Так, самая суровая зима 19-го столетия была в 1879— 80 годах, когда на Солнце почти совсем не было пятен. Точно так же зима 1923—24 гг., когда температура воздуха даже на Украине и Крыму опускалась до  --30°, а в январе 1924 г. в Москве, во время похорон В. И. Ленина, свирепствовали сорокаградусные морозы, наступила в эпоху минимума.

 

     Статистика самых суровых зим за последние 200 лет, приведённая автором этих строк, показала, что из 32 наиболее суровых зим, наступивших в течение этого периода, ровно половина совпала с эпохой максимумов солнечных пятен, половина была в периоды, очень близкие к годам минимальной активности Солнца. Эти и другие факты привели к тому, что даже наиболее выдающиеся учёные стали проявлять к проблеме Солнце-тропосфера весьма скептическое отношение. Так, крупный советский геофизик П. Н. Тверской на страницах обширного курса метеорологии, вышедшего в свет в 1951 году, пишет следующее: «...Многочисленные исследования  проблемы Солнце — тропосфера привели к противоречивым результатам, и можно утверждать, что прямое воздействие энергии активности Солнца на тропосферу не доказано, и по-видимому, не имеет места». Это категорическое заявление весьма авторитетного ученого имело следствием то, что тематика по проблеме Солнце — тропосфера была тогда снята с планов всех научно-исследовательских учреждений, Гидрометеослужбы СССР и Академии наук СССР. Ряду исследователей, в том числе автору этих строк, пришлось работать над решением загадок, поставленных нашим дневным светилом в порядке частной инициативы, в течение ряда лет (1952—57 гг.). Лишь в 1950 году, по инициативе знаменитого английского геофизика Чэпмена, проблема Солнце — тропосфера вновь привлекла внимание исследователей всего мира, в том числе ученых нашей страны. Автору удалось поэтому утвердить программу своих исследований в Астрономическом Совете Академии наук СССР и в ГАО (Пулково), основав научно-исследовательскую гелио-метеорологическую станцию Горной Шории (в 1956 г.). Финансирование этой программы с 1958 года взял на себя Кузнецкий металлургический комбинат,  в интересах правильного предсказания погоды во избежание аварийных ситуаций. В 1957—59 годах проводились Международный геофизический год и Международный год спокойного Солнца. Их Программы преследовали такие цели, чтобы путем согласованных, комплексных наблюдений над физическими процессами на Солнце и на Земле выяснить: в какой степени и как энергия активности Солнца воздействует на циркуляцию атмосферы Земли и другие физические процессы на поверхности и внутри нашей планеты. Был собран громадный материал наблюдений в масштабе всего земного шара и его окрестностей. Автор этой работы о своих исследованиях в тот период доложил Международному Астрономическому Союзу на его X Ассамблее, проводившейся в Москве в 1958 году 12 августа. Однако надо сказать, что и после проведения этих программ споры и разногласия по вопросу воздействия энергии активности Солнца на тропосферу не только не улеглись, но возросли еще более.

 

 

      На руководящих постах в науке оказались люди, начисто отвергающие влияние Солнца на процессы в тропосфере, и всякое упоминание о нем (влиянии), в положительном смысле, рассматривалось как крамола. К сожалению, подобное положение продолжает сохраняться и по сей день, хотя прессой и популярной литературой эта тема обсуждается достаточно широко. Как уже было сказано выше, наиболее значительные аномалии-отклонения от среднего-нормального хода в циркуляции атмосферы проявлялись как в годы, близкие к минимумам, так и в годы, близкие к максимумам активности Солнца. При этом, очень важно подчеркнуть, что такие аномалии-циркуляции проявлялись на взаимно-сопряженных противоположным образом территориях Евразии — Европейской части СССР и Западной Сибири.

 

 

      Эту связь можно обнаружить в течение сотен лет не только по отношению к зимним периодам, но и по отношению к летним засухам. В самом деле, катастрофические засухи, вызываемые интенсивной антициклонической циркуляцией, происходили, как правило, поблизости к периодам экстремумов активности Солнца — максимумов для Европейской территории СССР и минимумов для территории Западной Сибири, т.е. внутри континента. Так, например, интенсивные засухи 1936, 1937, 1938 годов на Европейской части Союза были близ года очень высокого максимума 1937 года. Засухи 1946, 1947 годов — там же, имели место около максимума 1947 года. Засухи 1957, 1959 годов, катастрофическая засуха 1972 года были около годов с максимумами соответственно в 1957 и 1970 годах.

