CC BY
29
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2019.10.8.100-110 УДК 523.982.8+524.1+551.583.7
Е. А. Касаткина, О. И. Шумилов
СОЛНЕЧНЫЕ ЦИКЛЫ В ВАРИАЦИЯХ СОДЕРЖАНИЯ КОСМОГЕННОГО БЕРИЛЛИЯ-10 ВО ЛЬДАХ И ШИРИНЫ ГОДИЧНЫХ КОЛЕЦ ДЕРЕВЬЕВ
Аннотация
Исследовано проявление основных циклов солнечной активности (11- и 22-летнего) в вариациях потоков галактических космических лучей по данным о содержании 10Be в арктических льдах южной Гренландии и высокоширотных нейтронных мониторов (Апатиты и Баренцбург), количества солнечных пятен, а также в полярных палеоклиматических записях по данным древесно-кольцевых хронологий Кольского п-ова. Применение современных методов вейвлет-анализа (вейвлет-декомпозиция, вейвлет-когерентность) позволило выделить фазовые нарушения в цикличности влияния солнечной активности на прирост деревьев. Также выявлена достоверная связь между вариациями гелиогеофизических параметров и годичным приростом деревьев в частотном диапазоне, близком к 22-летнему циклу активности Солнца, что подтверждает его солнечую обусловленность.
Ключевые слова:
космические лучи, солнечные циклы, древесно-кольцевые хронологии, вейвлет-анализ
E. A. Kasatkina, O. I. Shumilov
SOLAR CYCLES IN VARIATIONS OF COSMOGENIC BERILLIUM-10 CONTENT IN ICE AND ANNUAL TREE-RING GROWTH
Abstract
The manifestation of the main cycles of solar activity (11- and 22-year) in variations of galactic cosmic ray fluxes on the data of 10Be in the Arctic ice of southern Greenland and high-latitude neutron monitors (Apatity and Barentsburg), sunspot number, and also in polar tree-ring records of Kola Peninsula was studied. Application of modern methods of wavelet analysis (wavelet decomposition, wavelet coherence) made it possible to identify phase disturbances in the cyclicity of solar influence on tree growth. A significant relationship was also found between variations in heliogeophysical parameters and annual tree-ring growth in the frequency range close to the 22-year cycle of solar activity, which indicates its solar nature. Keywords:
cosmic rays, solar cycles, tree-ring chronologies, wavelet analysis Введение
Исследования вариаций солнечной активности (СА) в прошлом представляют значительный интерес для понимания солнечно-земных взаимодействий, а также для оценки солнечного вклада в глобальные изменения климата в настоящее время и прогнозирования таких изменений в будущем. Для получения такой информации недостаточно только инструментальных измерений, охватывающих период в несколько последних десятилетий. Поэтому используются различные природные архивы: концентрация космогенных изотопов в полярных льдах (10Be) и кольцах деревьев (14C),
дендрохронологические данные и пр. Наиболее надежным палеоиндикатором СА является космогенный изотоп 10Бе [1]. Благодаря большому времени жизни 10Бе (период полураспада т=1.5 млн. лет) появляется уникальная возможность по изменению содержания данного изотопа в земных архивах изучать вариации СА на временных масштабах в десятки тысяч лет [2]. Частицы (в основном протоны) галактических космических лучей (ГКЛ) и солнечных космических лучей (СКЛ) при вторжении в атмосферу, помимо ионизации, в результате ядерных реакций вызывают каскад вторичных частиц (нуклоны, пионы и пр.), которые, в свою очередь, взаимодействуя с ядрами атомов азота и кислорода в стратосфере и тропосфере, приводят к образованию 10Бе [2]:
+ п,(р) ^ 10Ве + 3р,(4р) + 2п,(1п) 1бО + п,(р) ^ 10Ве + 4р,(5р) + 3п,(2п)
