Рассмотрены некоторые климатические аномалии 2010 года, наблюдаемые при гидрометеорологических исследованиях. Особенную популярность данному вопросу придаёт наблюдаемые большинством людей очевидные аномалии климата в регионе их проживания.
В современных средствах массовой информации широко обсуждаются вопросы глобального изменения климата. Люди, проживающие в различных регионах мира, отмечают, что в погоде присутствуют некоторые особенности, которых не наблюдалось ранее. Ярким примером климатических аномалий было первое полугодие 2010 года. Что необычного было 2010 году? В Европе при значительном уровне осадков паводковые воды мало отличались от среднего, за многолетние наблюдения, уровня. Это говорит о необычайно активном испарении. Всё первое полугодие, особенно в Северном полушарии, наблюдались положительные температурные аномалии. Особенно заметны они в Центральной и Северной Европе. При этом в Центральной Азии лето было необычайно прохладным. Над среднеазиатскими пустынями, где летним днём обычно редко бывает меньше 45°С, висели облака, и было относительно прохладно (35–40°С), так же необычно прохладное лето наблюдалось в Тянь-Шане. В Европе, а особенно в России в это время люди изнывали от жары, загорались пересохшие торфяные болота.
Некоторые исследователи объясняют этот климатический феномен активной фазой Ла-Ниньи, безусловно, Ла-Нинья и Эль-Нинья активно участвуют в процессе формирования климата на планете. Но где черпают силы глобальные гидрометеорологические процессы? Из энергий солнечной активности и гравитационного взаимодействия. Как о факторе, вносящем постоянную динамику можно говорить о активности солнца, а точнее солнечного излучения. В свою очередь способность атмосферы и гидросферы Земли удерживать и преобразовывать солнечную энергию, тесно связана с климатическими условиями. Например, влажный воздух атмосферы более интенсивно преобразует энергию солнечного излучения (особенно в СВЧ и КВЧ диапазонах) в энергию теплового движения молекул. Таким образом, при увеличении влажности атмосферы наблюдается более интенсивной прогрев её толщи, при этом меньшее количество солнечного излучения достигает непосредственно поверхности Земли, а достигшее и отразившееся опять активно поглощается влажной атмосферой. Подобный механизм удержания солнечной энергии наблюдается у CO2. Поэтому газы способные значительно поглощать энергию солнечного излучения называют парниковыми. Здесь можно вспомнить о активном испарении влаги наблюдавшемся весной 2010 года, вызванной высокой солнечной активностью о которой речь пойдёт чуть позже.
В гидросфере так же наблюдается зависимость от состояния воды способности поглощать и преобразовывать энергию солнечного излучения в тепло, кинетическую и потенциальную энергии. Например, кристаллическая вода лучше отражает, обладает меньшей теплоемкостью, чем жидкая. Отличается способность к преобразованию энергии (теплоёмкость) у воды в зависимости от процентного содержания соли. В результате в некоторых гидрометеорологических явлениях может наблюдаться эффект самоусиления. Например, процесс самоусиления присущ штормам и ураганам, формирующимся в акватории Атлантического океана. Нагрев воды и атмосферы порождает испарение и конвекционные потоки, рост влажности воздуха приводит к большему нагреву атмосферы и усилению вихревых потоков. Здесь можно отметить, что, не смотря, на присутствие положительных обратных связей у природы есть и сложные механизмы отрицательных обратных связей препятствующих лавинообразному изменению климатической обстановки.
Еще одним из факторов способных повлиять на глобальную климатическую обстановку является извержение крупных вулканов. Особенным в этом смысле оказался вулкан Эйяфьядлайёкюдль расположенный в центре ледника с высотой вершины более 1.6 тыс. метров и площадью около 100 км. кв., проснувшийся в марте 2010 года. Извержение вулкана привело не только к выбросу пепла на высоту до 100 км, но и быстрому разогреву и испарению больших объемов воды. Известно, что большое извержение стратовулкана Кракатау в 535 году привело к глобальным изменениям климата.