 

 

      Засухи же в Сибири и Казахстане, т. е. внутри Евразии, наоборот, приурочены к периодам минимумов активности Солнца, например, 1931, 1933 годы (минимум в 1933 г.), 1943, 1945 годы (минимум в 1944 г.), интенсивные засухи 1951, 1953, 1955 годов (минимум в 1954 г.). Катастрофические засухи 1962, 1963, 1965 годов снова возникли близ минимума активности Солнца, который был в 1964 году. Засухи 1974, 1975, 1977 годов также приурочены к минимуму 1975 года. Такую связь можно проследить до 1836 года, когда начались первые метеорологические наблюдения в Томской губернии, сначала в г. Кузнецке, затем в г. Барнауле. Как правило, Сибирские и казахские засухи отстоят от годов минимума активности СОЛНЦА не более ±2—3 лет.

      В годы же высокой активности Солнца над Западной Сибирью (вообще внутри Азии) всегда наблюдается интенсивная циклоническая деятельность с обильными осадками летом и метелями зимой. Это полностью подтверждает упомянутые  выводы автора, что энергия активности Солнца способствует интенсивным теплым вторжениям на территорию Западной Сибири и Казахстана, что приводит к частой и энергичной циклонической деятельности. Согласно подсчетам автора этих строк, среднее усиление мощности антипассатных потоков воздуха в эпохи максимумов активности Солнца составляет для Западной Сибири около 40 %. В 1962 году Институт географии АН СССР опубликовал монографию советской исследовательницы Ю.В. Спиридоновой: «Сопряжённость атмосферной циркуляции в разных частях северного полушария». Очень важно привести здесь два главнейших вывода этой интересной работы, выполненной на материале метеорологических наблюдений за период в 55 лет (1899—1954гг.). На стр. 90 Ю.В. Спиридонова пишет: «...Установлена солнечная обусловленность как многолетних изменений в структуре макроциркуляции, в сторону усиления зональности, так и сдельных непериодических колебаний повторяемости зональных и меридиональных процессов теплых полугодий. Усиление солнечной активности, проявляющееся и увеличении количества пятен, вызывает в отдельных частях северного полушария не только увеличение частоты зональных макротипов (т.е. большой циркуляции), но и общее усиление междуширотного обмена, проявляющееся в повышенной частоте меридиональных процессов (южные циклоны) в средних широтах полушария»...

 

 

      На стр. 30 Ю.Б. Спиридонова пишет еще: «...Достаточно обособленными в процессах циркуляции оказываются материки и океаны (противоположный ход повторяемости меридиональных процессов). Кроме того, в Евразии обособляются восточная и западная части...». Как легко видеть, эти выводы целиком и полностью подтверждают выводы автора этих строк, полученные в 1951 году, о которых рассказано выше. 

В настоящее время получен достаточно убедительный материал, дающий возможность обрисовать общую картину физического механизма воздействия дополнительной энергии активности Солнца на тропосферу, усиливающей все процессы её циркуляции. Электромагнитная, корпускулярная энергия, излучаемая корональными выступами на Солнце, вздымающимися над областями пятен, достигает Земли в виде потоков «Солнечного ветра», по терминологии американского астронома Эрнста Паркера, введённой в 1958 году. Эти потоки плазмы отклоняются в магнитном поле Земли в приполярные области, вызывают полярные сияния и магнитные бури, так как вместе с корпускулами вторгаются также и участки магнитного поля, «вмороженные» в них. Под воздействием ударов об атмосферу и давления на нее этих частиц и магнитных полей значительно увеличиваются скорости перемещения частиц воздуха, как показывают данные измерений, более чем в 2—3 раза. Так, в верхней атмосфере температура воздуха в 1957 году, в год высокого максимума активности Солнца, достигала 2000°К, а в 1963 году, вблизи минимума активности, она достигала только 800°К.  Уже давно некоторые дальновидные ученые настаивали на том, что верхние слои атмосферы очень тесно связаны с нижними и что всякое возмущение (изменение скорости частиц), возникшее вверху в ионосфере, должно неизбежно передаться нижним слоям в тропосферу. Метеорологи же возражали на это, утверждая, что вся энергия активности Солнца нацело поглощается верхними слоями ионосферы и стратосферы, не затрагивая ничуть тропосферных процессов. На этом основании и было принято в обычае — при всех метеорологических исследованиях и прогнозах погоды не принимать во внимание воздействий энергии активности Солнца.

