Закрыть

Логин:
Пароль:
	Запомнить меня на этом компьютере
Забыли свой пароль?

  Войти      Регистрация

CR and Other Space Climate Factors Influenced on the Earth's Climate Change

Dorman L.I.

CR and Other Space Climate Factors Influenced on the Earth's Climate Change

Prof. Lev I. Dorman, Head of Israel Cosmic Ray and Space Weather Center, Institute of Advanced Study of Tel Aviv University and Israel Space Agency, Chief Scientist of Cosmic Ray Department of N.V. Pushkov IZMIRAN, Russian Academy of Science (Troitsk, Russia). E-mail: lid@physics.technion.ac.il

It is obviously now that according to data for the past on big variations of planetary surface temperature in scales of many millions and thousands years the Earth’s global climate change is determined mostly by space factors: moving of the Solar system around the center of our Galaxy with crossing galactic arms and dust-molecular clouds, nearby supernova and supernova remnants. Important space factor is also the cyclic variations of solar activity and solar wind (mostly in scales of hundreds years and decades). The action of space factors on the Earth’s climate is realized mostly through cosmic rays (CR) and space dust influenced on formation of clouds controlled the total energy input from the Sun into the Earth’s atmosphere. The propagation and modulation of galactic CR (generated mostly during Supernova explosions and in Supernova remnants in our Galaxy), in the Heliosphere are determined by their interactions with magnetic fields frozen in solar wind and in coronal mass ejections (CME) with accompanied interplanetary shock waves (produced big magnetic storms during their interactions with the Earth’s magnetosphere). The most difficult problem of monitoring and forecasting the modulation of galactic CR in the Heliosphere is that the CR intensity in some 4D space-time point is determined not by the level of solar activity at this time of observations and electro-magnetic conditions in this 4D-point but by electromagnetic conditions in total Heliosphere. These conditions in total Heliosphere are determined by development of solar activity during many months before the time-point of observations. It is main cause of so called hysteresis phenomenon in connection galactic CR — solar activity. From other hand, detail investigations of this phenomenon give important possibility to estimate conditions in and dimension of Heliosphere. To solve described above problem of CR modulation in the Heliosphere, we considered as the first step behavior of high energy particles (more than several GeV, for which the diffusion time of propagation in Heliosphere is very small in comparison with characteristic time of modulation) on the basis of neutron monitor data in the frame of convection diffusion theory, and then take into account drift effects. For small energy galactic CR detected on satellites and space probes we need to take into account also additional time lag caused by diffusion in the Heliosphere. Then we consider the problem of CR modulation forecasting for several months and years ahead, what gives possibility to forecast some part of global climate change caused by CR.

Keywords: galactic cosmic rays (CR); Earth's climate; solar activity level; Maunder minimum; magnetic field of the Earth; climate factors (cloudiness, raining, surface temperature).

Дорман Л.И. Космические лучи и иные космические факторы, влияющие на изменение климата Земли 

Профессор Лев И. Дорман, руководитель Израильского центра по изучению космических лучей и космической погоды (Тель-Авивский университет и Израильское Космическое Агентство), главный научный сотрудник отдела космических лучей ИЗМИРАН, Российская Академия Наук (г. Троицк). E-mail: lid@physics.technion.ac.il

Данные исследований больших колебаний температуры поверхности нашей планеты, имевших место в прошлом с периодом во многие миллионы и тысячи лет, очевидным образом показывают, что глобальные изменения климата Земли определяются, по большей части, космическими факторами: движением Солнечной системы вокруг центра нашей Галактики с пересечением галактических «рукавов» и облаков межзвёздного газа, вблизи от Сверхновых и остатков Сверхновых звёзд. Важным космическим фактором являются также периодические колебания солнечной активности и солнечного ветра (обычно с периодом в десятки и сотни лет). Воздействие космических факторов на климат Земли осуществляется главным образом посредством влияния космических лучей (КЛ) и межзвёздного газа на формирование облаков, регулирующих общий приток энергии от Солнца в атмосферу Земли.

Распространение и модуляция в гелиосфере галактических космических лучей (генерируемых, главным образом, во время взрывов Сверхновых и в остатках Сверхновых в нашей Галактике) определяются их взаимодействием с магнитными полями, вмороженными в солнечный ветер и в корональные выбросы массы (КВМ), сопровождаемыми межпланетной ударной волной (порождающих сильные магнитные бури при их взаимодействии с магнитосферой Земли).

Наиболее сложной проблемой мониторинга и прогнозирования модуляции галактических КЛ в гелиосфере является то, что интенсивность космических лучей в некоторой четырёхмерной точке пространства-времени определяется не уровнем солнечной активности во время этих наблюдений и не электромагнитными условиями в этой четырёхмерной точке, а электромагнитными условиями во всей гелиосфере в целом. Эти условия в гелиосфере определяются ходом развития солнечной активности в течение многих месяцев, предшествующих моменту наблюдений. Именно это и является главной причиной так называемого явления гистерезиса в зависимости потока галактических космических лучей от солнечной активности.

С другой стороны, детальные исследования этого явления предоставляют серьёзную  возможность оценить как условия в самой гелиосфере, так и её величину. Для решения описанной выше проблемы модуляции космических лучей в гелиосфере мы в качестве первого шага, используя данные нейтронного монитора, рассматривали в рамках теории конвективной диффузии поведение частиц высоких энергий — с энергиями, большими, чем несколько ГэВ. Для таких частиц время диффузионного распространения в гелиосфере очень мало по сравнению с характерным временем модуляции. Затем, в качестве последующего шага, мы учитывали эффекты дрейфа.

Для галактических космических лучей низких энергий, обнаруженных спутниками и космическими зондами, мы должны принять во внимание ещё и дополнительное запаздывание, вызванное диффузией в гелиосфере. Затем мы рассмотрим проблему прогноза на несколько месяцев и лет вперед модуляции космических лучей, что позволяет дать прогноз для той части глобальных климатических изменений, которые обусловлены воздействием космических лучей.

Настоящая работа выполнена в рамках программы «COST 803».

Ключевые слова: космические лучи, солнечный ветер, корональные выбросы массы, гелиосфера, глобальные изменения климата Земли, Солнце, Галактика.

Читать статью / Read more