Солнечная активность, после минимума 11-12 летнего цикла наблюдавшегося в 2008, 2009 годах начала нарастать осенью 2009 года. Весна и лето 2010 года отмечены достаточно высокой солнечной активностью. Кроме периодических колебаний солнечной активности с частотой 11-12 лет, наблюдаются несколько видов долгопериодических колебаний, с которыми можно связать минимумы Маундера, Дальтона и др. По данным современных исследований сейчас солнце находиться в фазе повышения активности цикла долгопериодических колебаний. Текущее состояние долгопериодической активности Солнца имеет наибольшие значения, по крайней мере, за последние 1500 лет. Как результат наблюдается сложение максимумов нескольких периодических функций. Диаграммы многолетних наблюдений солнечной активности и температуры позволяют отследить влияние не столько 11-12 летнего цикла, сколько долгопериодических колебаний солнечной активности (см. изображения).
Еще одним фактором продолжающим оказывать влияние на количество энергии попадающей в нижнюю атмосферу и на поверхность земли явилось рекордное понижение толщины термосферы, зарегистрированное во время глубокого минимума 11-12 летнего цикла солнечной активности (2008, 2009 гг.). После прохода периода минимума толщина термосферы начала постепенно восстанавливаться, но это событие сыграло свою роль в формировании климата на планете.
Таким образом, к весне-лету 2010 года накопилось достаточное количество причин для формирования климатических аномалий, которые можно было наблюдать в различных регионах Земли.
1. Hansen, J., R. Ruedy, M. Sato, and K. Lo, 2010: Global surface temperature change, Rev. Geophys., accepted.
3. Hansen, J.E., and S. Lebedeff, 1987: Global trends of measured surface air temperature. J. Geophys. Res., 92, 13345-13372, doi:10.1029/JD092iD11p13345.
4. Arneth, A., S.P. Harrison, S. Zaehle, K. Tsigaridis, S. Menon, P.J. Bartlein, J. Feichter, A. Korhola, M. Kulmala, D. O'Donnell, G. Schurgers, S. Sorvari, and T. Vesala, 2010: Terrestrial biogeochemical feedbacks in the climate system. Nature Geosci., 3, 525-532, doi:10.1038/ngeo905.
5. Puma, M.J., and B.I. Cook, 2010: Effects of irrigation on global climate during the 20th century. J. Geophys. Res., 115, D16120, doi:10.1029/2010JD014122.
На изображении показаны карты температурных аномалий за три года: 1998, 2005, 2010. По 1998 и 2005 годам приведена средняя за 12 месяцев карта температуры, для 2010 года приведена температура за первые семь месяцев. График внизу, справа показывает среднемесячную динамику температуры на Земле над поверхностью суши и океана. Справа от названия графической карты температур дано превышение температуры над средним значением базового периода (1851–1980 гг.). Интересно, что по приведённым аномальным годам наблюдается спад температуры во втором полугодии, это связано с явлениями Эль-Ниньо и Ла-Нинья. В географическом распределении температурных аномалий 2010 года, можно заметить как бы объединение аномалий за 1998 и 1995 годы, только в более контрастном виде. Ожидается, что втором полугодии 2010 года температура будет сходна с температурой наблюдавшейся в этот же период в 2005 году. Владелец изображения: Hansen, J., R. Ruedy, M. Sato, and K. Lo, 2010: Global surface temperature change, Rev. Geophys., accepted.
