Земне відлуння сонячних бур

Опубліковано: 2022-01-19

З давніх-давен Сонцю поклонялися багато народів. У міфології інків бог Сонця звався Інті, бог неба і Сонця в міфології ацтеків – Тонатіу. Сонячне божество стародавніх єгиптян мало ім’я Амон, а пізніше – Ра. Бог Сонця греків звався Геліос, римлян – Сол, скандинавів – Сунна. У різних слов’янських племен боги Сонця, родючості та сонячного світла мали імена Хорс, Сварог, Даждьбог, Ярило та інші. Така шана обумовлена тим, що зі сходом Сонця розпочинався день, за певного положення Сонця розпочиналася весна, а коли Сонце ховалося за хмарами, можна було радіти довгоочікуваному дощу.

Ра, єгипетський бог Сонця

Бог Сонця слов’ян Ярило

Спостерігаючи за положенням Сонця на небозводі, стародавні жреці робили висновки стосовно доцільності тих чи інших сільськогосподарських робіт, чи приділяти більше уваги тваринництву (якщо погодні умови року будуть сприятливими для росту кормових трав), чи зменшити поголів’я худоби та спрямувати зусилля на вирощування зернових.

Ще з 800 року до нової ери в Китаї з’явилися зображення плям на Сонці. У 1610 році плями почали спостерігати за допомогою телескопів.

Сонячна активність – це сукупність явищ і процесів, пов’язаних із утворенням і розпадом сильних магнітних полів в атмосфері Сонця. Одним із основних показників сонячної активності є число Вольфа, яке визначають із урахуванням кількості сонячних плям – темних областей на поверхні Сонця.

Плями на Сонці

Цикли чисел Вольфа

Не варто плутати поняття «сонячна активність» і «сонячна радіація». Сонячна радіація (англ. solar radiation), тобто сонячне випромінювання – не є терміном, що тотожній іонізуючому випромінюванню. Сонячна радіація несе тепло і світло денній поверхні Землі. Коли Земля обертається навколо своєї осі, день змінює ніч, а коли Земля обертається навколо Сонця, змінюються сезони року («Лісовий вісник» № 2–3, 2020).

Під час аналізу даних спостережень за кількістю сонячних плям за декілька століть виявлено цикли наростання та спаду сонячної активності тривалістю 5–6, 11, 22–23, 33–35, 80–90 років. Цикли тривалістю 500 і 1 800–1 900 років виявлено дендрохронологічними методами за даними щодо концентрації радіоактивного вуглецю у викопній деревині загалом за понад 11 000 років.

Основними вважають 11-річні цикли, які нумерують від 1755 року. Так, 23-й цикл сонячної активності зареєстрований у 1997–2008 рр., 24-й – у 2008–2019 рр. із максимумом у 2014 році, 25-й розпочався у 2019 році і прогнозується до 2030 року з максимумом у 2025 році.

Фактична та прогнозована динаміка сонячної активності

Ще на початку XVIII століття встановлено, що у роки з великою кількістю плям на Сонці урожайність зернових збільшується, а ринкові ціни на хліб зменшуються. Вчені з різних галузей знань виявили існування циклів подібної тривалості під час вивчення частоти магнітних бурь, інтенсивності ультрафіолетової радіації, рівня озер, метеорологічних показників тощо.

У 1918 році вчений Олександр Чижевський захистив у Московському державному університеті докторську дисертацію на тему «Про періодичність всесвітньо-історичного процесу». Він аналізував дані з археології, мікробіології, суспільних наук і довів наявність зв’язку між циклами активності Сонця та явищами в біосфері, зокрема із соціально-історичними процесами. Монографія Олександра Чижевського на цю тему у 1938 році опублікована в Парижі французькою мовою (Les Epidemies et les perturbations electro-magnetiques du milieu exterieur), й лише через 9 років після його смерті, у 1973 році, вони була видана російською мовою під назвою «Земное эхо солнечных бурь» («Земне відлуння сонячних бур»).

