Анализ показал, что на востоке СССР, в Северной Атлантике и на Канадском архипелаге после начала магнитной бури атмосферное давление уменьшается. Одновременно в Европе, Западной Сибири и в окрестностях Карского моря атмосферное давление увеличивается. Наиболее эффективно и быстро энергия солнечных заряженных частиц вносится в атмосферу в овалах полярных сияний на широтах вблизи 70о. Поэтому уже через двое суток после начала магнитной бури в районах высоких широт меняется атмосферное давление. Чем дальше от овалов полярных сияний в сторону экватора, тем больше времени надо, чтобы энергия заряженных частиц попала там в атмосферу и вызвала изменение атмосферного давления. Так, в восточной части СССР атмосферное давление меняется только спустя четверо суток после начала магнитной бури. При этом с увеличением широты уменьшается амплитуда изменения атмосферного давления.
Эффективность воздействия солнечных заряженных частиц на магнитосферу зависит от направления межпланетного магнитного поля в том месте, где находится Земля. Оно сказывается и на атмосферных процессах (а значит, оно должно сказаться и на количестве и распределении озона в атмосфере): при изменении его знака существенно изменяется зональная циркуляция атмосферы.
Но резкое усиление (скачок) солнечной активности воздействует на циркуляцию атмосферы, а значит, и на количество озона не только посредством заряженных частиц, которые вторгаются в атмосферу высоких широт. Имеются и другие возможности для такого воздействия, например, изменение скорости вращения Земли.
Известно, что скорость вращения Земли вокруг своей оси зависит от действия космических факторов, в частности от изменения солнечной активности. Поэтому для нее характерны вековые замедления изменения в течение года, которые имеют скачкообразный, нерегулярный характер. Итак, оказалось, что 88,9 % случаев всех резких изменений солнечной активности сопровождались скачкообразными изменениями скорости вращения Земли. Отсюда можно сделать два вывода. Во-первых, эти данные достоверно подтверждают заключение, что резкие изменения солнечной активности действительно меняют глобальные процессы (движения Земли). Во-вторых, изменение скорости вращения Земли вокруг своей оси вызывает изменение характера циркуляции атмосферного газа, что приводит к изменению количества озона и его глобального распределения.
Одним из примеров изменения атмосферной циркуляции при изменении скачком скорости вращения Земли может служить положение области пониженного атмосферного давления, наблюдаемой во все сезоны года над Исландией и называемой Исландской депрессией. Положение центра этой области изменяется в течение десятков лет в пределах 66–58о северной широты. Сопоставление изменений широты области пониженного атмосферного давления с солнечной активностью показало, что в большинстве случаев оно совпадает по времени с резким, скачкообразным изменением солнечной активности.
На резкие изменения солнечной активности реагируют не только скорость вращения Земли вокруг своей оси и характеристики атмосферы (циркуляция, давление, температура, атмосферные осадки), но и гидросфера (уровни океанов и морей, их ледовитость, температура воды и т. д.). Это значит, что меняются условия образования и исчезновения озона, дополнительно к тем, которые обусловлены изменениями условий в атмосфере.
Ветровой режим атмосферы на высотах 6 — 120 км также зависит от солнечной активности. По данным ракетного и аэрологического зондирования атмосферы, за период 1962–1970 годов над Тихим океаном и Северной Америкой было показано, что при увеличении солнечной активности ослабляется циркуляция атмосферы в поясе с широтами меньше 40о северной широты. Ранее, по данным о торможении искусственных спутников в атмосфере Земли, было установлено, что с ростом солнечной активности увеличивается плотность атмосферного газа в верхней атмосфере.
Процессы, развивающиеся в атмосфере при воздействии внешних факторов, связанных с солнечной активностью, зависят от того, в каком состоянии в момент воздействия находится атмосферный газ. Поэтому зависимость атмосферной циркуляции, а значит, и количества озона от солнечной активности будет различна в разные сезоны, на разных широтах и долготах.
