Возможная связь движения магнитного полюса и изменения солнечной активности с климатом Арктики. Часть 4
Номер: 28 Год: 2020 Страницы: 40-54
Номер: 28 Год: 2020 Страницы: 40-54
УДК: 551.582.21+551.324.63+550.38+537.291+551.521.3+551.521.6
EDN: ARZVUH
Автор(ы):
Беликов Юрий Евгеньевич1 e-mail: yury_belikov@mail.ruБуров Вячеслав Анатольевич1
Дышлевский Сергей Викторович1 e-mail: sergiodd@mail.ru
Котонаева Надежда Геннадьевна1,
e-mail: kotonaeva@ipg.geospace.ru
Лапшин Владимир Борисович1, e-mail; lapshin-vb1@mail.ru
Репин Андрей Юрьевич1, e-mail; repin_a_yu@mail.ru
Учреждения:
1 - Институт прикладной геофизики им. академика Е.К. Федорова, Москва, Россия
Аннотация:
Продолжено обсуждение и обоснование гипотезы о влиянии ускоренного движения Северного магнитного полюса и уменьшения солнечной активности в последние десятилетия на прозрачность атмосферы и климат Арктики. В результате уменьшения солнечной активности возросло количество заряженных частиц в верхней тропосфере и стратосфере Арктики. Быстрое перемещение северного магнитного полюса от берегов Канады до северного географического полюса за последние примерно сорок лет привело к следующим результатам. Из-за особенностей фокусировки заряженных частиц магнитным полем основной рост концентрации заряженных частиц по мере движения магнитного полюса происходил в верхней тропосфере и стратосфере Арктики в основном над узкой, расширяющейся по мере движения полюса, ?серпообразной? зоной возле арктического побережья России и над её северными территориями. Расчеты положения этой зоны на основе двух моделей магнитного поля (Ts89 и Shea) показывают, что она находится над областью усиленного таяния ледового покрытия. При этом модель Shea дает гораздо более точное совпадение проекции указанной зоны на поверхность Арктики с областью усиленного таяния ледового покрытия. Заряженные частицы, образованные космическими лучами, увеличивают количество мелких частиц в составе облаков среднего и верхнего уровней в Арктике. Увеличение мелкодисперсной фракции частиц облаков среднего и верхнего уровней изменяет их индикатрису рассеяния. При этом увеличивается перенос излучения к поверхности в условиях присутствия нижней облачности, наблюдаемой значительную часть времени в Арктике, а также, что еще более важно, это может приводить к нагреванию и разрушению нижележащей тропосферной облачности. Исчезновение нижней облачности может в десятки и сотни раз увеличить поступление солнечного излучения к поверхности Арктики. Инициатором таких событий являются метеорологические условия, способствующие появлению средней и верхней облачности, и они не обязательно коррелируют с солнечной активностью. Однако количество мелких кластеров на основе заряженных частиц, образуемых космическими лучами, непосредственно связано с количеством солнечной энергии, которая поступит к поверхности Арктики в результате рассматриваемых процессов. Таким образом, солнечная активность и движение Северного магнитного полюса оказывают влияние на климатические изменения Арктики и возможно, всей нашей планеты.
Ключевые слова: Арктика, климат, движение магнитного полюса, галактическое космическое излучение, мелкая фракция частиц облаков, перенос излучения, разрушение нижних облаков
Сведения об источниках финансирования: Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований, грант №18-05-00812-а.
