Письмо ректору

Тревожная кнопка

Отзывы о преподавателях

Онлайн-обучение
Министерство образования и науки РФ
5-100.png Программа повышения конкурентоспособности
Противодействие коррупции
Наука и образование против террора
Диссертационные советы
Российский студенческий центр
Социальный навигатор
Оформление социальной студенческой карты
Study in Russia



Новости университета



31.08.2010

Солнечные пятна в земном воплощении

Под пики солнечной активности не только Пушкин подгадал себе дуэль и Маяковский лёг виском на дуло, на них пришлись также обе русские революции начала прошлого века и окончательное решение кулацкого вопроса с помощью лимитов и троек, также известное как Большой террор в СССР 1937—1938 годов.

Советский, а потом ещё и российский солдат на максимумах появления солнечных пятен интернационально помогал братским народам. Да и Союз рухнул на пике.

То, что циклы изменения количества солнечных пятен совпадают с разными передрягами в обществе, настолько хорошо известно, что писать об этом как-то даже и неудобно — это вроде как о Бермудском треугольнике или пришельцах во времена моей юности. Кажется, по теме 11-летнего цикла в русской истории прошёлся даже кто-то из совсем уж отмороженных «художников слова» — то ли Велимир Хлебников, то ли Андрей Белый. Спускаясь с этих мистических высот на землю, имеем статистику инструментальных наблюдений числа пятен на Солнце — с 1701 года погодовую, а с начала 1749 — помесячную.

И действительно, под пики солнечной активности не только Пушкин подгадал себе дуэль и Маяковский лёг виском на дуло (кстати, и сам автор этих строчек — тоже), но на них пришлись также обе русские революции начала прошлого века и окончательное решение кулацкого вопроса с помощью лимитов и троек, так же известное как «большой террор в СССР 1937-38 годов». Четырежды — сначала советский, а потом ещё и российский солдат на максимумах появления солнечных пятен интернационально помогал братским народам Венгрии (1956), Чехословакии (1968), Афганистана (1979) и совсем братскому — Чечни (2000) наладить у себя правильную демократию. Ну и разумеется, сам СССР канул в лету на таком же «пике» 1990—91 годов.


Можно было бы подумать, что это только россияне столь метеозависимы. Но нет. Присмотревшись к другим зубцам на графике, найдём там, например, и несколько французских революций. Включая, разумеется, и Великую. А также и 1830 года, вдохновившую царство Польское на вооружённое «несогласие» на личную унию с Россией. И 1848 года, вдохновившую Маркса и Энгельса на предсказание неизбежности гибели капитализма от рук пролетариата. И парижскую коммуну 1871 года, много лет спустя вдохновлявшую Ленина на многие славные дела, в том числе — и на переименование немногочисленной секты своих адептов в коммунистическую партию, хотя, если точно следовать источнику вдохновения, надо бы употребить слово «коммунальная»…

Образование Соединённых Штатов и старт Великой Депрессии, в конечном счёте изменившей мир в следующие полтора десятилетия и наворчавшей там горы трупов похлеще, чем иная революция, и авианалёт на Нью-Йорк, открывший 21-й век, разумеется, тоже пришлись на время активного Солнца. Ну и… то ли мои исторические познания на этом заканчиваются, то ли на многих из 24 обозначенных на графике пиков солнечных пятен ничего особо примечательного не происходило, а все вышеперечисленные совпадения с действительностью случайны.Американцы снова пугают вселенским апокалипсисом. Доклад, сделанный для НАСА Академией наук США, сообщает о том, что рано или поздно на Солнце начнутся сильнейшие бури, вследствие чего выйдут из строя многочисленные спутники и техника на Земле. Ну а дальше, если Брюс Уиллис вовремя не вмешается, нас ждёт возвращение если не в пещеры, то как минимум на целый век назад. В поисках истины «Частный корреспондент» отправился к директору Института астрофизики МИФИ доценту Юрию Дмитриевичу Котову.
Юрий Котов: «Электрические системы могут выходить из строя из-за вспышек на Солнце»









Экономическим кризисам и финансовым паникам, пожалуй, повезло ещё меньше — из значительных, пришедшихся на пики солнечной активности, я могу припомнить, помимо уже названной ВД (и аналогичного ей «кризиса НЭПа» 1928—32 годов в СССР, приведшего к глубокому изменению общественного строя в стране), разве что панику 1907 года, следствием которой стало образование ФРС. Хотя ещё автор известного «парадокса» — У.С. Джевонс (предсказавший взрывной рост энергопотребления вследствие внедрения энергосберегающих технологий) искал статистические связи промышленных циклов с изменением количества пятен на солнце через влияние на погоду и урожаи, последние заметные глобальные рецессии, затронувшие и Россию, 1997—98 и 2007—09 годов, пришлись на период максимально спокойного солнца.