 

 

      Оказалось, что это не соответствует действительности. В самом деле, уже к 1960 году геофизики получили поразительные данные об идентичности компонентного состава всей атмосферы до высот более 100 км. Объемное содержание кислорода (21%) и азота (78%) поддерживается в атмосфере одинаковым, несмотря на разрежение, увеличивающееся с высотой. Этот факт явился неопровержимым свидетельством самой тесной связи верхних слоев атмосферы и передачи энергии сверху вниз. На этой основе сильный рост турбулентности, вызванным воздействием корпускулярной энергией Солнца в верхних слоях атмосферы, неизбежно передается нижним слоям, и в приполярных зонах Земли возникает общее поднятие-вспучивание всей толщи воздушного столба и в результате — падение давления в нижних слоях. Что вскоре приводит к усилению мощности циркумполярного вихря сильных восточных ветров вокруг полярной шапки планеты. 

 

 

     Но главный эффект воздействия активности Солнца на атмосферную циркуляцию, позволяющий сделать прогностические выводы, заключается, по предположению автора, сделанному на докладе ВАГО в Алма-Ате 22 мая 1956 г., во взаимодействии ведущих потоков атмосферной циркуляции, с магнитным полем Земли. Благодаря ионизирующему воздействию на газы воздуха заряженных корпускул и других видов энергии активности Солнца, ведущие потоки общей циркуляции атмосферы — антипассаты и полярный потоки — приобретают как бы металлические свойства и получают возможность взаимодействовать с магнитным полем Земли как проводники (на высотах около 10 км). При этом, западные антипассатные течения, пересекая линии геомагнитного поля, направленного с юга на север, должны, по закону Ампера, смещаться влево, т. е. к северу, приподнимаясь над земной поверхностью, так как вектор полного напряжения земного магнитного поля не перпендикулярен горизонту. Восточные же полярные потоки при своем движении к западу, пересекая магнитное поле, должны также получить смещение влево, т. е. к югу, опускаясь вниз к земной поверхности. Но такой процесс приводит к сближению потоков воздуха с противоположными физическими свойствами, что в сильной степени усиливает циклоническую деятельность.

 

 

      Пандеромоторные силы электродинамической индукции в атмосфере Земли, возбуждаемые энергией активности Солнца автор этих строк наименовал пертурбационными силами, т. е. силами, возмущающими атмосферную циркуляцию.

     Итак, в период, высокой активности Солнца над всем севером Европы и Западной Сибири (а также в Америке), возникает интенсивная циклопическая деятельность и, как правило, широтная циркуляция, с усилением междуширотного обмена. т. е. теплые массы воздуха проникают далеко к северу, до широт 70-75 градусов, а холодные опускаются далеко на юг, в Афганистан и Иран, вызывая жестокие холодные волны, как это имело место в зимы 1966-67, 1968-69, 1972 -73, 1976-77, 1978-79 годов. Но так как направление антипассатных потоков воздуха в северном полушарии — с ЮЗ к СВ (с отклонением вправо под действием «силы» Кориолиса), то такие теплые потоки направляются из южных широт Ближнего Востока и Восточного Средиземноморья в Арктику через территорию Западной Сибири (этот факт и обнаружил автор этих строк в период 1936— 40гг.). В тоже время на Европу и к Западной Канаде устремляются холодные, компенсационные потоки воздуха  из Арктики, вызывающие резкие похолодания зимой, а летом — засухи.

Именно эти факты и обнаружили упомянутые выше советские и американские учёные.

 

 

        Это приводит к развитию антициклонической циркуляции с вращением воздуха по часовой стрелке в северном полушарии (обратном в южном). Здесь очень важно отметить факт, на который автор этих строк обратил особое внимание, именно, что антициклоническая циркуляция отличается от циклонической не только кинематически, т. е. по форме движения, но и энергетически. Дело в том, что для осуществления и поддержания циклонической циркуляции, совершающейся с поднятием воздуха в поле силы тяжести, необходим приток энергии извне, так как это поднятие совершается с затратой ее запасов, имеющихся в тропосфере. Осуществление же атициклонической циркуляции совершается с опусканием воздуха, т. о. происходит с выделенном энергии, когда воздух переходит от менее устойчивого состояния к более устойчивому. Но, по второму началу термодинамики, все процессы, совершающиеся в природе с выделением энергии, при переходах от менee устойчивых состояний к более устойчивым имеют решительное преобладание и значительно большую вероятность (основная теорема Больтцмана).

