Продолжение, начало в No 3
В предыдущей статье были рассмотрены сверхдолгосрочные прогнозы уровня Каспийского моря как интегрального показателя климата европейской России.
Уровня западносибирского озера Чаны, прогноз на 2004–2023 годы речного притока в озеро Байкал. Прогнозы были рассчитаны по математическим моделям связей этих многолетних гидрологических рядов с комплексом космических (астрономических) факторов. К настоящему времени прогнозы, ранее опубликованные в научных изданиях, оправдались, что можно считать доказательством правильности заложенной в их основу идеи детерминированных, то есть закономерно обусловленных космо‐климатических связей.
Учитывая непреходящую актуальность климатической проблемы, предлагаю вниманию читателей ещё ряд космо‐климатических моделей. В сентябре 2003 года на Всемирной конференции по изменению климата, проходившей в Москве, была представлена математическая модель многовековой изменчивости температурного фона в Центральной Англии с прогнозом на 90 лет. Модель была рассчитана по самому длинному ряду инструментальных наблюдений за температурой воздуха, с 1659 года, который показан на графике в виде интегральной кривой. Эта кривая получена в результате последовательного суммирования ежегодных отклонений среднегодовых температур от среднемноголетнего показателя (климатической нормы). Падения значений этой кривой отражают фазы похолодания, а подъёмы – фазы потепления.
Циклические параметры модели в годах
22,34 |
24,40 |
25,67 |
28,75 |
29,45 |
34,68 |
59,57 |
71,00 |
90,00 |
111,00 |
191,00 |
360,00 |
Интегральная кривая, отмеченная на графике чёрным цветом, представлена математически в виде суммы синусоид, которые отражают влияние на ход атмосферных процессов и температурных изменений в Англии комплекса циклических факторов в их резонансных сочетаниях. Данная модель продолжена в прошлое до 1209 года и в будущее до 2090 года. Циклические параметры модели, приведённые в таблице, отражают действие на атмосферу приливообразующих сил Луны, Солнца и планет, которое проявляется через динамику центров действия атмосферы – азорского максимума атмосферного давления и исландского минимума. Дыхание азорского антициклона приносит в северные широты тепло, а углубление исландской депрессии – прохладу и осадки. Однако определяющее влияние на климат Англии и Западной Европы оказывает тёплое течение Гольфстрим.
Проверка гипотезы приливообразования в атмосфере от действия названных выше астрономических факторов проводилась в конце 80‐х годов. Тогда по заказу Главной геофизической обсерватории имени А.И.Воейкова – головного института страны по прогнозированию климата – мной проводилась оценка влияния возможных изменений климата на сельское хозяйство СССР.Для анализа прошлых климатических изменений были предоставлены архивы карт аномалий среднемесячных температур и осадков по данным с 1881 года всех метеостанций Северного полушария, и также Тысячелетняя летопись необычайных явлений природы, составленная Евгением Пантелеймоновичем Борисенковым и Василием Михайловичем Пасецким. На карты аномалий температур и осадков из векового архива накладывались рассчитанные по специальным программам геоцентрические проекции планет Солнечной системы и параметров орбиты Луны – линии узлов, движущейся по годовому кругу с периодом 18,6 года в западном направлении, и большой полуоси (апсиды) лунной орбиты, движущейся с периодом 8,85 года к востоку, согласно вращению Земли.
Выводы проведённого анализа заключались в том, что гребни стоячих волн от совместного действия долгопериодных компонент приливов от Луны и планет‐гигантов – Юпитера (период 11,86 года), Сатурна (29,45 года), Урана (84 года), Нептуна (164 года) – вызывают в меридианных «каналах» атмосферы стационарные антициклоны, засуху, маловодье на реках и озёрах, а узлы и воронки волн, отстоящие от гребней по долготе Земли на 22,5° и 45° – циклоны, повышенные осадки, наводнения. При этом действие планет на атмосферу и океаническую гидросферу проявляется через динамику центра масс Солнечной системы, процессы солнечной активности и межпланетного поля. Поэтому рассчитанные фоновые модели климатических фаз в Англии и многовековой динамики солнечной активности были в принципе согласованы.
