Работа стоит на отшибе: ближайшие соседи в архиве изучают солнечные циклы, приливные ритмы Солнца, космическую погоду и прогнозы, помнящие о цикле. Но почти никто не связывает солнечную активность напрямую с расходом воды в конкретной континентальной реке. Вокруг уже накоплены данные о влиянии Солнца на осадки в Азии, Африке и Мексике, а также о связи облачности с космическими лучами. Эта статья делает следующий шаг: берёт не осадки, а интегральный показатель — сток реки, который усредняет осадки, испарение и инфильтрацию по огромной территории.
Авторы взяли ежедневные измерения стока Параны на гидропосту в городе Корриентес, в 900 км от устья, за период с 1904 года. Гидрологический год реки идёт с сентября по август, поэтому ряды строили по этим интервалам. Для солнечной активности использовали международное число солнечных пятен и реконструкцию солнечной irradiance (потока энергии) по Вангу и др. Тренды убирали низкочастотным фильтром с отсечкой 50 лет, а солнечный цикл сглаживали скользящим средним за 11 лет. Корреляции проверяли параметрическим тестом Стьюдента и непараметрическим тестом случайных фаз.
На многодесятилетнем масштабе сток Параны и число солнечных пятен идут почти синхронно: коэффициент корреляции Пирсона r=0.78, значимость выше 99.99% по t-тесту и 99.6% по тесту случайных фаз. С реконструкцией irradiance корреляция чуть ниже, r=0.69. Связь с галактическими космическими лучами (по нейтронному счёту в Клаймаксе) и геомагнитным индексом aa оказалась слабее, что указывает на более прямой эффект irradiance, а не на механизм через облачность. На коротких временах, после вычитания 11-летнего сглаживания, сток сильно коррелирует с индексом Эль-Ниньо 1+2 (r=0.65, значимость >99.99%). Пики стока 1982 и 1997 годов совпадают с исключительными Эль-Ниньо.
В отличие от соседних работ, которые изучают солнечные циклы сами по себе или их влияние на атмосферу в глобальном масштабе, эта статья привязывает солнечный сигнал к конкретному водному объекту континентального масштаба. Она показывает, что солнечная активность меняет не только температуру или осадки в среднем, но и распределение влаги по регионам: в юго-восточной Южной Америке высокая активность Солнца совпадает с более влажными условиями, тогда как в Восточной Африке и на Юкатане — с засухами. Это подчёркивает, что солнечное воздействие на климат не глобально однородно, а перераспределяет влагу через циркуляцию атмосферы.
Тема может развиваться в сторону совместного использования солнечных индексов и индексов Эль-Ниньо для статистических моделей прогноза стока. Если корреляции сохранятся на независимых данных, появится возможность предупреждать о наводнениях за несколько месяцев или лет. Также перспективно проверить, воспроизводят ли климатические модели с заданным солнечным форсингом наблюдаемую связь с речным стоком в этом регионе.
Результат напрямую касается гидрологии, климатологии и прогнозирования природных катастроф. Он может быть полезен для планирования сельского хозяйства, гидроэнергетики и судоходства в бассейне Параны.
Проверить устойчивость корреляций на независимых периодах и для других рек региона, например Игуасу. Построить прогностическую модель, объединяющую солнечный индекс и Эль-Ниньо, и оценить её оправдываемость на ретроспективных данных.
Для гидрологии ключевая нерешённая проблема — разделение вкладов естественной изменчивости (солнечной, океанической) и антропогенного изменения климата в режим речного стока. Эта работа показывает, что на многодесятилетних масштабах солнечный сигнал может быть сопоставим с трендом, вызванным другими факторами, и его необходимо учитывать при атрибуции изменений.
Во время наводнения 1997 года под водой оказалось 180 000 квадратных километров — это больше площади Греции. Эвакуировать пришлось 125 000 человек, погибли 25.