Вообще можно обратить внимание, что помимо явно выраженного примерно 11-летего периода (24 цикла за 260 лет наблюдений, представленных на графике), наблюдается ещё что-то похоже на вековой, или 100-летний цикл, хотя достоверно выявить его на таком коротком периоде наблюдений, конечно, невозможно (недаром некоторые любители «длинных волн» говорят ещё о вековом цикле в исторических процессах, «смене веков», приписывая этому нечто большее, чем чисто календарный эффект). Солнечных пятен ближе к началу века появляется меньше, и с меньшей частотой, чем в его середине. Скажем, между пиками 1788 и 1804 гг., прошло почти 16 лет, до следующего пика — 1818 года — ещё 14. Примерно такие же слабо выраженные и редкие циклы солнечной активности наблюдались и в начале 20-го века — между пиками 1894 и 1907 годов более 13 лет. Тогда как в середине веков наблюдаем короткие 9—10-летние циклы с высокой интенсивностью «пятнообразования».

Продолжающийся сегодня цикл солнечной активности также обещает стать очень длинным — за 10 лет он прошёл только от пика до дна в «кризисном» 2009 году (наиболее «спокойного» Солнца за весь цикл), и по прогнозам активность «пятнообразования» будет оставаться сравнительно невысокой по крайней мере до 2012 года. Так что же тогда творится с погодой?

Превращение европейской России на пару месяцев в филиал Сахары, да ещё в сопровождении дымов и огней, вызвало известное бурчание в блогах на тему «пора валить». И так проживание в «этой стране» многие граждане, и юные, и не очень, похоже, рассматривают как своё одолжение ей. А тут ещё и погода... Что же это было — аномалия, которые в наших краях, нечасто, но бывают? Правда, за последние 190 лет, а инструментальные наблюдения за температурой в Москве ведутся, хотя и с некоторыми паузами и с разных точек, с августа 1820 года, подобного скачка летней среднемесячной температуры не случалось. И не только в июле, но и вообще в любой «тёплый» месяц года с апреля по октябрь. (Вроде как следующего такого лета, по распределению вероятностей, придётся подождать ещё 5 тыс. лет.) Или же — пресловутые глобальное потепление и париковый эффект добрались, наконец, до «конечного потребителя» и теперь с известной периодичностью надо ждать «повторения банкетов»?

Ни будучи ни разу специалистом по климату, попробую взглянуть на ситуацию глазами экономиста и статистика. Иными словами, по определению не зная ничего о физике происходящих процессов, давайте попытаемся извлечь какие-то сведения из имеющихся временных рядов температур и осадков, применяя к ним стандартные для макростатистического анализа приёмы выделения сезонных составляющих, трендов и циклов. Ну а почему бы нет? Берутся же физики и математики, вооружась сокровенным знанием в своих областях, радовать нас своими суждениями об экономике. И ничего — зубами скрипим, но терпим и виду не показываем. (…)

Глобальное потепление, или когда год на год не приходится?

Первое, что видим, это пресловутый тренд повышения среднегодовых температур. Причём дело ускоряется, и если раньше (а поворот к потеплению обозначился вроде бы в середине 30-х годов 19-го века и с тех пор стало теплее на 4 с небольшим градуса) в Москве теплело примерно на 0,2 градуса за 10-летие, то с 80-х годов прошлого века дело пошло вдвое побыстрее, а за «нулевые» потеплело уже на 0,6 градуса. Смотрим на карту среднегодовых изотерм и видим, что если дальше дело пойдёт таким аллюром, то концу столетия Москва превратится во что-то среднее между нынешними Варшавой и Ростовом. Оно, может быть, и неплохо бы. Но 6 градусов, добавленные к среднегодовой температуре атмосферы Земли, как говорят, сулят много других неприятностей.

Наберём ли мы эти 6 градусов? То, что цикл потепления идёт уже давно, 170 лет, немного успокаивает. Вряд ли парниковый эффект вследствие накопления в атмосфере CO2 был так уж силён в те годы. Конечно, настораживает ускорение в последние годы. Но с другой стороны, резкая деиндустриализация страны с распадом СССР заметно улучшила не только социальный климат из-за сокращения потребности в неквалифицированном «гегемоне» (…), но и климат в прямом смысле. Потребление энергии в России на предкризисном «пике» 2008 года всего лишь коснулось уровня 1993 года, далеко отставая от советских максимумов 1987—89 годов. Что должно было бы ослабить парниковый эффект. Однако теплело с удвоенной силой.