Для образования бериллия наиболее эффективны частицы ГКЛ с энергиями 0.8 - 5 ГэВ [2]. После образования 10Бе быстро окисляется и присоединяется к аэрозолям, затем в результате осаждения накапливается в полярных льдах и донных отложениях морей и океанов. Время жизни 10Бе в стратосфере составляет в среднем два года, в тропосфере - порядка месяца [4]. Прежде чем достичь Земли, ГКЛ должны пересечь гелиосферу, где их потоки подвергаются эффектам модуляции активностью Солнца. Распространение ГКЛ через гелиосферу описывается уравнением переноса космических лучей, сформулированным Паркером [5]. Солнечная модуляция затрагивает в основном протоны ГКЛ с энергиями ниже 1000 МэВ. Эта величина совпадает с наиболее эффективным диапазоном энергии, необходимой для производства космогенного бериллия в атмосфере Земли [2], что позволяет использовать записи содержания 10Ве в полярных льдах для изучения вариаций параметров ГКЛ и СА в прошлом. Скорость производства космогенных радионуклидов 10Ве также зависит от экранирующего эффекта геомагнитного поля Земли, который максимально проявляется в низких широтах [1]. Время жизни в стратосфере 10Ве (порядка 1-2 лет), в свою очередь, определяется изменениями глобального и регионального климата, а скорость накопления изотопа в полярных льдах сильно зависит также от локальных климатических условий (атмосферного перемешивания и переноса, скорости выпадения осадков и проч.), [1, 4]. Для исключения "климатического шума", который может полностью или частично замаскировать проявления СА, помимо различных способов фильтрации и калибровки используют комбинированные записи, основанные на объединении палеоастрофизических данных о космогенных изотопах из различных областей Гренландии и Антарктиды, а также инструментальных данных нейтронных мониторов [4].
В настоящей работе исследовано проявление основных циклов СА (11- и 22-летнего) в вариациях ГКЛ по данным о содержании 10Ве в арктических льдах южной Гренландии и высокоширотных нейтронных мониторов (Апатиты и Баренцбург), чисел Вольфа, а также в полярных палеоклиматических записях по данным древесно-кольцевых хронологий Кольского п-ова.
Материалы и методы
В работе использованы записи вариаций космогенного изотопа 10Be в ледовых кернах со станции Dye3 в южной части Гренландии (65.2 N; 43.8 W) [6], данные нейтронных мониторов обсерваторий Апатиты (67.6 N; 33.4 E) и Баренцбург (78.1 N; 14.2 E), чисел Вольфа R, а также древесно-кольцевая хронология, полученная по образцам сосны Pinus sylvestris в районе обс. Лопарская (66.6° N, 33.3° E).
Для построения данной хронологии образцы подвергались первичной обработке при помощи программного обеспечения TREMET [7], затем применялись современные методики, соответствующие мировым стандартам, используемым в дендрохронологии (перекрестное датирование, стандартизация) с применением программ COFECHA и ARSTAN [8, 9].
К исследуемым временным рядам был применен вейвлет-анализ [10]. Для выявления наличия или отсутствия существенных частотных составляющих в исследуемых рядах и оценки тесноты связи между этими рядами вычислялась вейвлет-когерентность и многоуровневые вейвлет-декомпозиции [10, 11]. Вейвлет-когерентность интерпретируется как квадрат коэффициента корреляции со значениями, изменяющимися в интервале от 0 до 1. Использование данной методики вейвлет-анализа позволяет также более точно определять изменение характера фазовой зависимости между параметрами на протяжении всего временного интервала. Если вариации параметров находятся в фазе, то стрелки повернуты вправо, в антифазе - влево; вертикальное положение стрелок означает, что два параметра находятся в нелинейной зависимости [10].
При декомпозиции исходный сигнал на каждом этапе представляется в виде сумм аппроксимирующих (A) и детализирующих (циклических) (D) составляющих. В результате повторения этого процесса получаем разбиение спектра на определенное количество уровней. В нашем случае, используя в качестве базиса ортогональные вейвлеты Мейера, мы провели разложение до 4-го уровня, что позволило исследовать вариабельность в следующих частотных интервалах: D3 (8-16 лет, n=3) и D4 (16-32 года, n=4).
