Споры о причинах глобального потепления и его перспективах не утихают: если Межправительственная группа экспертов по изменению климата видит главную угрозу в парниковых газах, то новые исследования утверждают — климат Земли всегда «танцевал» в ритме Солнца, и в XXI веке может наступить малый ледниковый период. Об этом предупреждают исследователи из Кольского научного центра.
Большинство современных климатических моделей фокусируется на антропогенных выбросах, упуская из виду важные природные факторы. Российско-финская исследовательская группа, продолжая исследования влияния на климат циклов солнечной активности, использовала инновационный подход, сочетающий вейвлет-анализ и нейросети с долговременной краткосрочной памятью (LSTM), чтобы спрогнозировать изменения климата в Евро-Арктическом регионе в двадцать первом столетии.
В журнале Geoscences опубликована статья ученых из Апатитов и Рованиеми — Елена Касаткина, Олег Шумилов (Институт проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра Российской академии наук) и Маури Тимонен (Институт природных ресурсов Финляндии) провели исследование, в основе которого лежит анализ сверхдлинной древесно-кольцевой хронологии (Finnish supra-long tree-ring chronology), созданной на основе нескольких тысяч образцов сосны обыкновенной из субарктических регионов Финляндии.
Изучение финской сверхдлинной хронологии, охватывающей более семи с половиной тысяч лет, выявило значительное влияние солнечных циклов на климат Северного полушария. С помощью нейросетей LSTM, способных находить скрытые паттерны в данных, ученые сделали прогноз: между 2063 и 2073 годами прирост древесных колец резко сократится. Это маркер грядущего похолодания, вызванным главным солнечным минимумом, аналогичным периоду Маундера (1645–1715 годы), когда активность Солнца снизилась на треть. Ожидаемое снижение температуры объясняется результатом приближения главного солнечного минимума, связанного со сверхвековой (350-400 лет) цикличностью солнечной активности. Это те самые солнечные циклы длительностью в сотни лет, которые когда-то погрузили Европу в эпоху замерзших рек и «ледяных ярмарок» на Темзе.
Но почему солнечные циклы так влияют на климат? Дело не только в изменении излучения. Ультрафиолетовые всплески разрушают озон, галактические лучи усиливают облачность, а потоки космической пыли меняют состав атмосферы. Эти факторы, накладываясь на орбитальные циклы Миланковича, создают климатические «качели». Современные инструментальные данные, охватывающие всего пару веков, слишком кратки, чтобы уловить многовековые ритмы. Здесь и пригодились деревья: их кольца, как страницы дневника, сохранили информацию о температуре, солнечной активности и даже катастрофах прошлого.
С одной стороны, солнечный минимум может временно замедлить глобальное потепление, с другой — спровоцировать экстремальные зимы и ударить по сельскому хозяйству. Для Арктики прогнозируется сокращение ледового покрова, что приведет к открытию новых торговых маршрутов, но в то же время ставит под угрозу хрупкую экосистему Севера и традиционный уклад жизни коренных народов.
Ученые отмечают: солнечная активность — фактор, который нельзя игнорировать. Модели МГЭИК, предрекающие к 2100 году потепление на 1,4–4,4°C, по-прежнему актуальны, но природные циклы могут внести коррективы. Солнце уже вступило в фазу сниженной активности 2020–2053 годы, и эти последствия будут ощутимы через десятилетия.
Сравнение измеренных и предсказанных временных рядов за период тестирования а и разница между предсказанными и измеренными значениями