За 8 тыс. лет до н.в. и прогноз на 12 тыс. лет вперед

Реконструкция температурных аномалий

Интервал времени равный последним 10 тыс. лет назван голоценом (Нейштадт, 1957).

При палеотемпературной реконструкции за 10 тыс. лет обязательным являлось выполнение условия: наибольшее потепление климата было 4 тыс. лет назад. Под эту дату соответственно подбирались углы сдвига фаз гармонических колебаний, которые были вызваны солнечной активностью с периодами: 660, 330, 165 лет. Восстановление палеотемпературных аномалий за период голоцена проводилось в масштабе времени 1:100 (рис. 8.3.6).

Из рис. 8.3.6 следует, что в течение 10 тыс. лет в климате планеты происходили довольно значительные колебания, которые не могли не сказаться на эволюции растительных комплексов. В развитии природной среды не было резких скачков в ту, либо в другую сторону.

1,6 1,4 ср -1,4 -1,6 -2,0

Рис. 8.3.6. Реконструкция температурных аномалий за 8 тыс. лет до н.в. и прогноз на 12 тыс. лет.

На общем фоне похолодания в течение 14200-9800 лет назад имели место более мелкие фазы потепления и похолодания. Среди них проявились три фазы тепла: 13300-12900, 12100-11700, 10900-10500 лет назад, которые разделены фазами похолодания. Из этой серии последняя фаза тепла (10900-10500 лет назад) названа «половецкой» фазой потепления, а последняя фаза холодного периода (10 000-9 500 лет назад) – «переславской» фазой похолодания (М.А. Хотинский, 1971). Вслед за переславской фазой похолодания на фоне неоднократно происходивших колебаний климата четко наметились тенденции роста температур.

Как для северо-западных и центральных районов Русской равнины, так и для южной материковой части Дальнего Востока, Сахалина и Японии бореальный период был началом миграции широколиственных пород в северном направлении. Это объясняется тем, что в районах Русской равнины широкому распространению широколиственных пород препятствовали периодически повторяющие засушливые условия, а на Сахалине и в Японии муссонный климат обеспечивал достаточное количество влаги для роста и развития широколиственных пород, что благоприятно сказывалось на их расселении.

На севере Западной Сибири, в Забайкалье и Якутии бореальный период отмечен максимальным развитием темнохвойной еловой тайги. К этому времени относится значительное продвижение древесных пород в зону современной тундры.

В течение бореального периода на общем фоне увеличения тепла были три ярких фазы потепления 9600-9400, 8500-8200, 7300-7000 лет назад. К этим периодам относится максимальная миграция лесной растительности к северу.

Три фазы потепления климата и понижение уровня Мирового океана 10000-7000 лет назад создавали благоприятные условия для формирования абразионно-аккумулятивных и аккумулятивных форм рельефа побережий: террас, береговых валов и пересыпей, а также способствовали формированию лагунных озер и озерному осадконакоплению. На это обратил внимание Л.С. Говруха (1968) при изучении древних береговых линий и мощности озерного осадконакопления земли Франца Иосифа и Новой земли.

Атлантический период отмечен значительным сдвигом природных зон умеренных широт в северном направлении. Судя по палеотемпературной реконструкции, он продолжался 1300 лет (от 6800 до 5500 лет назад).

В северной части Евразии смещение границ между лесом и тундрой в северном направлении достигло, по оценке различных авторов, от 200 до 400 км. Об этом свидетельствуют не только палинологические данные, но и многочисленные находки в торфяниках ныне безлесных тундр, микроостатков древесных пород, трав и мхов, ареалы которых расположены сейчас значительно южнее (Сукачев, 1972; М.И. Нейштадт, 1957 и др.).

Широколиственные леса наибольшее развитие получают не только на Русской равнине. На Среднем Урале и в юго-западном секторе Западно-Сибирской низменности распространяются вяз и липа. В северной половине Западной Сибири отмечается преобладание темнохвойных еловых лесов. В Восточной Сибири атлантический период содействовал укреплению роли древесной растительности. В южной части Дальнего Востока – расширению ареала дуба монгольского, липы, вяза, клена и других термофильных пород.