Для улучшения сравнимости была проведена предварительная фильтрация и стандартизация временных рядов.
Результаты и обсуждение
Как уже отмечалось выше, при прохождении через солнечную систему ГКЛ испытывают модуляцию солнечным ветром и вмороженным в него межпланетным (или гелиосферным) магнитным полем (ММП). Наиболее известным и заметным циклом СА является периодичность с длительностью около 11-лет (цикл Швабе), который определяется количеством солнечных пятен R (числа Вольфа) [12]:
R = k(f + 10g),
где k - нормировочный коэффициент, f - количество наблюдаемых пятен, g - количество наблюдаемых групп пятен. Другой, не менее известный 22-летний цикл СА (цикл Хэйла), связан с переполюсовкой магнитного поля Солнца, меняющим свой знак на противоположный каждые 11 лет, и соответствующим изменением направления дрейфа частиц ГКЛ в гелиосфере
[2]. Кроме того, существуют вековые циклы СА длительностью 80-100 лет (циклы Глесберга) и более долговременные циклы [12].
Ниже приведены ежемесячные данные измерений нейтронных мониторов обсерваторий Апатиты (рис. 1, а) и Баренцбург (рис. 1, в) и чисел Вольфа (рис. 1, а, и 1, в). Из рис. 1 отчетливо видно, что по данным двух нейтронных мониторов наиболее ярко эффекты модуляции проявляются в 11-летних вариациях ГКЛ, которые находятся в противофазе с колебаниями СА. Относительно слабый 22-летний эффект наблюдается как чередование резких и плоских максимумов потоков ГКЛ по данным нейтронного монитора обс. Апатиты (рис. 1, а).
j_I_I_I_I_I_I_L
и_I_I_I_I_I_I_I_I_I_
1970 1980 1990 2000 2010 2020 Годы
Рис. 1. Вариации галактических космических лучей (жирная линия) и солнечной активности (тонкая линия): среднемесячные данные нейтронного монитора обсерваторий Апатиты (67.6 N; 33.4 E) (а), Баренцбург (78.1 N; 14.2 E) (в) и чисел Вольфа (а, в); их декомпозиция по уровню D3 (8-16 лет) (б, г)
Fig. 1. Variations of galactic cosmic rays (bold line) and solar activity (thin line): monthly average of neutron monitor data for Apatity (67.6 N; 33.4 E) (a), Barentsburg (78.1 N; 14.2 E) (c) and Wolf s number (a, c ); their decomposition according to the
level D3 (8-16 years) (b, d)
Из рис. 1, а, следует, что в последние десятилетия наблюдается явный спад СА и, соответственно, увеличение потоков ГКЛ. Эта тенденция подтверждается независимыми палеоастрофизическими и палеоклиматическими данными [13, 14] и может свидетельствовать о приближении нового глобального минимума СА с последующим похолоданием, аналогичным Малому ледниковому периоду [13, 15, 16].
Для изучения вариаций СА и ГКЛ на временных масштабах в сотни и тысячи лет используют данные о содержании космогенных изотопов в природных архивах: 10Be (полярные льды, донные отложения) и 14С (кольца деревьев). Например, записи космогенного изотопа Be10 свидетельствует о том, что основные циклы солнечной активности (11- и 22-летний) сохраняются в вариациях ГКЛ даже во время глобальных минимумов СА, включая Маундеровский (1645-1715), когда было зафиксировано практически полное отсутствие пятен на солнечном диске [17, 18].