Среднегодовая температура за 1880 - 2010 годы
На изображение климатические, температурные наблюдения за период с 1880 по август 2010 гг. К августу месяцу 2010 года средняя температура воздуха над сушей и морем (среднее значение за первые 7 месяцев 2010 г.) достигла рекордно высокого значения (за предыдущие годы температура оценивалась как среднее за 12 месяцев). Во второй половине 2010 года ожидается менее значительное проявление положительных температурных аномалий. Владелец изображения: NASA
Солнечная активность с 1500 по 1998, movelife.ru
График средней температуры на поверхности Земли. Данные о средних температурах получены на основании анализа колец на срезах стволов деревьев, анализа срезов ледников и исторических температурных отчетов. По графику видно, что минимальные температуры наблюдались между серединой 1600 и началом 1700 гг, этот время так же называют Малый ледниковый период. Более высокочастотная составляющая соответствует хорошо известному 11 летнему циклу солнечной активности. Современные наблюдения показывают, что данные о изменении средней температуры имеет очень высокое значение корреляции с солнечной активностью. График построен по данным Массачусетского университета. Владелец изображения: MoveLife.ru
Глобальное распределение температурных аномалий в июле 2010 года
Карта глобального распределения температурных аномалий в °C. На изображении обозначены области средних за июль 2010 г. температурных аномалий, цветом, соответствующим температуре на шкале (внизу). За основу для сравнения температуры был выбран период 1951 – 1980 гг. Среднее по планете превышение температуры в июле 2010 года составило 0.55°C. На изображении видно, что значительное превышение температуры наблюдалось в: западной, крайней и дальне восточной части Евразийского континента, восточной части Северной Америки, южной и частично северной Африке, южной Австралии, юго-западной части Южной Америки. Значительное отклонение температуры от средних значений в меньшую сторону наблюдалось в: центральной части Евразийского континента, южной части Южной Америки и Австралии, восточной части Северной Америки. Отдельно стоит рассмотреть распределение температурных аномалий у берегов Антарктики. Значительное превышение средней температуры наблюдалось в части расположенной в Западном полушарии, особенно в районах Антарктического п-ова, Земли Элсуэрта (до 5°C) и окружающих их водах (море Уэдделла, море Беллинсгаузена), в Восточном полушарии, а особенно в области Земли Уилкса наблюдались пониженные значения температуры (до –3.7°C). На Антарктическом побережье, где идет процесс откола сползающих ледников, наблюдались преимущественно отрицательные температурные аномалии. Значительная положительная температурная аномалия наблюдалась в области центральной и южной части Индийского океана. В результате необычного распределения температур наблюдались области, в которых присутствовали относительно большие значения температурных градиентов, способствующих возникновению необычных для ряда регионов явлений: смерчи, ураганы. Владелец изображения: NASA
Рекордное понижение толщины термосферы
Во время глубокого минимума 11-12 летнего цикла солнечной активности (2008, 2009 гг.) произошло глобальное событие в атмосфере Земли, проявившееся в значительном снижении толщины термосферы. По данным исследований (достаточно точные наблюдения ведутся более 43 лет) раньше таких спонтанных понижений не наблюдалось. Термосфера всегда охлаждается и уменьшается в толщине, когда понижается солнечная активность, в этот раз изменение параметров превысило прогнозируемые значения в 2–3 раза. Термосфера простирается от 80–85 км до высот 900 км и выше. Термосфера – царство метеоритных потоков, полярных сияний, околоземных спутников запущенных человеком. В термосфере задерживается крайнее ультрафиолетовое (УФ) излучение (EUV) Солнца. В период высокой солнечной активности УФ излучение согревает термосферу, что приводит к повышению тепловой энергии частиц и её расширению. Температура в термосфере (как мера средней кинетической энергии) может подниматься до 1400°K и выше, в результате таких особенностей этот слой атмосферы и получил своё название. Когда солнечная активность падает, термосфера остывает и уменьшает свою толщину. Флуктуации термосферы оказывают значительное влияние на движение спутников, при расширении термосфера в результате трения может значительно притормаживать космические корабли на околоземных орбитах. По динамике изменений (или производимой корректировки для восстановления) орбит околоземных спутников определяют состояние термосферы. Расположение спутников на разных высотах, позволяет сделать послойный анализ. В 