Россия
«Эффект Данжона» представляет собой явление, выраженное приуроченностью так называемых «темных» полных лунных затмений (ТПЛЗ) к фазам минимума солнечных циклов Швабе-Вольфа. Оно послужило отправной точкой настоящего исследования, основным содержанием которого является статистический анализ взаимосвязи между солнечной и вулканической активностью на наиболее продолжительном временном интервале. В исследовании был использован каталог вулканической активности Смитсоновского музея естественной истории. На его основе построены и проанализированы временные ряды общих годовых чисел извержений вулканов за период 1551–2020 гг. н.э. с целью выявления колебательных компонент, аналогичных циклам пятнообразовательной деятельности Солнца. Исследования позволили выявить в ходе вулканической активности циклы продолжительностью 10–11, 19–25, ~60 и ~200 лет (все они имеют аналоги в колебаниях солнечной активности). Установлено также наличие двух значимых пиков вулканической активности во время одиннадцатилетнего солнечного цикла. Первый находится вблизи минимумов (фазы 0,9 ≤ Φ ≤ 1,0 и 0,1 ≤ Φ ≤ 0,2), второй более широкий — вблизи максимумов (0,3 ≤ Φ ≤ 0,5). Третий максимум обнаруживается примерно через 3–4 года после максимумов цикла солнечных пятен (0,7 ≤ Φ ≤ 0,8) для «умеренно сильных» вулканических извержений с вулканическим индексом VEI = 5. Он соответствует вторичному максимуму геомагнитной активности, который обычно проявляется через 3–4 года после максимума солнечного цикла. С другой стороны, без каких-либо исключений, все наиболее мощные вулканические извержения, для которых VEI > 6, сосредоточены вблизи экстремумов ~11—летних циклов Швабе-Вольфа. Обсуждаются триггерные механизмы солнечной и геомагнитной активности при вулканических явлениях, а также их связь с изменениями климата (при взаимодействии с галактическими космическими лучами (ГКЛ) и/или солнечными энергетическими частицами (СЭЧ). Проанализировано извержение Пинатубо 1991 г., как пример значительной связи взаимодействий вулканизма с солнечной активностью.
вулканическая активность, солнечная активность, геомагнетизм, солнечно-климатические связи
1. Barnes, J. E., and D. J. Hoffman (1997), Lidar measurements of stratospheric aerosol over Mauna Loa Observatory, Geophysical Research Letters, 24(15), 1923-1926, doihttps://doi.org/10.1029/97GL01943.
2. Briffa, K. R., P. D. Jones, F. H. Schweingruber, and T. J. Osborn (1998), Influence of volcanic eruptions on northern hemisphere summer temperature over the past 600 years, Nature, 393(6684), 450-455, doihttps://doi.org/10.1038/30943.
3. Brönnimann, S., and D. Krämer (2016), Tambora and the “Year Without a Summe” of 1816. A Perspective on Earth and Human Systems Science, Geographica Bernensia, doihttps://doi.org/10.4480/GB2016.G90.01.
4. Chizhevsky, A. L. (1976), Zemnoe ekho solnechnykh bur [Earth echo of solar storms], (in Russian).
5. Cole-Dai, J.,D. Ferris, A. Lanciki, J. Savarino, M. Baroni, and M. H. Thiemens (2009), Cold decade (AD 1810-1819) caused by Tambora (1815) and another (1809) stratospheric volcanic eruption, Geophysical Research Letters, 36(22), L22,703, doihttps://doi.org/10.1029/2009gl040882.
6. Damon, P. E., and C. P. Sonett (1991), Solar and terrestrial components of the atmospheric 14 C variation spectrum, in The Sun in Time, edited by C. P. Sonnet, M. S. Giampapa, and M. S. Matthews, p. 360, University of Arizona, Tucson.