Для анализа 11 -летней циклической активности на различных частотных и временных интервалах и тесноты связи между вариациями ГКЛ и СА вычислялась вейвлет-когеретность для временных рядов 10Be и Я (рис. 2). Как видно из рис. 2, в 11 -летнем цикле колебания ГКЛ и СА не всегда находились в противофазе в течение последних 300 лет: нарушения фазовой зависимости наблюдается во временных интервалах 1700-1730, 1780-1820, 1910-1940 гг. Во временном интервале 1730-1780 гг. связь практически отсутствовала (рис. 2). Стоит отметить, что три приведенных выше временных интервала с изменением фазовой зависимости между 10Be и Я так или иначе совпадают с периодами глобальных минимумов СА (Маундера (1645-1715), Дальтона (1790-1830) и Глейсберга (1890-1910)). Аналогичные нарушения 11-летнего цикла в данных по космогенному бериллию были отмечены в работах [17-19]. В работах [17, 18] по данным о содержании изтопа во льдах Гренландии было показано, что 11 -летние вариации концентрации 10Be продолжались во время Маундеровского минимума СА в фазе с соответствующим солнечным циклом. В работе [19] фазовые нарушения между вариациями ГКЛ и Я в 11-летнем солнечном цикле в 1900-1910 и 1940-1950 гг. объясняют привнесением изотопа в природные архивы Земли крупными космическими телами (кометы, метеориты). В качестве возможной причины таких нарушений нельзя исключить и вулканическую активность, учитывая способность мощных вулканических извержений увеличивать содержание аэрозолей в стратосфере и свойство космогенного 10Be присоединяться к аэрозольным частицам [4].
1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000
Годы
Рис. 2. Вейвлет-когерентность чисел Вольфа R и Be10 (1700-1983). Жирными линиями обозначен уровень значимости 0.05, рассчитанный по методу Монте-Карло относительно красного шума. Стрелки обозначают характер фазовой зависимости между параметрами. Тонкой линией обозначен конус потерь
Fig. 2. Wavelet coherence of Wolf's number R and 10Be (1700-1983). The 5% significance level calculated using the Monte Carlo method against red noise is shown as a black contour. The arrows indicate the character of the phase dependence between the parameters. The cone of influence is shown by a thin line
Ранее отмечалось, что эффект 22-летней модуляции, связанный с переполюсовкой магнитного поля Солнца, наблюдается как чередование резких и плоских максимумов потоков ГКЛ по данным нейтронного монитора и выражен гораздо слабее по сравнению с 11-летним циклом (рис. 1, а). При этом известно, что 22-летняя периодичность обнаружена в вариациях различных климатических параметров во многих регионах земного шара (практически повсеместно), причем часто с амплитудой, превышающей амплитуду 11-летнего цикла [20-29]. В настоящее время основными гелиогеофизическими факторами, влияющими на климат и состояние атмосферы, являются солнечная радиация (включая ультрафиолетовую (УФ) компоненту) [30, 31] и ГКЛ, изменяющие величину облачного покрова, и, как следствие, радиационный баланс [32-35]. Изменения потока солнечного УФ излучения, воздействуя на стратосферную химию, озоновый слой и термическую структуру атмосферы, могут привести к изменениям в атмосферной циркуляции [31]. При этом разогрев атмосферы напрямую за счет интегральных потоков радиации представляется маловероятным, так как по данным ИСЗ величина солнечной радиации («солнечной постоянной») за пределами атмосферы изменяется на 0.1-0.15% от максимума к минимуму 11-летнего солнечного цикла [36]. Поэтому в современных моделях глобальной атмосферы в качестве положительной обратной связи, усиливающей прямое действие, в радиационном блоке учитывают изменения в озоновом слое, связанные с УФ излучением, что позволяет увеличить адекватность модели [37].