Достоверность модели изменчивости температур в Англии можно проверить сравнением данных её ретроспективного отрезка (ранее 1659 года) и фактических сведений об аномалиях климата, взятых из летописных источников. На ретроспективном отрезке мы видим фазу интенсивного похолодания в 1310–1340‐е годы и последующие фазы стабилизации, похолодания и потепления климата. Судя по летописям, в 1310‐х годах Западная Европа действительно пережила экологическую катастрофу. В Англии с осени 1313 года стал формироваться устойчивый снежный покров, и с зимы 1314–1315 годов начались сильные морозы, чего здесь не было с середины IX века. Это привело к гибели нескольких урожаев и вымерзанию фруктовых садов. В русских землях была отмечена череда «дождливых лет» XIV века. Следствием первой фазы похолодания в «малом ледниковом периоде» стал массовый голод в Западной Европе. В середине XIV века было относительное потепление, однако температуры предшествовавшего климатического оптимума не были восстановлены, и снежные зимы стали обычным явлением. В Гренландии, название которой означает «зелёная земля», наступала вечная мерзлота, усиливалась ледовитость северных морей, и фактически прекратились морские походы викингов.
В «межледниковой фазе» XVI века в Европе было зафиксировано повышение среднегодовых температур, возможно, это было связано с некоторым ускорением течения Гольфстрима. В летописях упоминаются факты «бесснежных зим». На фоне стабилизации температурного фона в 1600 году произошло сильное извержение вулкана в Южной Америке, ставшее, вероятно, причиной крупной отрицательной аномалии температур из‐за запыления атмосферы. Это особенно негативно проявилось во внутриконтинентальной России и вызвало «великий голод» 1601–1603 годов и Смуту.
По фактическим данным интегральной кривой годовых температур в Англии можно видеть, что вторая половина XVII века стала наиболее холодной фазой малого ледникового периода. Повышалась ледовитость северных морей, замерзали реки Темза и Дунай, пролив Босфор, а зимой 1708–1709 годов у берегов замёрзло Адриатическое море. Волны похолодания превалировали над короткими тёплыми фазами до конца XIX века, и к 1930‐м годам наметилась фаза устойчивого потепления.
Согласно прогнозному отрезку модели интегральной кривой, к концу 20‐х годов текущего века должны проявиться фазы стабилизации температурного фона и последующего спада в 30–40‐е годы, примерно до уровня 1990‐х годов. Похолодание возможно в основном за счёт нескольких суровых зим, однако должно быть более мягким, чем в предшествующие холодные фазы малого ледникового периода.
Английский ряд хорошо коррелирует с изменением температур по большинству метеостанций Северного полушария, и его можно принять в качестве температурного «репера». Переход к общему потеплению климата на планете отражается и в уровне Мирового океана. С 1900 по 1950 год уровень повышался со средней скоростью 1,2 миллиметра в год, и общее повышение к настоящему времени составляет 17 сантиметров.
В начале 70‐х годов при подготовке к экзамену по английскому языку я переводил книгу «Доклады НьюЙоркской академии наук» 1960 года издания и обратил внимание на график уровня Мирового океана за последние 10 тысяч лет, опубликованный Родсом Фейрбриджем. Данные этого графика позволяют ответить на вопросы палеоклиматологии и археологии. Так, археологи при исследованиях на глубинах 30–40 метров обнаружили в прибрежных районах Индии, Японии, Центральной Америки, атлантического побережья Европы множество артефактов, свидетельствующих о затоплении суши. Очевидно, это затопление происходило в результате подъёма уровня Мирового океана в процессе таяния материковых льдов.
Около 5,5 тысячи лет назад уровень Мирового океана был уже несколько выше современного. В результате затапливались прибрежные низменности, устья рек, и в ходе последующего спада прибрежные мелководья вновь осушались. Далее было три подъёма и два спада уровня с переходом к относительной стабилизации в последнем тысячелетии. Климат особенно ухудшался в Римскую эпоху, когда уровень понизился на два метра и произошли подвижки ледников в Альпах. Следующее потепление совпадало с затоплением портов Средиземноморья, и на южных берегах Северного моря сооружались земляные дамбы. В позднем Средневековье в Европе с морозами и снежными зимами были незначительные спады уровня морей.