 

 

На этой основе, в конечной фазе всякого атмосферного циклонического образования, где взаимодействуют теплый и холодный потоки воздуха, всегда окажется избыток мощности антициклонической циркуляции в холодном потоке. Этот избыток будет проявляться тем больше, чем реже или прерывистей, с паузами, следуют друг за другом циклонические вспышки, так как тогда антициклоническая циркуляция имеет возможность длительного развития, по инерции, самопроизвольно. Но, как сказано выше, всякая вспышка активности Солнца стимулирует в атмосфере циклоническое возмущение, которое всегда заканчивается развитием антициклонической циркуляции. Такие связи приводят в необходимости сформулировать весьма существенный закон в динамике атмосферы, основанный на фундаментальном положении физики — на теореме Л. Больтцмана: В периоды пониженной активности Солнца, когда приток теплого воздуха из низких широт к высоким временно ослабевает, решительное преобладание приобретают в атмосфере антициклонические процессы внутри континентов и в полярных районах. Отсюда следует, что наиболее значительные и мощные антициклоны в полярных областях и внутри континентов формируются в периоды наиболее значительных относительных колебаний активности Солнца, совершающихся с длительными паузами.

 

 

Тщательная проверка, предпринятая автором, позволила установить, что это соотношение справедливо для всего периода времени, в течение какого проводятся наблюдения над солнечными пятнами, т. е. около 350 лет, притом без всяких исключений. 

В то же время анализ хода кривой активности Солнца, проведенный автором, также за много лет обнаружил, что наиболее резкие относительные колебания пятно образовательной деятельности на Солнце всегда происходят вблизи экстремумов, за год-два до минимумов и год-два после них, а также вблизи максимумов (±1 год). В соответствии с обнаруженной закономерностью автор этих строк нашел, что для учета воздействия активности Солнца на атмосферу следует брать не просто величину площади солнечных пятен S или число W, но и показатель ее относительных изменений, т. е. безразмерное число Is (рис.1),

 

                                                                                                    рис. 1

 

 

другими словами, относительную производную этой площади по времени в процентах. Разделяя переменные, можно это выражение представить в виде (рис. 2):

 

 

 

 

                                                                                              рис. 2

где Is выступает как логарифмический декремент колебаний. Оказалось, что именно эта величина характеризует, с одной стороны, интенсивность выделения энергии активности Солнца, а с другой, степень интенсивности формирования циклонических и антициклонических процессов в атмосфере Земли. Данная величина связана с интенсивностью атмосферной циркуляции совершенно закономерно и однозначно, именно следующим образом: 

1) при положительных значениях Is (или, что то же, при возрастании площади солнечных пятен) интенсивность циркуляции атмосферы также возрастает — усиливается циклоническая деятельность, по причине все более растущего притока дополнительной энергии Солнца в атмосферу Земли;

 

 

1) при положительных значениях Is (или, что то же, при возрастании площади солнечных пятен) интенсивность циркуляции атмосферы также возрастает — усиливается циклоническая деятельность, по причине все более растущего притока дополнительной энергии Солнца в атмосферу Земли; 

2) при отрицательных значениях Is, т. е.  при уменьшении площадей солнечных пятен, интенсивность атмосферной циркуляции уменьшается, так как происходит избыток вторжений холодного воздуха на континенты и усиление антициклонической циркуляции. 

На этом основании автор наименовал величину Is — динамическим индексом воздействия активности Солнца на тропосферу Земли. Прогностическое значение этого индекса оказалось весьма существенным. С его помощью, наблюдая регулярно Солнце в рефракторы диаметром 54 и 120 мм с 1940 года, автор этих строк довел успешность декадных прогнозов погоды для Центральной Сибири до 90-95%. Участвуя в работах МГГ и МГСС, автору удалось предвидеть и предупредить не менее чем за 15 суток вперед более 50 значительных атмосферных возмущений, возникших на территории Евразии и Атлантики— штормов, тайфунов, ливневых дождей, вызывавших катастрофические наводнения во Франции, в Италии, в Индии, на Дальнем Востоке, в Чехословакии в период с 1956 по 1967 годы, а также все засухи этого периода и суровые зимы.

      Предупреждения автор отсылал в секретариат Всемирной метеорологической организации (в Женеву, Швейцария), а также в Париж — Французскому астрономическому обществу,  действительным членом которого он состоял с 1932 года (ул. Св. Доминика, 28. Париж). С 1962 года автор стал посылать предупреждения об опасных явлениях погоды, особенно о засухах, крайне вредно отражающихся на сельском хозяйстве, непосредственно Министерству сельского хозяйства СССР и РСФСР. 

     Таким образом, автор этих строк может с огромной радостью заявить, что его труд в течение многих лет принес достаточно полезные плоды для нашей Родины, а также может быть использован и в других местах нашей планеты, так как закономерности ее атмосферы имеют всеобщий характер. 

 

Август 1969 г.—июнь 1979 г. г. Москва—п.Тимиртау