Известно, что циклы Швабе присутствуют как в вариациях солнечной радиации (причем амплитуда изменений в УФ части спектра увеличивается на порядки) [30], так и потоков ГКЛ [32, 38]. Что касается 22-летнего цикла, связанного со сменой полярности общего магнитного поля Солнца, то он хотя и присутствует в вариациях потоков ГКЛ (рис. 1, а), но практически не заметен в вариациях числа солнечных пятен и солнечной радиации [30, 39]. По данным [39] амплитуда 22-летней цикличности не превышает 10% от амплитуды 11 -летнего цикла СА. Модуляция потоков ГКЛ в данном частотном диапазоне также не является значительной [40] (рис. 1, а). Существуют и другие возможные объяснения 22-летней периодичности в климатических вариациях. Одно из них связано с предположением о том, что этот цикл может быть обусловлен откликом климатической системы, которая в данном случае рассматривается как нелинейная динамическая система, на солнечный сигнал (например, удвоение 11 -летнего солнечного цикла) [23, 24]. Но в рамках этих механизмов не всегда можно объяснить практически повсеместное присутствие 22-летнего цикла в климатических вариациях. В работах [28, 29] было высказано предположение, что 22-летняя периодичность, наблюдаемая в вариациях различных климатических параметров, связана с увеличением количества космической пыли внутри солнечной системы вследствие ослабления величины магнитного поля Солнца при смене знака во время солнечных максимумов. Но для обеспечения достаточного притока космического вещества на Землю, вероятно, должен существовать мощный усилительный механизм, который пока еще не разработан. Поэтому представляет интерес изучить поведение 22-летнего цикла в вариациях гелиогеофизических параметров, а также их связь с изменениями климата на длительных временных шкалах.
Ниже представлены результаты вейвлет-разложения на уровне D4 и вейвлет-когерентности между древесно-кольцевой хронологией и 10Be (рис. 3, а, и рис. 3, б), между хронологией и числами Вольфа R (рис. 3, в, и рис. 3, г), между 10Be и R (рис. 3, д, и рис. 3, е). Видно, что в диапазоне частот, близком к 22-летнему циклу зависимость между древесным приростом и Be10 статистически значима (>95%) в интервалах времени 1780-1840 и с 1940 г. до нашего времени (рис. 3, б). Когерентность между древесным приростом и числами Вольфа R ведет себя подобным образом (рис. 3, г). При этом, как и в случае с циклом Швабе, когерентная связь между вариациями ширины годичных колец деревьев и параметрами СА (10Be и R) для 22-летнего цикла проявляется во время, или вблизи глобальных солнечных минимумов, за исключением минимума Глейсберга (рис. 3, б, и 3, г). Из рис. 3, б, и 3, г, следует, что ГКЛ и числа Вольфа изменяются в противофазе с приростом годичных колец на временном интервале 1770-1830 гг. На первый взгляд такое поведение может показаться необычным, так как вариации 10Be и R должны быть антикоррелирующими по своей природе (рис. 1, а).
Для анализа причин нарушений в 22-летнем цикле СА фазовой зависимости между ГКЛ и СА на рис. 3, е, приведен спектр когерентности между 10Be и R. Отчетливо видно, что на значительном временном интервале связь между этими параметрами в 22-летнем цикле СА практически отсутствовала, или была нелинейной, о чем свидетельствует нестационарное фазовое поведение во временном интервале 1870-1900 гг., в то же время вблизи Дальтоновского минимума СА наблюдались почти синфазные вариации 10Be и R (рис. 3, е). Такой же фазовый сдвиг в 22-летней вариации (от противофазной к синфазной) был обнаружен в данных по 10Be во время минимума Маундера [18]. Такие нарушения в 11- и 22- вариациях ГКЛ во время глобальных минимумов СА, вероятно, вызваны модуляционными эффектами СА, связанными с изменениями угла наклона гелиосферного токового слоя [41].
Кроме того, отчетливо видно, что зависимость вариаций древесного прироста от 10Be значительно слабее, по сравнению с зависимостью от R (рис. 3, б, г). При этом, как уже отмечалось выше, 22-летний цикл СА, связанный с переполюсовкой магнитного поля Солнца, в вариациях чисел Вольфа R и солнечной радиации практически не заметен [30, 39]. Числа Вольфа R традиционно используют для реконструкции интегрального потока солнечной радиации, включая УФ компоненту [30]. В таком случае, практически полное исчезновение пятен на солнечном диске во время глобальных минимумов СА должно свидетельствовать об уменьшении интегрального потока и УФ излучения, но это совсем не означает снижения потоков радиации во всем спектральном диапазоне, например, в инфракрасной и видимой части спектра. Как известно, излучение Солнца в видимом и инфракрасном диапазоне является фотосинтетически активным [42], и наличие значимой когерентности между древесным приростом и числами Вольфа во время глобальных минимумов СА, возможно, свидетельствует о существовании значительных потоков солнечной радиации именно в этой части спектра.