О.Чижевський

Книга О. Чижевського

Олександр Чижевський вивчав історію багатьох народів різних континентів від 500 р. до н. е. до 1914 року та встановив, що в роки підвищеної сонячної активності на Землі частіше відбуваються війни, революції, стихійні лиха, катастрофи, епідемії, а збільшення інтенсивності росту бактерій у такі роки довів експериментально (так званий «ефект Чижевського – Вельховера»).

Пізніше було доведено, що «сонячний вітер» взаємодіє з магнітним полем Землі, впливає не тільки на біосферу, але й на психіку людини. Так, у міру росту сонячної активності збільшується частота госпіталізації хворих у психіатричні клініки, терористичних актів, аварій. Виявлено зв’язок між частотою створення наукових відкрить, шедеврів у поезії та музиці й роками підвищеної сонячної активності. У роки зменшення сонячної активності починалися великі епідемії – від чуми в епоху неоліта до COVID-19 нині.

Олександром Чижевським запропоновано аналізувати міру синхронності певних «земних» подій із динамікою сонячної активності за «методом накладання епох», або – методом «тріад Чижевського». Для цього у кожному з горизонтальних рядів таблиці розміщували показники, що характеризують роки певного циклу сонячної активності (числа Вольфа). Ряди розміщували один відносно одного таким чином, щоб роки максимумів сонячної активності знаходилися в одній вертикальній колонці. Ліворуч від неї розміщували роки збільшення сонячної активності, а праворуч – роки її зниження. До клітин таблиці, що відповідають кожному року, вміщували значення показників, зв’язок яких із динамікою сонячної активності необхідно встановити (температуру, кількість опадів, щільність популяції комах тощо). Для кожної колонки підраховували суми, середні та ковзні середні й будували відповідні графіки.

Подібні дослідження проведено нами (Мєшкова, 2002) під час аналізу динаміки осередків масових розмножень комах-хвоєлистогризів.

Книга Валентини Мєшкової

Аналіз літературних джерел і статистичних матеріалів виявив, що масові розмноження багатьох видів шкідливих комах розвиваються синхронно у різних регіонах Землі. Одночасне виникнення може свідчити про спільні витоки цього явища, але збіг різних процесів із часом не означає, що один із них є причиною іншого. Вони можуть просто співпадати. Наші спроби виявити зв’язок між площею осередків окремих видів шкідників і значеннями чисел Вольфа не мали успіху. Середню кореляцію (r = 0,6) визначено для періодів, коли площа осередків збільшувалася або зменшувалася. Але такі періоди тривали не більше п’яти років, тобто виявлені зв’язки не є статистично значущими.

Дійсно, якби масові розмноження комах були обумовлені лише дією глобальних чинників, то масові розмноження всіх популяцій в усіх регіонах Земної кулі розвивалися б синхронно. Фактично ж на частоту, інтенсивність і тривалість коливань чисельності комах впливають прямо й опосередковано погодні умови, живильні й захисні властивості кормових рослин, біологічні особливості видів і популяцій, причому вплив усіх зазначених чинників упорядковує сонячна активність.

Хвилі динаміки популяції тварин

Так, майже у 90% випадків площі осередків комах збільшуються у роки спаду сонячної активності в 11-річному циклі. Водночас на гілці спаду сонячної активності збільшується частота посух, а на гілці підйому сонячної активності зростає кількість опадів.

Якщо на атмосферні процеси рівень сонячної активності і його зміни впливають прямо, то вплив на поширення хвороб рослин, тварин, людей, урожайність сільськогосподарських культур, приріст деревини, коливання чисельності популяцій риб, птахів, гризунів і комах значною мірою опосередковується земними чинниками.

Прямий вплив сонячної активності на організми опосередковується ультрафіолетовим випромінюванням, інтенсивність якого в період підвищення сонячної активності на збурених ділянках Сонця в 60 разів більша, ніж на незбурених. Цей вплив опосередковується інфразвуками, змінами в озоновому шарі Землі, рівнем радіоактивності атмосфери тощо. Опосередкований вплив сонячної активності на комах здійснюється також через циркуляційні процеси в атмосфері та погодні умови, які також впливають на комах прямо й непрямо – через корм і місця перебування.

