1. Skip to Menu
  2. Skip to Content
  3. Skip to Footer

Сезонные особенности изменений климата за 1976-2011 годы

д.г.н. Б.Г.Шерстюков (зав. лабораторией исследования последствий изменения климата). E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Исследования выполнены на основе рядов среднемесячных значений температуры по 6036 станциям мира, из них 1401 станция на территории России. По зарубежным станциям данные получены из Национального центра климатических данных США (NCDC) -данные Global Historical Climatology Network-Monthly Dataset https://www.ncdc.noaa.gov/ghcnm/v3.php. Настоящая третья версия данных NCDC ( GHCN-M version 3) появилась в мае 2011 года и ежемесячно пополняется данными новых наблюдений. Версия 3 отличается от версии 2 более надежным контролем данных и проведенной гомогенизацией – исследование однородности временных рядов. В результате, некоторые ряды откорректированы, часть станций, которые ранее были в версии 2 этого массива, исключены из версии 3, как неоднородные или не надежные данные

Ряды исходных данных GHCN-M version 3 имеют пропуски, часть из них удалось заполнить из другого источника [ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/gsod Federal climate complex global surface summary of day data version 7 (over 9000 world wide statons)] на основе вычисленных среднемесячных значений температуры поданным массива суточных данных. Оказалось, что пропуски в данных в разных исходных массивах не всегда совпадают, поэтому совмещение данных соответственных станций позволило улучшить объединенный массив данных.

Данные по Европейским станциям дополнены данными Европейского проекта European Climate Assessment & Dataset http://eca.knmi.nl/ , которые выгодно отличаются полнотой и качеством данных. По Российским станциям использовались данные, подготовленные автором на базе фондов ВНИИГМИ-МЦД.

Таким образом, собраны все доступные данные по миру за историю наблюдений, впервые в общий массив включены практически все действующие метеорологические станции России. Это позволило обнаружить неизвестные ранее пространственные особенности современных изменений климата на значительной территории Евразии.

 

 Методы исследований и результаты

 Вычислялись значения линейных трендов среднесезонной и среднегодовой температуры воздуха за период 1976-2011 годы, их значения выражены в градусах на 10 лет (°С/10 лет). Важное значение для вычисления трендов имеет выбор начального года. Глобальное потепление началось в начале ХХ века, но в середине ХХ столетия наблюдалось временное похолодание, которое с середины 1970-х годов сменилось потеплением. В настоящей работе анализ изменения климата начинается с 1976 года - с начала второго глобального потепления, которое отличается особой интенсивностью и часто объясняется антропогенным воздействием на климат. На рис.1 показана карта трендов среднегодовой температуры воздуха.

 

Рис. 1. Тренды среднегодовой температуры 1976-2011гг. (°С/10 лет).

 Карта показывает, что на Земле преобладают положительные тренды среднегодовой температуры воздуха. В Северной Америке рост температуры более 0.3°С/10 лет наблюдался в восточной части от Великих озер на север до Гренландии, охватывая самые низкие над уровнем моря регионы (с высотой над уровнем моря не более 500 метров), а также наблюдается в долинах рек Миссисипи, Рио-Гранде и Колорадо над уровнем моря не выше 200 метров. Самые большие положительные тренды (больше 0.6°С/10 лет) в Северной Америке наблюдаются на ее северных архипелагах и в равнинных районах вблизи северной части Гудзонова залива, окруженных возвышенностями. В Гренландии тренды составили преимущественно от 0.3 до 0.6°С/10 лет. Во всех случаях границы районов с трендами выбранной градации хорошо согласуются с характерными особенностями рельефа в этих местах. Положительные тренды среднегодовой температуры в северной Америке усиливаются в районах, где возвышенности являются естественным препятствием на пути крупномасштабных перемещений воздушных масс. Аналогичный эффект был ранее показан [1] в горных районах Алтая и Саян, где в замкнутых формах рельефа обнаружена величина тренда температуры в 2-3 раза большая, чем над равнинами.

 В Южной Америке тренды от 0.3 до 0.6°С/10 лет наблюдаются в бассейне Амазонки. На картах трендов за 1974-2005 годы, которые были опубликованы в [5] , в этом районе тренды были слабее.

 В Африке тренды больше 0.4°С/10 лет наблюдаются в ее северной части и в долине реки Конго. А область с трендами   0.3 - 0.4°С/10 лет широкой полосой тянется с севера на юг до долины реки Конго по восточным предгорьям Эфиопского нагорья и Восточно-Африканского плоскогорья. Так же как в Северной Америке в Африке положительные тренды среднегодовой температуры усиливаются в районах, где возвышенности являются естественным препятствием на пути крупномасштабных перемещений воздушных масс.

