Борис Владимирский - Археоастрономия и история культуры
Основной принцип прогноза можно пояснить на примере прогноза погодно-климатических изменений, к которым хозяйственная деятельность наших предков была много более чувствительна, чем наша.
Погода, климат и солнечная активность.Надо сразу же отметить, что прогноз погодных изменений в те далекие времена осуществлялся, вероятно, большим набором примет, использующих разнообразные признаки — геофизические, поведение животных и т. п. «Космические» признаки были, вероятно, только частью их полного набора. Древние наверняка хорошо знали об одной важной особенности погодно-климатических изменений в данном районе — тенденции к более или менее устойчивой повторяемости похожих (аналогичных) ситуаций. Эта повторяемость имеет довольно сложную временну́ю структуру — существует набор циклов, характерный для определенной географической области. Такая регулярность возникает в связи с влиянием на климат (погоду) солнечной активности. Это решительное безоговорочное суждение способно покоробить читателя, слышавшего нечто о дискуссиях по проблеме «солнечная активность — погода и климат». Действительно, дебаты о реальности корреляционных связей между индексами солнечной активности и погодно-климатическими параметрами длятся уже столетие. В литературе по этой проблеме можно встретить немало противоречий и взаимно исключающих друг друга суждений. Характер солнечно-атмосферных связей оказывается довольно сложным. Основной 11-летний цикл солнечной активности плохо выражен в рядах метеорологических наблюдений. Сами эти ряды довольно короткие. Влияние эффектов солнечной активности на атмосферную циркуляцию, как выяснилось, существенно зависит от сезона и географического региона. В общем, эти и некоторые другие причины не позволили пока выявить всей совокупности основных закономерностей, некоторые из которых, похоже, ускользают от узко специализированного подхода, характерного для нашей современной науки. Самое же главное — даже то, что эмпирически надежно установлено, не имеет пока теоретического обоснования. Надо признать, мы не понимаем пока механизмов воздействия солнечной активности на атмосферные процессы. Некоторые специалисты даже полагают, что такое понимание будет достигнуто не скоро.
Для нашего изложения вопрос о создании теории по столь важен. Гораздо важнее то, что сам факт связи «солнечная активность — погодно-климатические изменения» сейчас все-таки можно считать надежно установленным. Ограничимся несколькими примерами. Найдено, что для западных районов США засухи — с начала XVIII века и до наших дней — появляются регулярно с циклом около 22 лет. Несомненно, что эта ритмика связана с известным 22-летним циклом солнечной активности (состоит из двух 11-летних циклов). Этот результат получен из тщательного анализа данных по изменениям толщины колец деревьев (регистрирующей структуры, прочитанной впервые профессором Одесского университета Ф. Н. Шведовым еще в прошлом веке). Аналогичная тенденция в появлении крупных засух существует и для определенных областей нашей страны, что было обнаружено советской исследовательницей Т. В. Покровской с использованием метеорологических данных. Не вызывает теперь споров связь солнечной активности с частотой следования гроз. Для территории Англии, в частности, грозы происходят заметно чаще в эпоху максимума солнечной активности (в этих данных отчетливо виден 11-летний цикл).
Пожалуй, самые убедительные результаты были получены при изучении реакции атмосферы на отдельные проявления солнечной активности. Известный советский астроном Э. Р. Мустель и его сотрудники обнаружили, что при изолированных геомагнитных бурях атмосферное давление одновременно меняется на огромных территориях, причем для одних областей оно уменьшается, а для других, наоборот, закономерно возрастает. Эти изменения, очень небольшие по абсолютной величине, особенно резко выражены зимой.
Мы уже говорили в начале брошюры, что магнитосфера Земли испытывает перестройку, когда наша планета переходит из одного сектора межпланетного пространства (где межпланетное магнитное поле направлено, скажем, от Солнца) в другой (где это магнитное поле имеет другой знак). Перестройка отражается и на нижней атмосфере и сопровождается, как выяснилось, метеорологическими эффектами. Это замечательное открытие было сделано в 1967 г. советским геофизиком Р. В. Смирновым и подтверждено теперь многими другими исследователями с использованием самых разных показателей. Найдено, например, что суммарная площадь участков с большой циклонической завихренностью в данном полушарии заметно уменьшается на другой день после прохождения секторной границы. Показано, что для средних широт спустя 1–2 дня после прохождения границы заметно изменяется величина электрического поля Земли и тогда же возрастает вероятность регистрации грозы. Если перечисленные эффекты реальны, мы вправе ожидать — для определенного диапазона географических широт — некоторой регулярности в погодных изменениях в пределах синодического лунного месяца: как уже отмечалось, лунные фазы в вероятностном смысле сопряжены с пересечением Землей секторных границ межпланетного магнитного поля. Эта корреляционная связь должна восприниматься как «влияние Луны на погоду». Из-за того что период вращения секторной структуры не всегда равен синодическому месяцу, эта связь не может быть устойчивой. Указанное обстоятельство, возможно, является одной из причин противоречивых суждений, характерных для обильной литературы о связи погоды с фазами Луны.