Оцінювання непрямого впливу сонячної активності на динаміку популяцій комах є важливим для ефективного прогнозування масових розмножень, а також для пояснення, чому за сприятливих глобальних умов масові розмноження комах реалізуються не повсюдно й не завжди.

Так, показано, що саме в роки максимумів сонячної активності весна настає в найбільш ранні дати. Саме тепла весна зі швидким розвитком є сприятливою для розвитку комах, які починають живитися молодим листям. Тобто різниці в ході весняних температур у різні роки 11-річного циклу сонячної активності, а внаслідок цього – в датах і темпах розвитку листя, відбиваються на хімічному складі листя, а значить, на життєздатності личинок, які ним живляться.

Розраховано, що значення гідротермічного коефіцієнта травня та червня є мінімальними у роки максимумів сонячної активності, а гідротермічного коефіцієнта серпня – в роки її спаду та мінімуму. Частіше виникнення спалахів одних видів комах у період росту сонячної активності, а інших – у період її спаду пояснюється тим, що кожному виду комах властиві певні критичні періоди, в які погодна ситуація найбільше впливає на життєздатність особин, а значить – на динаміку популяцій.

Таким чином, непрямий вплив сонячної активності на динаміку популяцій комах-фітофагів часто виявляється через погодні умови. Від весни до осені збільшується вплив земних чинників на погодну ситуацію, а вплив погодних умов на біохімічний склад листя суттєво зменшується після його розпускання.

Оскільки критичні періоди в розвитку окремих видів комах відрізняються, роки виникнення та частота їхніх масових розмножень не є однаковими. Найбільше поширення осередків комах, які розвиваються рано навесні, можна пояснити більшим впливом сонячної активності на циркуляцію атмосфери на початку року. Внаслідок цього в деякі роки співвідношення темпів прогрівання повітря і ґрунту сприяє тому, що новонароджені личинки починають живитися наймолодшим листям, а їхнє виживання збільшується.

Таким чином, сонячна активність створює «циклічний фон» зміни земних процесів. Ми не можемо стверджувати, що коливання сонячної активності є причинами коливань чисельності шкідливих комах, але з такими коливаннями сонячної активності збігаються зміни деяких земних явищ (зокрема, сезонного перебігу температури, рівня зволоження), які можуть прямо або непрямо (наприклад, через хімічний склад корму), впливати на динаміку чисельності комах (та інших організмів). Водночас рівень сонячної активності можливо передбачити на декілька років уперед доволі точно, оскільки вимірювання тривають упродовж декількох століть у різних точках Земної кулі на високому методичному рівні.

Тому, якщо зміни сонячної активності не є причинами коливань чисельності комах, але збігаються з роками спалахів масового розмноження, а ще краще – передують ним, то відомості про очікувані зміни сонячної активності можуть бути використані для прогнозування спалахів масового розмноження комах.

Відомості про динаміку сонячної активності та можливість доволі достовірного прогнозування періодів її росту та спаду можуть бути враховані лісівниками. Так, не варто створювати лісові культури в регіонах «ризикованого» лісівництва перед посушливими роками (2025–2030 рр.).

У роки спаду сонячної активності у зв’язку зі зростанням посушливості збільшується також загроза поширення лісових пожеж, і саме в ці роки слід спрямувати зусилля на їхнє попередження.

У роки наближення сонячної активності до максимуму (2021–2025 рр.) можуть збільшитися ефект від внесення добрив, проведення рубок догляду, а також від заходів із лісовідновлення. З іншого боку, у роки спаду сонячної активності (2025–2030 рр.) слід підсилити заходи щодо підвищення стійкості насаджень.

 

Валентина Мєшкова

завідувачка лабораторії захисту лісу УкрНДІЛГА

 професор, д-р с.-г. наук

Статтю опубліковано в «Лісовому віснику», 2021. № 6. С. 6–9.