления полярных сияний вблизи берега. Впоследствии было установлено, что сияния над морем обладают большой подвижностью, высота их вблизи берега минимальна и возрастает в обе стороны от него.