Колебания уровня Мирового океана в послеледниковое время.
Что же происходило с климатом в течение 10 тысяч лет в континентальной Сибири? Для ответа на этот вопрос приведу палеоклиматическую реконструкцию по данным 11‐метрового торфяного разреза на Васюганском болоте в Западной Сибири. Исходные данные мне предоставил доктор наук Александр Иванович Сысо, и они показаны на следующем графике. При этом Александр Иванович сообщил, что 9,5 тысячи лет назад на месте самого крупного на планете Васюганского болота были чернозёмные почвы. Это был первый климатический оптимум голоцена (современного межледниковья). Следующие фазы похолодания и потепления были связаны с ослаблением либо усилением потоков воздуха, приносивших лёгкие частицы бора из тёплых степей. Эти процессы отражены в изменениях соотношения микроэлементов бора и тяжёлого галлия, взятого для сравнения.
Примерно 9 тысяч лет назад в Сибири произошло резкое похолодание, и в течение последующих 2,5 тысячи лет климатические условия были сопоставимы с условиями малого ледникового периода. Около 6,5–6 тысяч лет назад отмечается следующий климатический оптимум, который сменился резким похолоданием около 5,5 тысячи лет назад. Далее до начала новой эры была серия затухающих колебаний 360‐летнего ранга. Затем вновь пришло потепление, и с IХ века наметилась фаза похолодания вплоть до начала ХХ века.
Изменение соотношения микроэлементов бора и галлия в Васюганской колонке торфа
Фоновая модель, показанная на графике малиновым цветом, представляет собой функцию из суммы циклических компонент продолжительностью 11600, 4620, 3810, 2500, 2090, 1630, 1030 лет. В этих компонентах отражены резонансные сочетания длительных циклов планет‐гигантов и Луны, определяющих и циклы миграции Северного и Южного геомагнитных полюсов продолжительностью соответственно 4620 и 3810 лет.
Далее перейдём к астрономической интерпретации аномалий глобального климата в течение геологической эпохи плейстоцена. В 1939 году была опубликована книга югославского учёного Милутина Миланковича об астрономической теории колебаний климата, где в качестве факторов крупных климатических изменений рассматривались 26‐тысячелетний цикл прецессии орбиты Земли, 21‐тысячелетний цикл обращения линии афелияперигелия Земли по эллиптической орбите, 40‐тысячелетний цикл изменения угла наклона земного экватора к эклиптике (плоскости обращения Земли вокруг Солнца) и 111‐тысячелетний цикл изменения эксцентриситета земной орбиты. Теория Миланковича основывалась на оценке изменений притока солнечной радиации от действия названных факторов на несимметричные относительно друг друга континенты Северного и Южного полушарий Земли. Однако с помощью этого механизма можно объяснить только часть амплитуды температур в климатических циклах плейстоцена, и совершенно непонятны резкие подъёмы температур при переходе к фазам межледниковий, в частности современному голоцену.
I – реконструкция температур на фоне изменения: угла наклона экватора к эклиптике (II) и эксцентриситета земной орбиты (III) Астрономическая интерпретация климатических фаз верхнего плейстоцена по антарктическому индикатору.
На рисунке показаны изменения температур в Антарктиде от 420 тысяч лет назад. Шкала температур была определена исследователями по соотношению изотопов кислорода в годичных слоях ледников.
В моём исследовании подтверждается, что изменения глобального климата на планете в течение сотен тысяч лет были связаны с названными выше астрономическими факторами. Только главная причина климатических изменений связана с механизмом каналового приливообразования в атмосфере от действия прецессионного и апсидного факторов, индексируемых взаимным положением на Земле проекций меридианов весеннего и осеннего равноденствий, афелияиперигелия Земли.