2008, 2009 году наблюдалось беспрецедентное изменение термосферы. Есть гипотеза, что на изменение толщины термосферы повлияло постоянно растущее содержание CO2 в атмосфере. Моделирование значительности влияния различных факторов на состояние термосферы позволило получить следующие результаты: изменение плотности потока УФ излучения 30%; содержание CO2 в атмосфере 10%; неизвестный фактор 60%. Группа специалистов, занимающихся изучением термосферы (Emmert, J. T., J. L. Lean, and J. M. Picone (2010), Record-low thermospheric density during the 2008 solar minimum, Geophys. Res. Lett., 37, L12102) предполагает, что произошло изменение планетарных масштабов чувствительности термосферы к УФ излучению, в результате пока неопределённых физико-химических процессов в атмосфере. На изображении обозначены: слоистая структура атмосферы Земли; графики зависимости температуры от фазы цикла солнечной активности; высотное распределение электронной плотности, атомов и молекул кислорода, молекул азота; глубина проникновения в толщу атмосферы различных видов солнечного излучения. Владелец изображения: Emmert, J. T. (NASA)
Жаркое лето 2010 года в России
Необычно жаркое лето 2010 года стало причиной многих стихийных бедствий на территории России: засухи, пожаров. На изображении показаны температурные аномалии для России на 20 – 27 июля 2010 года по сравнению со средней температурой на те же даты в период с 2000 по 2008 гг. по данным наблюдений со спутника NASA Terra. Шкала внизу показывает цветовое соответствие расхождения температуры в градусах по Цельсию. Очевидно, что значительное повышение температуры наблюдалось в восточной и особенно в западной России. В центральной России тенденция изменения температуры выражена не чётко, в северной России наблюдалось понижение средней температуры. Понижение температуры так же наблюдалось почти на всём юге Европейского континента, в центральной Азии и Дальнем Востоке. Температурные аномалии лета 2010 года имели достаточно устойчивую картину на протяжении относительно длительного периода (более 20 дней). Лето 2010 года так же отмечено достаточно высокой солнечной активностью набирающей свою силу в 11-12 летнем цикле, после минимума пришедшегося на 2008 – 2009 гг. Владелец изображения: NASA Terra
Угарный газ над Россией, август 2010
Последствия пожаров в центральной части западной России высокое содержание оксида углерода (угарного газа) в атмосфере. Изображение получено на основании снимков-спектрограмм сделанных со спутника NASA Terra (по данным зарегистрированным с 1 по 8 августа 2010). Области с самым высоким уровенем концентрации моноксида углерода отображёны красным цветом, в то время как области с более низким уровнем концентрации отображены желтыми и оранжевыми цветами Серым цветом обозначены регионы в которых содержание оксида углерода не определено из-за облачности. Измерения производились для высот от двух до восьми километров над поверхностью Земли. В Москве концентрация оксида углерода превысила обычное для этого региона значение примерно в 6 раз. Содержащиеся в крови эритроциты связывают оксид углерода легче, чем кислород, это привод к нарушению метаболических процессов в организме. Особенно чувствительны к дефициту кислорода клетки нервной системы. Внизу изображения приведена шкала цветового соответствия в единицах ppbv (part per billion – 1/109 частиц). Владелец изображения: NASA Terra
Глобальные температурные аномалии
Визуализация данных наблюдения за средней температурой с 1881 по 2009 год, института Института космических исследований Годдарда (NASA Goddard Institute for Space Studies (GISS)). Температура усреднена по пятилетним интервалам. Желтые и красные оттенки указывают области повышения, синие – области понижения температур. Районы наиболее сильных потеплений выделены красным, области наиболее сильных похолоданий выделены темно-синим цветом. Исследователи института GISS утверждают, что 2009 год был самым теплым на планете за последние 130 лет, средняя температура Южного полушария была на 0,57°C выше, чем средняя температура за период 1951 – 1980 гг. Но надо учитывать, что период 130 лет для формирования глобальных климатических оценок недостаточен. Изменения климата процесс, происходящий постоянно т.к. планета Земля часть динамично развивающейся Солнечной системы. При этом в изменении климата наблюдаются короткопериодические процессы (длительность которых измеряется десятилетиями, столетиями и даже тысячелетиями) и длиннопериодические процессы с периодом в десятки, сотни тысячелетий и миллионы лет. Владелец: NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам. Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+