1 - Институт прикладной геофизики им. академика Е.К. Федорова, Москва, Россия
Аннотация:
Продолжено обсуждение и обоснование гипотезы о влиянии ускоренного движения Северного магнитного полюса и уменьшения солнечной активности в последние десятилетия на прозрачность атмосферы и климат Арктики. В результате уменьшения солнечной активности возросло количество заряженных частиц в верхней тропосфере и стратосфере Арктики. Быстрое перемещение северного магнитного полюса от берегов Канады до северного географического полюса за последние примерно сорок лет привело к следующим результатам. Из-за особенностей фокусировки заряженных частиц магнитным полем основной рост концентрации заряженных частиц по мере движения магнитного полюса происходил в верхней тропосфере и стратосфере Арктики в основном над узкой, расширяющейся по мере движения полюса, ?серпообразной? зоной возле арктического побережья России и над её северными территориями. Расчеты положения этой зоны на основе двух моделей магнитного поля (Ts89 и Shea) показывают, что она находится над областью усиленного таяния ледового покрытия. При этом модель Shea дает гораздо более точное совпадение проекции указанной зоны на поверхность Арктики с областью усиленного таяния ледового покрытия. Заряженные частицы, образованные космическими лучами, увеличивают количество мелких частиц в составе облаков среднего и верхнего уровней в Арктике. Увеличение мелкодисперсной фракции частиц облаков среднего и верхнего уровней изменяет их индикатрису рассеяния. При этом увеличивается перенос излучения к поверхности в условиях присутствия нижней облачности, наблюдаемой значительную часть времени в Арктике, а также, что еще более важно, это может приводить к нагреванию и разрушению нижележащей тропосферной облачности. Исчезновение нижней облачности может в десятки и сотни раз увеличить поступление солнечного излучения к поверхности Арктики. Инициатором таких событий являются метеорологические условия, способствующие появлению средней и верхней облачности, и они не обязательно коррелируют с солнечной активностью. Однако количество мелких кластеров на основе заряженных частиц, образуемых космическими лучами, непосредственно связано с количеством солнечной энергии, которая поступит к поверхности Арктики в результате рассматриваемых процессов. Таким образом, солнечная активность и движение Северного магнитного полюса оказывают влияние на климатические изменения Арктики и возможно, всей нашей планеты.
Ключевые слова: Арктика, климат, движение магнитного полюса, галактическое космическое излучение, мелкая фракция частиц облаков, перенос излучения, разрушение нижних облаков
Сведения об источниках финансирования: Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований, грант №18-05-00812-а.
Возможная связь движения магнитного полюса и изменения солнечной активности с климатом Арктики. Часть 4 / Ю. Е. Беликов, В. А. Буров, С. В. Дышлевский [и др.] // Гелиогеофизические исследования. – 2020. – № 28. – С. 40-54. – EDN ARZVUH.
Possible relationships of the magnetic pole motion and solar activities variations with Arctic climate change. Part 4
Number: 28 Year: 2020 Pages: 40-54
Number: 28 Year: 2020 Pages: 40-54
Belikov Yuri Evgenievich1 e-mail: yury_belikov@mail.ru
Burov Vyacheslav Anatolyevich1
Burov Vyacheslav Anatolyevich1
Sergey Viktorovich Dyshlevsky1 e-mail: sergiodd@mail.ru
Kotonaeva Nadezhda Gennadievna1,
e-mail: kotonaeva@ipg.geospace.ru
Lapshin Vladimir Borisovich1, e-mail; lapshin-vb1@mail.ru
Repin Andrey Yurievich1, e-mail; repin_a_yu@mail.ru
Institutions:
1 - Institute of Applied Geophysics named after Academician E.K. Fedorov (FSBI "IPG"), Moscow, Russia
Abstract
The discussion of the hypothesis for the effect of the accelerated motion of the North magnetic pole and decrease of the solar activity during the last decades on the Arctic climate is continued and the additional substantiations for this hypothesis support are considered. As a result of the solar activity fall the concentration of the charged particles in the Arctic upper troposphere and stratosphere increased. A rapid motion of the North magnetic pole from the Canadian shore to the North geographic pole during about 40 years led to following results. Our analysis showed that due to the peculiarities of the charged particles focusing by the terrestrial magnetic field caused by the North magnetic pole motion the upper tropospheric and stratospheric charged particles concentration increase took place generally in the narrow sickle-shaped zone, which grew wider as the magnetic pole moved, over the Arctic shores and Northern coastal territories of Russian Federation. The calculations by two models of the geomagnetic field (Ts89 and Shea) showed that