Суббореальннй период являлся продолжением атлантического теплого периода, в котором наметилась тенденция к похолоданию. Он охватывает период 5300-2500 лет назад. В течение этого периода на фоне похолодания было три фазы яркого потепления:4900-4600, 3800-3400, 2500-2200, и три похолодания: 5300-4900, 4600-3800, 3400-2500 лет назад.

В фазы похолодания 5300-4900 и 4600-3800 лет назад на Русской равнине и на Урале произошло более или менее одновременное уменьшение роли вяза и состава широколиственных пород.

Следы похолодания суббореального периода отмечены на Русской равнине и на Урале, в Западной Сибири, на Камчатке, а также за пределами России – Швеции, Японии, на Аляске, в Чили и других районах.

Наиболее ярко тенденция похолодания суббореального периода прослеживается на севере Якутии (низовья рек Яны и Индигирки), где около 4500-4700 лет назад произошел значительный сдвиг к югу границ ареалов ели, березы, лиственницы.

На Камчатке и Сахалине пыльцевые спектры суббореального времени указывают на снижение границы леса в горах и широкое распространение холодостойких кустарниковых формаций подгольцового пояса. Приведенные данные свидетельствуют о синхронной реакции растительности на глобальные изменения климата.

Субатлантический период, начавшийся в 300 году до н.э. продолжается и в настоящее время. Он характеризуется низкими температурами в начале этого периода (300 г. до н.э. - 500 г. н.в.) и тенденцией постепенного потепления, которая продолжается и в настоящее время. С похолоданием в начале субатлантического периода связано формирование устойчивых льдов в Арктике и Антарктике, а с потеплением – их деградация и неустойчивое состояние.

Реконструкция температурных аномалий

за период от 0 до 2000 года (поздний голоцен).

Восстановление температурных изменений в течение последних 2000 лет производилось в масштабе 1:100. При палеотемпературной реконструкции за 10 тыс. лет обязательным являлось выполнение условия: наибольшее похолодание климата произошло в V – VII веках нашего времени с кульминацией в 520 году.

Под эту дату соответственно подбирались углы сдвига фаз гармонических колебаний, которые были вызваны солнечной активностью с периодами: 89, 45, 22 года.

С этим похолоданием связано увеличение массы дрейфующих льдов, выносимых в северную часть Атлантического океана полярными течениями.

2,4 2,2 2,0 ср -2,0 -2,2 -2,4

  Рис. 8.3.7. Реконструкция температурных аномалий за 2 тыс. лет н.в. и прогноз на 2 тыс. лет.; 1- температурные аномалии приземных слоев атмосферы в °С.   Из рисунка 8.3.7. следует, что после ярчайшего потепления, которое имело место в середине голоцена (4 тыс. лет назад) наступил период позднего голоцена, который характеризовался понижением температур и увеличением влажности воздуха.

К началу нашей эры установился довольно прохладный климат. Однако уже в конце первого столетия отмечалось заметное потепление, сменившееся в 200-250 г. н.в. похолоданием. Период 250-380 годов был значительно теплее предыдущего, но не продолжителен по времени. В 300 годах н.в. наступает похолодание, длившееся почти 300 лет (до 600 г. н.в.) с кульминацией в 520 году. В эти годы в Арктике создаются благоприятные условия для формирования и развития устойчивых сплошных льдов.

К периоду потепления 600-1100 годам относится открытие норманами Исландии (860 г. н.э.) и начало ее колонизации (870 г. н.э.). С начала колонизации до 1000 года климат был более мягким, чем в период 1000-1200 годов. Похолодание в Х-ХII веках вызвало резкую миграцию норманов с Гренландии на материк. Потепление, последовавшее в XII-ХШ веках, приостановило миграцию норманов на материк, которая усилилась в ХIV и ХV веках в связи с новым похолоданием. «К середине ХIV в. из-за резко изменившегося климата население острова Гренландия перестало заниматься земледелием и скотоводством...» (К.Г. Тишинский, 1966).