7. Danjon, A. (1921), Relation Entre l’Eclairement de la Lune Eclipsee et l’Activite Solaire, L’Astronomie, 35, 261-265.
8. Dergachev, V. (1994), Radiouglerodnii Chronometr, Priroda, (1), (in Russian).
9. Du, Z. L. (2006), A new solar activity parameter and the strength of 5-cycle periodicity, New Astronomy, 12(1), 29-32, doihttps://doi.org/10.1016/j.newast.2006.05.002.
10. Forbush, S. E. (1954), World-wide cosmic ray variations, 1937-1952, Journal of Geophysical Research, 59(4), 525-542, doihttps://doi.org/10.1029/JZ059I004P00525.
11. Forbush, S. E. (1958), Cosmic-ray intensity variations during two solar cycles, Journal of Geophysical Research (1896-1977), 63(4), 651-669, doihttps://doi.org/10.1029/JZ063i004p00651.
12. Kasatkina, E. A., O. I. Shumilov, M. Timonen, and A. G. Kanatjev (2018), Impact of powerful volcanic eruptions and solar activity on the climate above the Arctic Circle, Geofísica internacional, 57(1), 67-77.
13. Komitov, B. (1997), Schove’s Series, Centurial and Supercenturial Variations of Solar Activity. Relationships Between the Maximums of 11Year Adjacent Cycles, Bulgarian Geophysical Journal, pp. 75-90.
14. Komitov, B. (2009), The “Sun-climate” relationship. II. The “cosmogenic” beryllium and the middle latitude aurora., Bulgarian Astronomical Journal, 12, 75.
15. Komitov, B. (2021), The European Beech Annual Tree Ring Widths Time Series, Solar-Climatic Relationships and Solar Dynamo Regime Changes, Atmosphere, 12(7), doihttps://doi.org/10.3390/atmos12070829.
16. Komitov, B., and V. Kaftan (2004), The Sunspot Activity in the Last Two Millenia on the Basis of Indirect and Instrumental Indexes: Time Series Models and Their Extrapolations for the 21st Century, in Proceedings IAUS 223 Multi-Wavelength Investigations of Solar Activity, vol. 223, edited by A. V. Stepanov, E. E. Benevolenskaya, and A. G. Kosovichev, pp. 113-114, doihttps://doi.org/10.1017/S1743921304005307.
17. Komitov, B., and V. Kaftan (2020), The Volcanic and Solar Activity Relationship During the Last ∼460 Years. Could a significant part of the “Sunclimate” relationship goes through lithosphere?, in Proceedings of the Twelfth Workshop “Solar influences on the magnetosphere, ionosphere and atmosphere” Primorsko, Bulgaria, 135-140, ISSN 2367-7570, doihttps://doi.org/10.31401/WS.2020.proc.
18. Komitov, B., and K. Stoychev (2011), Stratospheric Ozone, Solar Activity and Volcanism, Bulgarian Astronomical Journal, 17, 118.
19. Komitov, B. P. (1986), Possible influence of solar activity on the climate in Bulgaria, Byulletin Solnechnye Dannye Akademie Nauk SSSR, 1986, 73-78.
20. Komitov, B. P., and V. I. Kaftan (2021), “Danjon-Effect”, Solar Activity, Volcanism and Climate, in Proceedings of the 25th All-Russia Conference on Solar and Solar-Terrestrial Physics, vol. 4-8, pp. 165-168, St. Petersburg, Pulkovo, doi:165-168, (in Russian).
21. Křivský, L., and K. Pejml (1988), Solar activity, aurorae and climate in Central Europe in the last 1000 years., Publications of the Astronomical Institute of the Czechoslovak Academy of Sciences, 75, 77-95.
22. Marchitelli, V., P. Harabaglia, C. Troise, and G. D. Natale (2020), On the correlation between solar activity and large earthquakes worldwide, Scientific Reports, 10(11495), doihttps://doi.org/10.1038/s41598-020-67860-3.
23. MathWorks (2021), http://www.mathworks.com/, Acessed: 28 June.
24. Mazzarella, A., and A. Palumbo (1989), Does the solar cycle modulate seismic and volcanic activity?, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 39(1), 89-93, doihttps://doi.org/10.1016/0377-0273(89)90023-1.