Имеются, впрочем, факты, принадлежащие к разряду надежно установленных. Например, для северной части Американского континента, согласно полувековым данным, максимумы числа дождливых дней приходятся на 3-й — 5-й день после новолуния и полнолуния. По другую сторону экватора (Южная Америка) распределение вполне аналогично, но сдвинуто относительно первого на 2–3 дня. Эффект довольно слабый (< 10 %), откуда тем не менее вовсе не следует, что связь с фазами Луны пренебрежимо мала. Ведь метеорологические следствия пересечения секторных границ, как отмечалось, отчетливо проявляются в определенных географических областях. Поэтому широкое пространственное и временнóе усреднение данных может нивелировать эффект, и в каком-то районе он, возможно, оказывается значительным. Во всяком случае, для Европы распределение дней с осадками иное, нежели для Америки.
Ясно, что рассматриваемая связь является достаточно сложной, и причин тому много. Своими фазами Луна не только отмечает смену секторов и «маркирует» изменения коротковолнового солнечного излучения с циклами порядка месяца. Своим гравитационным действием она вызывает в океанах и атмосфере приливы, что в определенных ситуациях сказывается в самом нижнем «этаже» атмосферы (приливы имеют, между прочим, долгопериодические гармоники: суммарная амплитуда океанских приливов варьирует с периодами 8,9 лет, 18,6 лет и др.). В общем, Луна, несомненно, может использоваться как «предсказатель» погоды. Соответствующие «правила» прогноза довольно сложны, изменяются от места к месту и нам сейчас неизвестны. Вполне вероятно, что древним астрономам эти «правила» были хорошо знакомы. В клинописных текстах древнего. Вавилона есть прямые указания на это.
Но вернемся к повторяемости погодно-климатических ситуаций, сопряженных с циклическими вариациями солнечной активности. Для предсказания изменений погоды — климата на основе такой закономерности, казалось бы, необходим прогноз солнечной активности. Но он может быть осуществлен с использованием еще одной корреляционной связи — зависимости уровня солнечной активности от конфигураций планет. О солнечной активности по взаимному расположению планет можно судить точнее и надежнее, нежели о времени прохождения секторных границ по лунным фазам. И здесь нам придется сказать несколько слов об одной дискуссионной и малоизученной проблеме физики Солнца.
Вариации солнечной активности и динамика планет солнечной системы.Изучение вариаций солнечной активности, которое проводится с применением строго научных методов на протяжении более ста лет, постепенно выявило очень сложный многопериодный характер этих вариаций. Было найдено, в частности, что среди вариаций присутствуют сидерические (отсчитываемые относительно звезд) периоды обращения планет вокруг Солнца: Меркурия, Венеры, Земли, Марса и Юпитера. Этот факт послужил основанием для выдвижения гипотезы о том, что солнечная активность непосредственно зависит от динамических воздействий планет на Солнце (прежде всего таких, как приливы). В специальной литературе обсуждались различные варианты этой гипотезы. Сейчас мнение большинства исследователей таково, что сами эти динамические воздействия не могут быть причиной всего комплекса явлений солнечной активности. Последняя обусловлена процессами, протекающими на самом Солнце. Тем не менее существование планетных эффектов в солнечной активности следует считать доказанным. С этим утверждением не все согласятся, поскольку оно не получило пока общепринятого теоретического истолкования. Присутствие планетных эффектов в солнечной активности, однако, можно понять, например, на основе гипотезы, высказанной советским физиком В. П. Козеловым[5]. Суть этой гипотезы, базирующейся на представлении о планетной системе как нелинейной колебательной системе, состоит в допущении вовлечения Солнца (конечно, тоже колебательной системы) в общий синхронный колебательный режим. Такая точка зрения не рассматривает слабые гравитационные воздействия со стороны планет на Солнце как причину его циклической активности. Эти воздействия просто поддерживают стабильность колебательного синхронного режима, возникшего в результате длительной эволюции. Цикличность солнечной активности согласно гипотезе определяется колебательной структурой всей Солнечной системы.