this zone is situated over the region of the amplified ice cover melting. The model of Shea gives the better results in coincidence of this zone projection on the Arctic surface with the amplified ice melting. The charged particles originated from the cosmic rays cause the number of fine particles increase in the middle-level and high-level clouds. The increase of the fine particles fraction in the middle-level and high-level clouds alters their scattering indicatrix. Our analysis shows that fine particle increase in clouds brings to the radiation transfer to the surface growth under the conditions of the lower clouds presence which are observed during the greater part of the year in the Arctic. Moreover, and that is more important may cause the heating and decay of the underlying cloudiness. The dissipation of lower clouds can bring to the increase of solar radiation income to the Arctic surface by one-two orders of magnitude. These events are caused by the meteorological conditions which promote the emergence of the middle-level and high-level clouds and which do not necessary correlate with the solar activity. However, the number of small clusters which developed from the charged particles produced by the cosmic rays is related directly with the solar energy flux which would reach the Arctic surface as a result of these processes. Thus, the solar activity and North magnetic pole motion affect the climatic change in the Arctic and perhaps on the global scale.
Keywords: Arctic, climate, magnetic pole motion, galactic cosmic radiation, charged particles, fine aerosol formation, radiation transfer, lower clouds decay
Information about sources of financing: The work was supported by the Russian Foundation for Basic Research, grant No. 18-05-00812-A.
1 - Institute of Applied Geophysics named after Academician E.K. Fedorov (FSBI "IPG"), Moscow, Russia
Abstract
The discussion of the hypothesis for the effect of the accelerated motion of the North magnetic pole and decrease of the solar activity during the last decades on the Arctic climate is continued and the additional substantiations for this hypothesis support are considered. As a result of the solar activity fall the concentration of the charged particles in the Arctic upper troposphere and stratosphere increased. A rapid motion of the North magnetic pole from the Canadian shore to the North geographic pole during about 40 years led to following results. Our analysis showed that due to the peculiarities of the charged particles focusing by the terrestrial magnetic field caused by the North magnetic pole motion the upper tropospheric and stratospheric charged particles concentration increase took place generally in the narrow sickle-shaped zone, which grew wider as the magnetic pole moved, over the Arctic shores and Northern coastal territories of Russian Federation. The calculations by two models of the geomagnetic field (Ts89 and Shea) showed that this zone is situated over the region of the amplified ice cover melting. The model of Shea gives the better results in coincidence of this zone projection on the Arctic surface with the amplified ice melting. The charged particles originated from the cosmic rays cause the number of fine particles increase in the middle-level and high-level clouds. The increase of the fine particles fraction in the middle-level and high-level clouds alters their scattering indicatrix. Our analysis shows that fine particle increase in clouds brings to the radiation transfer to the surface growth under the conditions of the lower clouds presence which are observed during the greater part of the year in the Arctic. Moreover, and that is more important may cause the heating and decay of the underlying cloudiness. The dissipation of lower clouds can bring to the increase of solar radiation income to the Arctic surface by one-two orders of magnitude. These events are caused by the meteorological conditions which promote the emergence of the middle-level and high-level clouds and which do not necessary correlate with the solar activity. However, the number of small clusters which developed from the charged particles produced by the cosmic rays is related directly with the solar energy flux which would reach the Arctic surface as a result of these processes. Thus, the solar activity and North magnetic pole motion affect the climatic change in the Arctic and perhaps on the global scale.
Keywords: Arctic, climate, magnetic pole motion, galactic cosmic radiation, charged particles, fine aerosol formation, radiation transfer, lower clouds decay
Information about sources of financing: The work was supported by the Russian Foundation for Basic Research, grant No. 18-05-00812-A.