Возможно, конечно, что это специфика наблюдений в Москве, как стремительно разраставшемся мегаполисе, где зимой интенсивно «отапливают улицу»? Но тренд имел место ещё и тогда, когда Москва была не столицей, а сравнительно небольшим провинциальным городом с сокращавшимся населением, к тому же «разогрев» имеет место и в летние месяцы. Так что может быть человек, с его тягой к сжиганию всего, что горит, пока ещё слишком мелковат, чтобы влиять на долгосрочные климатические тренды, а дело в чём-то ином? Оставим специалистам решать эти вопросы. Тем более что июльские добавленные градусы настолько отклонились от тренда, даже с учётом потепления, что дело явно пока ещё не в нём.

Протестируем ещё одну гипотезу — возможно на нынешний год пришёлся максимум какого-нибудь более короткого цикла колебаний погоды? На графике видна определённая цикличность в движении температур с периодом около 10 лет, которая становится особенно явной, если отфильтровать высокочастотные «шумы». Скажем, очень размашистый цикл колебаний температур виден в 30—40-е годы с уникально холодными 1933 и особенно 1941—42 годами.

Так и тянет объяснить этими перепадами пресловутый «голодомор» 1932—33 годов (европейскую часть СССР летом 1932 года залили холодные дожди и на колхозных полях вместо хлеба в основном вырос сорняк), а также «успехи» немцев под Москвой и Сталинградом (…). Ганеша утверждает, что между прошлым, настоящим и будущем есть связь — непрерывная, но неясная, грубая. Предсказание является успешным толкованием этой связи, чаще сложным, иногда простым, всегда содержащим вызов, многократно виляющим, парадоксальным, иногда пренебрегающим логикой и опытом. Оно соединяется с обратной стороной запредельного, с тайной глубиной, возможно, неизвестной астрологам, учёным, искателям правды, охотникам за истиной и энтузиастам. А в другой раз оно просто и очевидно, как ваш собственный нос, но парадокс в том, что его-то как раз мы и не видим! Это и делает предсказывание настолько захватывающим, разочаровывающим и приятным! Вы можете предсказывать с юмором и проницательностью!
Всемирный гороскоп

Однако помесячный график показывает, что колебания и циклы в движении температур отмечаются в основном в зимние месяцы. Чем теплее месяц в среднем, тем меньше и волатильность температур. В «зимние» же месяцы, с ноября по март, такими перепадами среднемесячных температур, какие случились нынешним летом, никого у нас не удивишь. Скажем, январь 1942 года был холоднее первого месяца 1971 в среднем почти на 20 градусов, тогда как июль 2010 оказался «теплее» самого холодного известного науке июля — 1935 года — всего на 12, а до того размах колебаний «среднеиюльских» температур с 1821 года по 2009 ограничивался лишь 7 с небольшим градусами. И абсолютный максимум температур, если понимать его как отклонение от долгосрочной климатической «нормы», за последние 60 лет пришёлся не на минувший июль (он в этом списке лишь второй), а на мало чем примечательный март 1968 года. Новизна ситуации в том, что «зимняя» волатильность погоды впервые так ощутимо ворвалась в относительно стабильное в наших краях лето.

Солнечные пятна и климатические циклы

Попробуем теперь протестировать одну довольно популярную гипотезу о природе коротких (примерно 10-летних) циклов климатических колебаний — влиянии на них активности Солнца. (О них я писал тут, это и есть та самая упомянутая вначале середина). Могло ли это они как-то повлиять на погоду?

Действительно, циклы в движении температур примерно совпадают с циклами солнечной активности. Однако на пики солнечной активности могли приходиться как наиболее тёплые (в основном), так и наиболее холодные годы. Возможно, дело в локальности данных о погоде? Как бы то ни было, но нынешний год, а точнее его первые 7 месяцев — на фоне этих циклических колебаний смотрится абсолютно «нормальным» — средняя температура точно соответствует долгосрочному тренду. Может быть дело в повышенной волатильности температур (средних отклонений от норм для данного месяца) в нынешнем году? Но график показывает, что эта волатильность вообще не подвержена никаким долгосрочным изменениям — это всегда примерно 1,6—1,7 градуса. Так что всё указывает на то, что нынешнее лето — это действительно «статистический выброс» — это нам так повезло, а следующего раза придётся подождать 5000 лет. Если, конечно, кто доживёт.

Погодные колебания и экономика

В связи с популярным ныне конвертированием сбережений в гречневую крупу и ажиотажем вокруг продовольственных цен невозможно хотя бы в 2-х фразах не затронуть эту тему, вообще-то требующую серьёзного разбора. Влияние погодных перепадов проявляется, конечно, главным образом не через температуры (они, конечно, тоже влияют, снижая производительность труда), а через осадки — это и пожары, и засухи. Ясно, что на урожай влияют, главным образом, «летние» осадки, выпадающие с мая по август. Их колебания и приведены на следующем графике.