25. Qu, W., F. Huang, L. du, J. ZHAO, S. Deng, and Y. Cao (2011), The Periodicity of Volcano Activity and Its Reflection in Some Climate Factors, Chinese Journal of Geophysics, 54(2), 135-149, doihttps://doi.org/10.1002/cjg2.1595.
26. Robock, A. (2000), Volcanic eruptions and climate, Reviews of Geophysics, 38(2), 191-219, doihttps://doi.org/10.1029/1998RG000054.
27. Schove, D. J. (1955), The sunspot cycle, 649 B.C. to A.D. 2000, Journal of Geophysical Research (1896-1977), 60(2), 127-146, doihttps://doi.org/10.1029/JZ060i002p00127.
28. Schove, D. J. (1983), Sunspot Cycles, Hutchinson Ross Publishing Co.
29. Smith, C. M., D. Gaudin, A. R. Van Eaton, S. A. Behnke, S. Reader, R. J. Thomas, H. Edens, S. R. McNutt, and C. Cimarelli (2021), Impulsive Volcanic Plumes Generate Volcanic Lightning and Vent Discharges: A Statistical Analysis of Sakurajima Volcano in 2015, Geophysical Research Letters, 48(11), e2020GL092,323, doihttps://doi.org/10.1029/2020GL092323.
30. Stothers, R. B. (1989), Volcanic eruptions and solar activity, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 94(B12), 17,371-17,381, doihttps://doi.org/10.1029/JB094iB12p17371.
31. Stuiver, M., and P. D. Quay (1980), Changes in atmospheric carbon-14 attributed to a variable sun, Science, 207(4426), 11-19, doihttps://doi.org/10.1126/science.207.4426.11.
32. Střeštik, J. (2003), Possible correlation between solar and volcanic activity in a long-term scale, in Solar Variability as an Input to the Earth’s Environment, ESA Special Publication, vol. 535, edited by A. Wilson, pp. 393- 396.
33. Suess, H. E. (1980), The Radiocarbon Record in Tree Rings of the Last 8000 Years, Radiocarbon, 22(2), 200-209, doihttps://doi.org/10.1017/S0033822200009462.
34. Svensmark, H., and E. Friis-Christensen (1997), Variation of cosmic ray flux and global cloud coveragea missing link in solar-climate relationships, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 59(11), 1225-1232, doihttps://doi.org/10.1016/S1364-6826(97)00001-1.
35. Tinsley, B. A. (2000), Influence of solar wind on the global electric circuit, and inferred effects on cloud microphysics, temperature, and dynamics in the troposphere, Space Science Reviews, 94(1), 231-258, doihttps://doi.org/10.1023/A:1026775408875.
36. Torrence, C., and G. P. Compo (1998), A Practical Guide to Wavelet Analysis, Bulletin of the American Meteorological Society, 79(1), 61-78, doihttps://doi.org/10.1175/15200477(1998)079<0061:APGTWA>2.0.CO;2.
37. Usoskin, I. G. (2013), A History of Solar Activity over Millennia, Living Reviews in Solar Physics, 10(1), 1, doihttps://doi.org/10.12942/lrsp-2013-1.
38. Vaquero, J. M., M. C. Gallego, and J. A. García (2002), A 250-year cycle in naked-eye observations of sunspots, Geophysical Research Letters, 29(20), 58-1-58-4, doihttps://doi.org/10.1029/2002GL014782.
39. Waldmeier, M. (1961), The sunspot-activity in the years 1610-1960, Verlag Schulthess u. Co. AG, Zürich.
40. Wilson, I. (2014), Are the Strongest Lunar Perigean Spring Tides Commensurate with the Transit Cycle of Venus?, Pattern Recognition, 2, 75-93.
41. Yu, F. (2002), Altitude variations of cosmic ray induced production of aerosols: Implications for global cloudiness and climate, Journal of Geophysical Research: Space Physics, 107(A7), SIA 8-1-SIA 8-10, doihttps://doi.org/10.1029/2001JA000248.
