Содержание
Содержание......................................................................2
Введение........................................................................4
Глава 1. Обзор литературы, материалов и методов по проблеме изменений климата на
Европейском Севере (ЕС)........................................................9
1.1. Характеристика района исследования........................................9
1.2. Основные понятия.........................................................12
1.3. Об изменениях климата по метеорологическим данным........................13
1.4. Взаимосвязи между отдельными природными характеристиками и реконструкции климата...................................................................15
1.5. Изучение климата по косвенным показателям................................19
1.5.1. Исследования климата по геотермическим данным..........................19
1.5.2. Исследования климата по данным о приросте деревьев.....................22
1.6. Математическое моделирование климатических процессов.....................27
1.7. Основные выводы..........................................................35
Глава 2. Климат Европейского Севера (ЕС)......................................37
2.1. Результаты обработки данных по температурам воздуха для Европейского Севера России (ЕСР).............................................................37
2.2. Результаты обработки данных но температурам почвы и грунта под естественным покровом для арктических станций ЕСР 45
2.3. Результаты обработки данных по количеству атмосферных осадков для
ЕСР.......................................................................... 45
2.4. Региональные особенности климатических характеристик для ЕС............53
2.5. Основные выводы........................................................58
Глава 3. Реконструкции климата по косвенным данным............................61
3.1. Реконструкция климата по геотермическим данным.........................61
3.1.1. Характеристика исходных материалов.....................................61
3.1.2. Интерпретация геотермических данных....................................63
3.1.3. Результаты климатической инверсии геотермических данных................65
3.2. Реконструкция климата по дендрохронологическим данным..................67
3.2.1. Характеристика исходных материалов.....................................68
3.2.2. Анализ изменчивости состояния окружающей природной среды для района
Белого моря.......................................................................................................69
3.2.3. Влияние климатических факторов на динамику прироста сосны в районе
Белого моря........................................................................................................76
3.2.4. Результаты реконструкции климата по дендрохронологическим данным..........................................81
3.3. Пространственно-временная динамика экосистем ЕСР............................................................81
3.4. Результаты комплексного анализа процессов в различных природных.средах 81
Глава 4. Проблемы охраны природы на ЕС в условиях современных изменений климата.................................................................................................................84
Заключение.
Литература..
Приложения
.93
.99
112
13
стический ансамбль - множество, описанное с помощью статистических характеристик (средняя, дисперсия, корреляционная функция и т.д.). Под климатической системой принято понимать атмосферу, гидросферу, литосферу, криосферу и биосферу.
Понятие «климат» включает временные масштабы изменчивости характеристик климата. Одна из классификаций масштабов изменчивости (Груза, Ранькова, 1983):
1.) Короткопсриоднмс колебания или погода (от долей секунд до часов);
2.) Климатическая изменчивость или внутриклиматические колебания или флуктуации климата (от нескольких недель до нескольких десятилетий);
3.) Изменения или вариации климата (более нескольких десятилетий).
Одной из первых задач в данном вопросе является введение понятия «климат», отвечающего проводимым нами исследованиям. Мы предлагаем дать следующее определение. Климат - это изменчивость в совокупности некоторых параметров климатической системы: давление, температура, развитие растений и т.д., характеризующих планету Земля в течение некоторого промежутка времени. В отношении временного масштаба мы принимаем терминологию классификации изменчивости характеристик климата, приведенную выше.
Введем также используемое нами в работе понятие «компонент природный». Мы сохраняем определение, предложенное Н.Ф. Рсймерсом (1990). Компонент природный - материальные тела, участвующие в формировании ландшафтов в своем природном или измененном человеком состоянии. Компонент природный включает в себя: горные породы, воздух, поверхностные п подземные воды, почвы, растительность, животный мир.
1.3. Об изменениях климата по метеорологическим данным
Прямыми индикаторами изменения климата служат многолетние ряды значений температуры воздуха.
Наиболее длинный ряд (средних месячных температур в Центральной Англии) опубликован G. Manley (1953, 1974). Он охватывает 315 лет (1659 - 1974). Вторым по важности индикатором изменений климата являются ряды значений количества осадков. Для Англии ряд сумм осадков за 226 лет (1766 - 1991) опубликован P.D. Jones, T.M.L. Wigley, J.M. Gregory в 1994 году. Рассчитанные статистические показатели в статьях A.C. Монина, Ю.А. Шишкова (1998) показали, что средние годовые темпера-
14
туры в «малом ледниковом периоде» (с 1570 года и по настоящее время) следовали линейному тренду возрастания около 0,6 °С/100 лет (прерванному тремя глубокими минимумами в XIX веке). Аналогично вели себя температуры холодного и теплого полугодий: холодного с чуть более быстрым, а теплого с заметно более медленным линейным трендом возрастания. Суммы осадков холодного полугодия возрастали, а теплого полугодия убывали. Анализ изменчивости спектров температуры воздуха и осадков во времени показал следующие результаты. Дисперсия ряда температур менялась почти вдвое, так что долгопериодная часть колебаний в течение малого ледникового периода уменьшалась, а короткопериодная увеличивалась. В качестве главной причины этого называют изменение термохалинной циркуляции. На спектрах температуры хорошо выражены максимумы с периодом около 25 лет. Спектральный анализ ряда осадков дал несколько иные количественные результаты. Спектр этого ряда более хаотичен п более высокочастотен, чем у ряда температурных значений.
Показателен статистический анализ двухсотлетнего ряда среднегодовых температур воздуха, опубликованный А.II. Любарским (Любарский, 1978) по данным длиннорядных станций (1752 - 1976): Берлин, Копенгаген, Осло, Тронхейм, Берген, Эдинбург, Санкт-Петербург. Установлены основные закономерности наблюдаемых изменений, их квазициклический характер с периодами 162; 76; 23; 14; 8; 5,5; 2-3 года.
Краткий обзор литературы показывает, что для зарубежной Северной Европы 1930-е годы были самым теплым периодом (по данным метеорологических наблюдений за температурой воздуха). В Финляндии (Hcino, 1994), в Норвегии (Aune, 1994, Mook, 1994), в Швеции (Alexandersson and Eriksson, 1989), на Шпицбергене (Nordli, 1995), также на ЕС? (Gruza, Rankova, Rocheva, 1994) и по данным метеостанций Архангельск, Нарьян-Мар (Шварцман и др., 1997) 30-е годы были самым теп л гам периодом за время метеорологических наблюдений. На севере Западной Сибири теплый период с 1910 по 1930 гг., а затем последовало понижение температуры воздуха. После 1970 года отмечено се повышение во многих регионах, по меньшее, чем в 1930-х годах. По станции Тромсо в Северной Норвегии понижение температур воздуха после максимально высоких в 1930 - 1945 годах продолжается до 1989 года (Mook, 1994). Наблюдения на метеостанции Барроу в арктической зоне Аляски показывают отсутствие заметного потепления за 1921 - 1992 гг. (Nelson, Lachcnbruch et. al., 1993). Од-
- Київ+380960830922