Составление данных о зональной атмосферной циркуляции с уровнем солнечной активности за период с 1910 по 1960 год показало, что в периоды максимальной солнечной активности уменьшается повторяемость зональных атмосферных процессов. Дело в том, что для повторяемости необходима стабильность, а при частых вторжениях в атмосферу зоны полярных сияний заряженных частиц (то есть при высокой солнечной активности) ни о какой стабильности атмосферы не может быть и речи. В минимумах солнечной активности, напротив, нагрев атмосферы заряженными частицами в зонах полярных сияний минимален. Поэтому зональные процессы более стабильны: устанавливается преимущественно широтное направление ветров (с запада на восток).
Такая же зависимость зональной циркуляции атмосферы от уровня солнечной активности прослеживается и в течение векового цикла солнечной активности. Этот цикл в начале нашего столетия имел минимум, то есть солнечная активность в максимумах 11-летних циклов была минимальной. Поэтому в начале нашего века повторяемость зональной циркуляции была высокая. В 1930-е годы уровень солнечной активности в вековом цикле солнечной активности возрос. При этом резко упала повторяемость зональных циркуляций и стал меняться климат: началось потепление Арктики. Это произошло потому, что ветры стали преимущественно меридиональными. Поэтому усилился обмен между нагретой экваториальной и холодной приполярной областями.
Атмосферная циркуляция определяется вращением Земли, неравномерным нагревом всей атмосферы Земли (непосредственно под Солнцем атмосфера нагревается больше всего), циклонической деятельностью, характером подстилающей поверхности и ее температурой, в частности наличием гор.
Сопоставление интенсивности меридиональной и зональной (вдоль постоянной долготы) циркуляций атмосферы с солнечной активностью за продолжительный отрезок времени показало, что колебания зональной составляющей атмосферной циркуляции, то есть колебания ветров в направлении восток — запад, увеличиваются каждый раз (без исключения!) при увеличении солнечной активности. Данные были взяты по различным долготным секторам (Сибирский, Тихоокеанский, Американский, Атлантический секторы, а также суммарные показатели по всему северному полушарию). Оказалось, что практически во всех долготных секторах происходят однотипные (с одинаковой фазой) изменения атмосферной циркуляции при увеличении солнечной активности. Другими словами, отклик атмосферной циркуляции на увеличение солнечной активности носит глобальный характер.
Колебания меридиональной циркуляции связаны с солнечной активностью менее тесно, чем с зональной. В одних случаях во время высокой солнечной активности наблюдаются наибольшие колебания меридиональной атмосферной циркуляции. В других случаях они приходятся на время максимальной солнечной активности. Но это не является проявлением какой-либо случайности. Многие переходы от одной формы зависимости к другой (фазовые переходы) происходят тогда, когда происходит изменение (перелом) тенденции от затухания показателей атмосферной циркуляции к их росту (а также наоборот). Такие переломы хода атмосферных процессов всегда происходят при аномальных изменениях солнечной активности.
За счет вращения Солнца вокруг своей оси в среднем с периодом 27 суток (вещество Солнца на разных солнечных широтах обращается вокруг солнечной оси с разной скоростью) к Земле все время в течение 27 суток Солнце будет повернуто разными частями своей поверхности. Для Земли важна не вся видимая поверхность Солнца, а только та ее часть (близкая к центральному меридиану), из которой заряженные частицы смогут попасть к Земле. Поскольку активные области на Солнце, из которых выбрасываются преимущественно эти частицы, живут в продолжение нескольких оборотов Солнца, то одна и та же активная область Солнца может обстреливать Землю электронами, протонами, другими заряженными частицами (например, ядрами гелия и т. д.) несколько раз с перерывами, которые длятся 27 суток, то есть один раз за время одного оборота Солнца. Поэтому и периодичность наблюдаемой с Земли солнечной активности равна 27 суткам. Если бы наблюдатель находился не на Земле, а на самом Солнце, то этой 27-дневной периодичности активности Солнца он, естественно, не обнаружил бы. На Солнце ее как таковой нет. Что же касается изменения солнечной активности с периодами 11, 22, 33, 90, 180, 1800 лет, то она меняется независимо от того, откуда мы ведем наблюдения. Это изменение с разными периодами обусловлено как процессами внутри самого Солнца, так и влиянием всей Солнечной системы как единой колебательной системы.