Солнце – постоянная, спокойная звезда по меркам нашей галактики. Многие звезды часто изменяют свой свойства, пульсируют. Изменяется не только их яркость, но даже размер. В конце концов, звезда может взорваться до того, как подойдет время стать сверхновой. Наше светило такой неспокойности не проявляет. Энергия, поступающая к нам от звезды, изменяется всего на 0.1% в течение 11-летнего цикла солнечной активности.

Тем не менее, «солнечный свет, достигающий атмосферы Земли, дает ей почти в 2500 раз больше энергии, чем любые другие ее источники, вместе взятые», – говорит Грег Копп, сотрудник Колорадского университета. Таким образом, даже 0.1% солнечной энергии превышает всю энергию от других источников, включая даже собственное тепло Земли, происходящее от радиоактивного распада в ядре планеты.

Многие механизмы, которые предлагаются для объяснения влияния колебаний солнечной активности на климат Земли, отнюдь не просты. Например, высокоэнергетические заряженные частицы Солнца и космические лучи могут уменьшать толщину озонового слоя в стратосфере. Это, в свою очередь, изменяет поведение всей атмосферы ниже, и, возможно, приводит к появлению мощных штормов. В нижней стратосфере озон работает как парниковый газ, хотя эффект локален. Разрушение озона ультрафиолетовым излучением Солнца нагревает окружающий воздух. Если же озон разрушает из-за повышенной активности светила, стратосфера остывает, из-за чего несколько увеличивается контраст температур между полюсом и экватором. Это различие в стратосфере и верхней тропосфере приводит к неустойчивости потоков, огибающих Землю по широтам. Неустойчивость приводит к возникновению вихрей, которые в свою очередь приводят к появлению реактивных потоков воздуха в самом близком к поверхности планеты слое атмосферы. Распределение этих потоков изменяет поведение штормов на умеренных широтах. Выходит, пик или, наоборот, минимум солнечной активности приводит к изменению поведения штормов и усложняет их предсказание. Описанный эффект не учитывается в современных климатических моделях из-за своей сложности, так что его очень трудно подтвердить. Возможно, этого и не происходит – в поведении штормов достаточно неизвестных нам факторов, объясняющих непонятные нам нюансы.

Солнце оказывает влияние даже на климат такого устойчивого образования, как мировой океан. Тихий океан в тропических зонах испытывает циклические похолодания вместе с солнечным циклом. На пик солнечной активности приходится похолодание верхних слоев океана практически на градус. Это также вызывает увеличение количества выпадающих осадков в некоторых областях по всему земному шару и понижение атмосферного давления на уровне моря в средних широтах обоих полушарий Тихого океана. Таким образом, самый крупный океан оказывается самым чувствительным к колебаниям активности Солнца, и мощность его основных течений изменяется соответственно.

Колебания активности Солнца могут иметь и более заметные последствия. В конце XVII – вначале XVIII века на Солнце в течение 70 лет наблюдался провал активности, сопровождавшийся очень малым количеством активных пятен. На Земле это вылилось в малый ледниковый период, из-за которого зимы стали намного холоднее. Точная связь между успокоением Солнца и замерзанием европейцев не установлена, но она могла быть вызвана снижением уровня ультрафиолетового излучения, получаемого планетой. Сейчас мы, возможно, переживаем сильно ослабленный аналог того явления, так как текущий солнечный цикл оказался самым слабым за последние 50 лет. Конечно, период ослабления сейчас намного меньше, равно как ни в какое сравнение не идет его уровень, так что заметного неспециалисту влияния нет, но зато сложившуюся ситуацию можно использовать, чтобы изучить происходящее, попытаться понять связь между активностью Солнца и колебаниями земного климата, не выходящую пока далеко за границу предположений и хороших, но не проверенных теорий.

Во время малого ледникового периода, имевшего место три столетия назад, были в основном затронуты Европа и Северная Америка. Несмотря на то, что Солнце подавляет своим вкладом остальные источники тепла и является глобальным обогревателем Земли, колебания его активности могут иметь локальные проявления. Тогда общее потепление на планете не может быть объяснено его влиянием. «Несмотря на доминирование среди источников энергии, не думайте, что именно Солнце вызывает сильные изменения в климате в последнее время. Солнце слишком стабильно, – говорит Копп. – Несмотря на то, что потенциал Солнца в изменении климата Земли грандиозен, он не используется. Хотя история хранит память о том, что Солнце вызывало изменения климата, за последний век вклад светила в общий подъем температуры скорее всего не превысил 15%. Большая часть потепления связана с деятельностью людей и увеличением доли парниковых газов в атмосфере».

Изучение влияния Солнца на Землю лежит как в будущем, так и в прошлом. Сейчас ни одна обсерватория для изучения светила на имеет радиометрической камеры, с помощью которой можно было бы исследовать поверхность Солнца, определив в каждый момент вклад его областей в общую яркость. Среди этих областей будут и темные пятна и другие зоны активности светила, ведь до сих пор непонятно, как связана средняя яркость Солнца и короткие явления, вспышки, вызываемые активными регионами. На Земле же информация о влиянии Солнца на климат хранится с кольцах деревьев и вечной мерзлоте. Однако на нашей планете на них также влияют изменения геомагнитного поля и схем ветров, так что отложения на Луне и Марсе могут стать более надежными свидетелями действия Солнца.