Косвенным подтверждением данного предположения могут являться результаты недавних измерений потоков солнечной радиации на ИСЗ SORCE (Solar Radiation and Climate Experiment), которые показали, что наблюдалось увеличение потока в инфракрасном и видимом диапазоне при снижении общего уровня солнечной радиации во время затяжного минимума СА с 2004 г. по 2007 г. [43]. Наличие сильной когерентной связи древесного прироста с параметрами СА во временном интервале с 1940 г. по настоящее время может
свидетельствовать о приближении очередного глобального минимума активности Солнца с последующим похолоданием, аналогичным Малому ледниковому периоду [44]. Полученные результаты указывают на ГКЛ и солнечное излучение в инфракрасной и видимой частях спектра как на основные факторы СА, определяющие годичный прирост деревьев за полярным кругом.
fr-^J-a-qr-»!-^ в. ... - -I г--у I I
1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000
Годы
Рис. 3. Декомпозиция по уровню D4 (16-32 года) (а) и вейвлет-когерентность (б)
древесно-кольцевой хронологии Кольского п-ова (сплошная линия) и Be10 (штриховая линия); то же для древесно-кольцевой хронологии (сплошная линия) и чисел Вольфа R (штриховая линия) (в, г); то же для Be10 (сплошная линия) и R (штриховая линия). Жирными линиями обозначен уровень значимости 0.05, рассчитанный по методу Монте-Карло относительно красного шума. Стрелки обозначают характер фазовой зависимости между параметрами
Fig. 3. Decomposition according to the D4 level (16-32 years) (a) and wavelet coherence (b) of the tree-ring chronology of the Kola Peninsula (solid line) and 10Be (dashed line); the same for tree-ring chronology (solid line) and Wolf s number R (dashed line) (c, d); the same for 10Be (solid line) and R (dashed line). The 5% significance level calculated using the Monte Carlo method against red noise is shown as a black contour. The arrows indicate the character of the phase dependence between
the parameters
Выводы
Применение современных методов вейвлет-анализа (вейвлет-декомпозиция, вейвлет-когерентность) позволило выделить фазовые нарушения
тесноты связи между вариациями годичного прироста и основными космофизическими агентами (солнечной радиацией и ГКЛ) в 11- и 22- летнем циклах солнечной активности.
Выявлена достоверная связь между вариациями гелиогеофизических параметров и годичным приростом деревьев в частотном диапазоне, близком к 22-летнему циклу активности Солнца, что подтверждает его солнечую обусловленность.
Наиболее значимыми факторами СА, определяющими годичный прирост деревьев за полярным кругом, являются потоки ГКЛ и солнечной радиации в видимой и инфракрасной частях спектра.
Благодарности. Авторы благодарят сотрудников Сектора космических лучей Полярного геофизического института Балабина Ю.В. и Гвоздевского Б.Б. за возможность свободного использования данных нейтронных мониторов.
Литература
1. Beer J., Vonmoos M., Muscheler R. Solar variability over the past several millennia // Space Sci. Rev. 2006. 125. P. 67-79.
2. Beer J., McCracken K., von Steiger R. Cosmogenic radionuclides: Theory and applications in the terrestrial and space environments. Heidelberg: Springer, 2012.
3. High-resolution records of 10Be in endogenic travertine from Baishuitai, China: A new proxy record of annual solar activity? / H. Xu et al. // Quatern. Sci. 2019. 216. P. 34-46.