Можно заметить, что в осадках наблюдается примерно та же периодичность, что и в солнечной активности (на 6 пиков активного солнца за 1948—2010 годы пришлось 6 пиков и «ям» осадков. Так что в чём-то, наверное, Джевонс, искавший объяснения экономических кризисов в цикличности появления пятен на Солнце, был прав. Правда, совпадения одних пиков с другими тут ещё реже, чем для температур. Ну тут, как видно, локальность точки наблюдений (это ВНДХ/ВВЦ на северо-востоке Москвы) проявляется ещё сильнее. Сегодня пригнало циклон, завтра — отогнало и т.п., а совпадение цикличности выявляется только в среднем. Но, как правило, наиболее катастрофические засухи случались в годы спокойного Солнца.

Такими были засуха 1954 года, подтолкнувшая тогдашнего главу Правительства СССР Г.М. Маленкова к решению начать освоение целинных и залежных земель, 1963 года, когда СССР впервые закупил зерно за границей, положившая конец затянувшейся политической карьере Н.С.Хрущёва, и несколько засух начала 70-х годов, приведших, в конечном счёте, к освоению западно-сибирских нефтяных месторождений (главным образом, Самотлора) для зарабатывания валюты, необходимой для растущего импорта зерна, и к вмешательству СССР в ближневосточный конфликт осенью 1973 года, в результате которого цена нефти выросла в 6 раз. Так что до известной степени нашим нынешними нефтяным счастьем (или, как некотрые убеждены, «проклятием») мы сильно обязаны погодным циклам 40-летней давности и дорогому Леониду Ильичу. Планы хлебопоставок спускались не только для колхозов, но и для самих колхозников, хотя не было уже у них земли, кроме маленьких приусадебных участков. Твёрдых, единых планов не существовало. Выполнит колхоз основной план, на него тут же накладывают «встречный». «Встречный» — это один из образцов преступной лжи, чёрным пятном запачкавший то страшное время. Это вроде сами колхозы и колхозники, недовольные «маленькими» планами, сами накладывают на себя планы сдачи хлеба до последнего зерна. Будто это не «хлеб наш насущный», а шоколадные конфеты, без которых можно прекрасно обойтись. И исполнители этой лжи шастали по хатам, забирали всё, что попадалось на глаза, даже последнюю буханку хлеба пополам с корой или лебедой. Выгребали семенное зерно из колхозных закромов. На слово «нема» они отвечали: «Нема такого слова! Ты ж шось жерешь, а з государством подилытыся не хочешь!»
Записки из лагеря

Так что же гипотеза Джевонса, согласно которой вроде бы получается, что спокойное Солнце — это всегда кризис в экономике (в чём тут дело, непонятно, возможно в такие периоды у людей может развиваться повышенная чувствительность к рискам, «рискофобия», и «настоящих буйных мало», а их безумие и авантюризм в конечном счёте и обеспечивают инновации и развитие экономики?), а в стародавние времена — ещё и голод? Вроде подтверждается? Ну, в части голода — пожалуй, уже нет. На долгосрочной траектории цен на пшеницу, которые по идее должны отражать напряжённость в продовольственном снабжении планеты (до 1980 года — это европейские цены, после, хотя это, вероятно уже не имеет большого значения — цена ФОБ в портах Мексиканского залива), можно углядеть 2 отрезка с разнонаправленными трендами.

Рост цен (в современных долларах) с 600 до 1200 долл. за тонну в период с середины 16 века по середину 30-х годов 19-го (так совпало, что именно с них, как отмечалось выше, стартовало потепление в европейской части России). Максимум, правда, пришёлся на период наполеоновских войн, но это дело случая. Очевидно — это следствие роста населения в Европе при сохранении традиционных технологий земледелия и ограниченности земель. Очевидно, этот тренд и подтолкнул Мальтуса, а затем и Маркса к формулировке их апокалипсических гипотез о будущем.

Второй тренд — снижения цены (в 6 раз) наблюдается с 30-х годов 19-века по настоящее время. Он прерывался лишь четырежды. Во время 2-х мировых войн, и 2-х скачков цен на нефть в 70-х годах прошлого и 00-х нынешнего веков. В итоге нынешняя цена пшеницы в 2,5 раза ниже, чем во времена её баснословного падения в период Великой Депрессии. Наверное, перелом в тенденции поначалу вызвали паровоз и пароход, позволявшие вовлечь в сельхозоборот новые территории. Ну а затем — трактор, электричество и химия, похоже, окончательно избавившие значительную часть человечества от тесной связи выживания с погодными циклами. По крайней мере — на ближайшую сотню лет.

Текст публикуется в сокращении, с сохранением авторской стилистики и орфографии. С другими материалами автора и с их обсуждением вы можете ознакомиться в его блоге.



Количество показов: 3001

Возврат к списку


Добавить комментарий