На приведённых картах показаны проекции меридианов весеннего равноденствия (МВР) и афелия земной орбиты (Аз) в характерные климатические фазы последних 30 тысяч лет. Проекции Аз обращаются по ходу вращения Земли с периодом 21 тысяча лет, а проекции МВР движутся в противоположном направлении, с востока на запад, с периодом 26 тысяч лет. При этом проекции МВР и Аз рассчитываются относительно жёстко фиксированного положения на нулевом Гринвичском меридиане в весеннее равноденствие 1950 года. Если геоцентрическая долгота МВР в 1950 году соответствовала 0°, то к 2024 году она находилась на 0,89° западной долготы, а долгота афелия Земли Аз переместилась от 102,2° до 103,2° восточной долготы.
На картах также отмечены проекции и времена соединений Юпитера и Сатурна (J-S) в тысячах лет назад и фазы тепла и холода в Васюганье в течение голоцена.
Факторы каналового приливообразования в атмосфере и океанической гидросфере, обусловленные взаимным положением меридианов весеннего равноденствия МВР и афелия Земли Аз, позволяют объяснить полную амплитуду колебаний температур на полюсах Земли в климатические эпохи плейстоцена (12–14 °C). Стоячие волны в меридианных «каналах» атмосферы от этих факторов модулируются 111‐тысячелетним циклом эксцентриситета земной орбиты. В результате одним положениям приливообразующих факторов соответствует устойчивый перенос тепла воздушными и океаническими течениями на север; а другие положения усиливают полярные антициклоны с отрогами в местах оледенения.
Более мелкие вариации климата объясняются миграцией геомагнитных полюсов, действием циклических факторов межпланетного поля и лунно‐солнечных приливов. При этом можно отметить любопытную аналогию в механизмах приливообразования, обусловленных прецессионным солнечным 26‐тысячелетним и апсидным земным 21‐тысячелетним периодами, с одной стороны, и лунными – прецессионным 18,6‐летним и апсидным 8,85‐летним периодами, с другой. При этом временные масштабы различаются на три порядка.
Интерпретация холодных фаз (т. л.н.) по взаимному положению меридианов весеннего равноденствия МВР и афелия земной орбиты Аз.
Интерпретация тёплых фаз (т. л.н.) по взаимному положению меридианов весеннего равноденствия МВР и афелия земной орбиты Аз.
В секторах, отмеченных на картах жёлтым и фиолетовым цветами, наблюдаются наибольшие эффекты от каналовых приливов в атмосфере и океане, выраженные в максимальных похолоданиях либо потеплениях в указанные тысячи лет назад (т. л.н.) Эти секторы охватывают наибольшую площадь суши и океана. В них происходит наибольший теплообмен воздушных и водных масс.
Следует отметить резонансные положения проекций МВР и Аз около 20,6 и 14,8 тысячи лет назад, то есть в максимуме валдайского оледенения и начале перехода к голоцену. В первом случае внешние воздействия способствовали максимальному выносу холода на западную часть Евразии. Максимум уровня Каспийского моря отмечался 23,5 тысячи лет назад, а около 14,8; 4,7 и 3,3 тысячи лет назад уровень этого индикатора климата европейской России опускался до минимальных отметок.
Около 11 тысяч лет назад наступало межледниковье, в течение которого амплитуда колебаний температур на полюсах Земли была в пределах 3–4°C. В Сибирском регионе максимальное тепло голоцена около 9 тысяч лет назад сменилось резким похолоданием. В африканской Сахаре в эти времена были леса и луга.
В предыдущих моих статьях в журнале «Наука и Религия» говорилось о важной роли климатических изменений в развитии человечества, особенно Северной ойкумены. Приведённая информация помогает объяснить события, связанные с окончанием последнего ледникового периода, которые оставили следы в древнейших культурных памятниках. Упоминания о «Великом потопе» встречаются в шумерских, греческих мифах и других преданиях. Около 8 тысяч лет назад из‐за похолодания из Сибири были исходы людей в сторону Северного Китая, давшие начало событию, которое отражено в древнем календаре от Сотворения (заключения) мира. На юге Сибири зарождались Афанасьевская, Андроновская и другие культуры, и отсюда начинались великие переселения народов, связанные с изменениями климата. Данную тематику я надеюсь продолжить в дальнейшем.
Владимир ПОНЬКО, руководитель Центра геокосмического мониторинга