4. McCracken K. G., Beer J. The annual cosmic-radiation intensities 1391-2014; the annual heliospheric magnetic field strengths 1391-1983, and identification of solar cosmic-ray events in the cosmogenic record 1800-1983 // Solar Phys. 2015. 290. P. 3051-3069.
5. Паркер Е. Н. Космические магнитные поля: их образование и проявления. М.: Мир, 1982.
6. Use of Be-10 in polar ice to trace the 11-year cycle of solar activity / J. Beer et al. // Nature. 1990. 347. P. 164-166.
7. Канатьев А. Г., Шумилов О. И., Касаткина Е. А. Программное обеспечение для дендрохронологических измерений // Приборы и техника эксперимента. 2014. №2. С. 127-130.
8. Cook E. R., Kairiukstis L. Methods of Dendrochronology. Dordrecht: Kluwer Academic Publishing, 1990.
9. Holmes R. L. Computer-assisted quality control in tree-ring dating and measurement // Tree-Ring Bull. 1983. 44. P. 69-75.
10. Torrence C., Compo G. P. A practical guide to wavelet analysis // Bull. American Met. Soc. 1998. 79. P. 61-78.
11. Farge M. Wavelet transforms and their applications to turbulence // Annu. Rev. Fluid Mech. 1992. 24. P. 395-457.
12. Витинский Ю. И., Копецкий М., Куклин Г. В. Статистика пятнообразовательной деятельности Солнца. М.: Наука, 1986.
13. The persistence of solar activity indicators and the descent of the Sun into Maunder Minimum conditions / M. Lockwood et al. // Geophys. Res. Lett. 2011. 38. L22105.
14. Lockwood M., Frohlich C. Recent oppositely directed trends in solar climate forcings and the global mean surface air temperature // Proc. R. Soc. 2007. A. 463. P. 2447-2460.
15. Abdussamatov H. I. Grand Minimum of the total solar irradiance leads to the Little Ice Age // J. Geol. Geosci. 2011. 2. P. 113.
16. Morner N.-A. The approaching new Grand Solar Minimum and Little Ice Age climate conditions // Natural Sci. 2015. 7. P. 510-518.
17. Beer J., Tobias S., Weiss N. An active Sun throughout the Maunder minimum // Sol. Phys. 1998. 181. P. 237-249.
18. Usoskin I. G., Mursula K., Kovaltsov G. A. Heliospheric modulation of cosmic rays and solar activity during the Maunder minimum // J. Geophys. Res. 2001. 106. P. 16039-16046.
19. Временные вариации содержания 10Be во льдах и солнечная активность / А. В. Блинов и др. // Солнечные данные. 1984. № 8. С. 90-94.
20. Пудовкин М. И., Любчич А. А. Проявление циклов солнечной и магнитной активности в вариациях температуры воздуха в Ленинграде // Геомагнетизм и аэрономия. 1989. 29. С. 359-363.
21. Пудовкин М. И., Морозова А. Л. Проявление 22-летнего цикла солнечной активности в вариациях индексов температуры и увлажненности в Швейцарии с 1700 по 1989 г. // Геомагнетизм и аэрономия. 1999. 39. С. 34-39.
22. Башкирцев В. С., Машнич Г. П. Ожидает ли нас глобальное потепление в ближайшие годы? // Геомагнетизм и аэрономия. 2003. 43. С. 132-134.
23. Касаткина Е. А., Шумилов О. И., Канатьев А. Г. Проявление циклов солнечной активности в атмосфере Северной Атлантики и Европы // Метеорология и гидрология. 2006. №1. С. 55-59.
24. Гусев А.А. Собственные климатические осцилляции, управляемые солнечной активностью // Геомагнетизм и аэрономия. 2011. 51. С. 133-140.
25. Time scales and trends in the Central England temperature data (1659-1990): A wavelet analysis / S. Baliunas et al. // Geophys. Res. Lett. 1997. 24. P. 1351-1354.
