Зимой солнечные вспышки сильнее влияют на погоду, показывает анализ, проведенный за 67 лет.

Ученым известно, что влияние 11-летних циклов солнечной активности на климат Земли невелико. Даже в пиковые годы наша звезда увеличивает радиацию менее чем на десятую долю процента, что приводит к изменениям глобальной температуры на сотые доли градуса.

Даже на пике яркость Солнца остается почти постоянной, поэтому климатические модели в значительной степени игнорируют ее. Ранее выдвигались гипотезы о том, что космические лучи способствуют образованию облаков или что ультрафиолетовое излучение Солнца изменяет ветры, но ни одна из них не подтвердилась.

Но солнечные вспышки, похоже, воздействуют на циркуляцию атмосферы с неожиданной силой — по крайней мере, в региональном масштабе. Это исследование показывает, что именно короткие штормы, а не медленный 11-летний цикл, могут резко потрясти погоду на поверхности нашей планеты.

Физик тщательно изучил записи с 1950 по 2017 год. Он сравнил ежечасный индекс геомагнитной бури Dst с картами реанализа ERA5 для погоды над Северной Америкой. Каждый раз, когда Dst резко падал, фиксировались аномалии приземной температуры, давления, ветра, осадков и солнечной радиации. Данные были отсортированы по силе шторма и сезону для создания статистических карт воздействия.

Результатом является подробный портрет взаимосвязи между Солнцем и погодой. При возникновении сильных штормов на картах появляются характерные аномалии. Зимой, например, мощный шторм часто совпадает с чередой аномально низких температур в части США (с потеплением на юге), но летом картина может быть противоположной. Эти колебания усиливаются, а затем в течение нескольких дней затухают.

Самое главное, такие импульсы штормов могут подавлять нормальную ежедневную изменчивость.

Эффект зависит от сезона и региона. Наихудшие погодные воздействия происходят зимой. Причиной может быть стратосферный полярный вихрь — гигантская высокоширотная циркуляция, образующаяся в холодные месяцы. Геомагнитная буря переносит энергию в верхние слои атмосферы, изменяя полярный вихрь, и эта рябь, по-видимому, передается вниз. Эти возмущения в реактивном потоке создают внезапные скачки температуры, давления и ветра.

Интересно, что обычные подозреваемые здесь не причем. Данные «исключают выпадение энергичных частиц как причину», подчеркивает автор. Космические лучи или частицы высокой энергии, попадающие в атмосферу, не объясняют погодных изменений. Вместо этого данные указывают на связь между магнитосферой и атмосферой «сверху». Как говорится в статье, выявленные закономерности «предполагают нисходящий механизм — например, связь через полярный вихрь».

На данный момент работа охватывает только Северную Америку (где доступны подробные данные) и один статистический подход. Он пока не может точно описать физику явления или сказать, что на каждом континенте происходят одни и те же изменения. В будущем планируется расширить анализ на весь мир и протестировать больше штормов.

На данный момент практический вывод ясен: космическая погода может иметь для нас значение в реальном времени. Синоптики могли бы включать в прогнозы предупреждения о геомагнитных возмущениях. Например, предупреждение о сильном шторме может предупредить о предстоящих необычно сильных холодных фронтах или смене ветров. Не исключено, что климатические модели также потребуют корректировки.

«Геомагнитные бури оказывают глубокое влияние на погоду на Земле — температуру, давление, ветер, осадки и солнечную радиацию», — резюмирует Редер.