Тяжелая ледниковая обстановка у берегов нарушило морскую связь между норвежскими колониями и Скандинавией. Сопутствовавшее этому массовое нашествие эскимосов, перемещавшихся вслед за тюленями на юг, привело в ХIV веке к полной гибели нормандских поселений в Гренландии (последний корабль из Гренландии пришел в 1410 году).

О потеплении в XII - ХШ столетиях и о похолодании в ХIV в. свидетельствуют материалы, собранные Э. Ле Руа Ладюри (1971) о развитии виноградарства в Англии: его расцвете в ХII-ХIII в.в. и упадке в ХIV в. В 1500-1650 годах отмечалось потепление климата. По мнению шведского ученого Г. Уттерстрема (1955), конец ХV (после 1460 г.) и первая половина ХVI столетия были гораздо с более мягким климатом, чем предыдущий период. «... затем около 60-х годов ХVI века начался новый период похолодания и бедствий, захвативший и ХVII столетие..»(Э. Ле Руа Ладюри, 1971).

В заключении следует отметить особенность и преимущество метода, разработанного нами по палеотемпературной реконструкции, в отличие от существующих методов. Они заключаются в том, что метод позволяет рассматривать колебания климата на разных временных интервалах и прогнозировать возможные изменения в отдаленном будущем, в то время как другими методами этого сделать невозможно. Приведенный расчет температурных аномалий для широт 40-50° с использованием периодов ритмичных воздействий не является абсолютным. Расчеты могут уточняться по мере поступления новой информации.

Природа как объект изучения естествознания сложна и многообразна в своих проявлениях. Она непрерывно меняется и находится в состоянии постоянного эволюционного развития. Круг знаний о ней расширяется и дает жизнь новым идеям, новым естественнонаучным концепциям, которые формируют фундамент в развитии науки.

Совершенствуются и философские концепции в развитии естественных наук. Расширяются горизонты изучения космоса. Космология Вселенную рассматривает не как отдельные процессы связанные с возникновением звезд, а как единое целое в системе Галактики и Метагалактики. Большое внимание уделяется цикличности и ритмики процессов во Вселенной. Изучение ритмичности позволяет оценить суперпозиционное воздействие Галактики и солнечной системы на геомагнитное поле Земли и последствия связанные с геомагнитными возмущениями. Нами на примере реконструкции температурных аномалий приземных слоев атмосферы рассмотрена возможность использования галактических, солнечных ритмов на изменчивость климата планеты (в разных временных масштабах). Чем крупнее временной масштаб, тем появляется большая возможность в рассмотрении вопроса о тенденции климатической изменчивости на планете в будущем.

Мы не пытались восстановить температуру планеты в абсолютных значениях за прошлые геологические эпохи. Для нас важнейшей задачей было восстановить температурные аномалии во временном аспекте и разработать метод, позволяющий рассчитывать прогноз температурной изменчивости для широт 40-50° северной широты.

Изменение климата имеет существенное значение для хозяйственной деятельности человека. Перспективы выяснения вопроса о механизме изменения климата расширяются в связи с быстрым развитием в последние годы нового раздела науки о климате – физической климатологии, которая широко использует для изучения климатических условий методы теоретической и экспериментальной метеорологии.

Проведенные исследования расширяют наши представления о возможности палеоклиматической реконструкции и составлении долгосрочных и сверхдолгосрочных изменениях климата. Зная природную составляющую и антропогенное влияние на изменение климата можно с большей заблаговременностью предвидеть изменение климата и видоизменять свою хозяйственную деятельность.

Тестовые задания к главе 8.

1.Какие факторы влияют на изменение климата Земли:

1) астрономические (экзогенные);

2) геологические (эндогенные) и антропогенные (экологические);

3) все выше перечисленные.