26. Cook E. R., Meko D. M., Stockton C. W. A new assessment of possible solar and lunar forcing of the bidecadal drought rhythm in the Western United States // J. Climate. 1997. 10. P. 1343-1356.
27. Velasco V. M., Mendoza B. Assessing the relationship between solar activity and some large scale climatic phenomena // Adv. Space Res. 2008. 42, 866-878.
28. Kasatkina E. A., Shumilov O. I., Lukina N. V., Krapiec M., Jacoby G. Stardust component in tree rings // Dendrochronologia. 2007 . 24. P. 131-135.
29. Kasatkina E. A., Shumilov O. I., Krapiec M. On periodicities in long term climatic variations near 68 N, 30 E // Adv. Geosci. 2007. 13. P. 25-29.
30. Lean J. R., Beer J., Bradley R. Reconstruction of solar irradiance since 1610, Implications for climate change // Geophys. Res. Lett. 1995. 22. P. 3195-3198.
31. Haigh J. D. The impact of solar variability on climate // Science. 1996. 272. P. 981984.
32. Svensmark H., Friis-Christensen E. Variation of cosmic ray flux and global cloud coverage - a missing link in Solar-climate relationships // J. Atmos. Terr. Phys. 1997. 59. P. 1225-1232.
33. Arnold F. Atmospheric aerosol and cloud condensation nuclei formation: A possible influence of cosmic rays? // Space Sci. Rev. 2006. 125. P. 169-186.
34. Kasatkina E. A., Shumilov O. I. Cosmic ray-induced stratospheric aerosols: A possible connection to polar ozone depletions // Ann. Geophys. 2005. 23 (3). P. 675-679.
35. Effects of image charges on the scavenging of aerosol particles by cloud droplets, and on droplet charging and possible ice nucleation processes / B. A. Tinsley et al. // J. Atmos. Sci. 2000. 57. P. 2118-2134.
36. Frohlich C., Lean J. The Sun's total irradiance: cycles, trends and related climate change uncertainties since 1776 // Geophys. Res. Lett. 1998. 25. P. 4377-4380.
37. Amplifying the Pacific climate system response to a small 11-year solar cycle forcing / G. A. Meehl et al. // Science. 2009. 325. P. 1114-1118.
38. Tinsley B. A., Brown G. W. Solar activity, the QBO, and tropospheric responses // Handb. for MAP. 1989. 29, P. 53-61.
39. Mursula K., Usoskin I. G., Kovaltsov G. A. Persistent 22-year cycle in sunspot activity: Evidence for a relic solar magnetic field // Solar Phys. 2001. 198. P. 5156.
40. Webber W. R., Lockwood J. A. Characteristics of the 22-year modulation of cosmic rays as seen by neutron monitors // J. Geophys. Res. 1988. 93, P. 87358740.
41. Owens M. J., Usoskin I., Lockwood M. Heliospheric modulation of galactic cosmic rays during grand solar minima: Past and future variations // Geophys. Res. Lett. 2012. 39. L19102.
42. Fitter A. H., Hay R. K. M. Environmental physiology of plants, 3rd edition. London: Academic Press, 2002.
43. Trends in solar spectral irradiance variability in the visible and infrared / J. W. Harder et al. // Geophys. Res. Lett. 2009. 36. L07801
44. Шумилов О. И., Касаткина Е. А. Вековые минимумы солнечной активности в древесно-кольцевых хронологиях Кольского полуострова: что нас ожидает? // Труды Кольского научного центра РАН. Гелиогеофизика. 2019.
Сведения об авторах Касаткина Елена Алексеевна
д. ф.-м. н., с. н. с., Полярный геофизический институт; г. н. с., Институт проблем промышленной экологии Севера, Кольский научный центр РАН, Апатиты E-mail: [email protected]
Шумилов Олег Иванович
д. ф.-м. н., г. н. с., Полярный геофизический институт; Институт проблем промышленной экологии Севера, Кольский научный центр РАН, Апатиты E-mail: [email protected]