2.Роль антропогенных факторов в изменение климата Земли:

1) вызывают глобальное потепление;

2) не вызывают глобального потепления;

3) действуют локально в пределах городов.

3.Роль геологических факторов (извержения вулканов и горообразования) в изменение климата Земли:

1) вызывают парниковый эффект и ослабляют воздействие солнечной радиации;

2) сглаживают температурный режим морского и континентального климатов;

3) все выше перечисленное.

4.Как влияют астрономические факторы на изменение климата Земли:

1) суперпозиционно.

2) ритмично;

3) аритмично;

5. Какие процессы формируют в обоих полушариях Земли «Критические параллели» (на широтах, 35°15`22``)

1) импульсное прохождение через тело планеты электромагнитных и гравитационных волн космического пространства;

2) процессы деформации, растяжения и сжатия литосферы;

3) изменение скорости вращения Земли.

Глава 9

АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ БИОСФЕРЫ

Воздействие хозяйственной деятельности человека на природную среду биосферы: климат, почву, растительный и животный мир. Антропогенные воздействия на микроклимат городской и сельской местности. Антропогенные воздействия на глобальный климат планеты.

Во второй половине ХХ века сотрудниками главной геофизической обсерватории Гидрометеослужбы СССР выполнена уникальная работа по изучению современного климата Земли (Е.С.Рубинштейн, Л.Г. Полозова, 1966). Их исследования показали, что наибольшие колебания температуры воздуха на планете проявляются в основном в высоких широтах, где антропогенные воздействия на климат минимальные. В ходе температурных колебаний ими отмечена ритмичность: 10, 35, 50, 80 лет. В северном полушарии в годовом аспекте наибольшие колебания температур зафиксированы в зимние месяцы (ноябрь-март), а в южном – в летние месяцы. На рис. 9.1, 9.2 приводятся скользящие 10-летние средние температуры по ряду пунктов северного и южного полушарий.

Рис. 9.1. Скользящие 10-летние средние температурил. Год. Северное полушарие.

Из графиков скользящих десятилетних средних температур воздуха по основным станциям следует достаточно четко выраженные общие черты в многолетнем ходе температуры на станциях удаленных друг от друга на тысячи километров. Общепланетарный характер проявляется в синхронности и асинхронности климатической изменчивости температур воздуха на планете.

Рис. 9.2. Скользящие 10-летние средние температуры. Год. Южная Америка и Австралия

В ХХ столетии в северном полушарии значительное повышение температур отмечены в 30-40 годах, а похолодание – в 50-60 годах. В южном полушарии такой закономерности не отмечается. Многолетние колебания температуры в Южной Африке и Австралии свидетельствует о тенденции потепления с 1900 по 1960 год, но эта тенденция не проявляется в равной степени на всех метеостанциях этих континентов.

Л.А. Вительс, А.А. Гирс колебания температур воздуха внутри векового цикла связывают с ритмами атмосферной циркуляции. Ритмичность атмосферной циркуляции ими рассматривается с учетом солнечной активности. Вместе с тем, Е.С. Рубинштейн отмечает, что нельзя не считаться с увеличением содержания в атмосфере углекислого газа и других токсических веществ, которые формируют парниковые эффекты при антициклональных режимах погоды.

Роль атмосферного загрязнения в увеличении температур, как отмечал М.И. Будыко, пока не выяснена. За сто лет (1866-1966) общепланетарная температура повысилась на 0,5 градуса. По аналогии прогнозировалось, что если сжигание топлива будет продолжаться с той же интенсивностью, то к 2000 году температура воздуха на планете должна увеличиться на 2 градуса Цельсия. Однако, как показывают наблюдения за период 1967 – 2003г. повышение температур на 2 градуса не произошло. Очевидно, повышение температур компенсировалось другими климатообразующими факторами.

Рассмотрим главные особенности воздействия хозяйственной деятельности человека на микроклимат сельской местности.

Дата добавления: 2014-11-29