 В Евразии выделяется два обширных района положительных трендов со значениями больше 0.4°С/10 лет. Один из них охватывает всю Восточную Европу, Ближний Восток. К нему примыкает упомянутый ранее район положительных трендов на севере Африки. А второй обширный район – Среднесибирское плоскогорье и весь Дальний Восток, а также горные районы Алтая, Саян и пустыни Гоби. Наибольшие тренды (больше 0.6°С/10 лет) на Дальнем Востоке наблюдаются вблизи океана в долинах рек Индигирка и Колыма. Более детальное исследование пространственных особенностей трендов показывает, что второй район можно разделить на два подрайона: а) горные районы (Алтай, Саяны и пустыня Гоби) с трендами от 0.4 до 0.6°С/10 лет; б) северная часть Дальнего Востока с аналогичными трендами. Указанные подрайоны с большими трендами разделяются областью с трендами ниже 0.4°С/10 лет. Возможно, северные равнинные и более южные горные районы имеют разные причины многолетнего роста температуры.

 Уральские горы являются естественной границей для воздушных потоков с запада и они же являются границей между Европейской территорией с трендами 0.3–0.6°С/10 лет и территорией со слабыми трендами в Западной Сибири. Уральские горы являются естественной преградой для западно-восточного переноса воздушных масс и для распространения положительных трендов из Европы в Азию.

   На востоке Азии просматривается другой характер влияния рельефа, там потепление климата больше выражено не на равнинных предгорных районах, а на возвышенностях в горных районах.

 Сравнивая региональные особенности изменений среднегодовой температуры за 1976-2011 годы с аналогичными оценками за 1974-2005 годы, опубликованными в [5], обнаружено, что районы наибольших положительных трендов несколько сместились, но закономерности остались прежними. Новые результаты вновь подтвердили, что в формировании регионального климата заметную роль играет перенос воздушных масс с океана на континент и рельеф. Так как рельеф не изменялся за рассмотренные десятилетия, то, следовательно, изменения регионального климата в период интенсивного глобального потепления в заметной степени связаны с изменениями за эти годы траекторий атмосферной циркуляции или температурно-влажностного состояния переносимых воздушных масс, которые являются неотъемлемой частью глобальных изменений климата.

 Существенные различия в пространственных особенностях изменений климата обнаруживаются по сезонам. На рис.2 показана карта трендов температуры зимой.

 

Рис.2. Тренды температуры 1976-2011гг. (°С/10 лет). Зима (декабрь-февраль)

    Зимой потепление более 0.6°С/10 лет наблюдается на обширной территории в северо-восточной части Северной Америки, а также на Восточно-Европейской равнине, в долине реки Амур, на Камчатке, в горах Тань-Шань и Памир. При этом за Уралом в Западной Сибири, а также в районе Колымы и Анадыря наблюдается похолодание, тренд около -0.3 °С/10 лет.

     В Африке положительные тренды температуры от 0.3 до 0.6°С/10 лет наблюдаются в предгорьях Эфиопского нагорья, в долине Нила и на всем западном побережье Красного моря.

   Так же как на карте трендов среднегодовой температуры, зимой выделяется три долготных интервала с положительными трендами температуры и видны особенности, связанные с рельефом.

 

Рис.3. Тренды температуры 1976-2011гг. (°С/10 лет). Весна (март-май)

    Весной (рис.3) также преобладают положительные тренды температуры. Наибольшей площадью и интенсивностью потепления >0.6°С/10лет отличается континент Евразия. Тренды 0.5-0.6°С/10лет (и более) охватывают все возвышенные территории Азии с высотой места более 500 м над уровнем моря и все побережье Северного ледовитого океана от Таймыра до Чукотского полуострова. Такие же тренды имеет весенняя температура в западной Европе. В восточной Европе тренды температуры слабее, около 0.4-0.5°С/10лет

    Тренды >0.5°С/10лет охватывают также прилегающие к Евразии районы на севере Африки.

    Весной в большей мере заметно, что потепление климата в высоких широтах более интенсивное и охватывает большую площадь.

    В Гренландии и на архипелагах севера Канады тренды весной тоже положительные >0.6°С/10лет. А в Северной Америке западнее Скалистых гор наблюдается понижение температуры -0.3°С/10лет.

 

Рис.4. Тренды температуры 1976-2011гг. (°С/10 лет). Лето (июнь-август)

    Летом (рис.4) на всей Земле преобладают положительные тренды температуры. Тренды >0.5°С/10лет и >0.6°С/10лет наблюдаются на северных архипелагах Северной Америки, на Европейской территории и прилегающей части севера Африки, а также в районе великих гор Азии и на равнинных восточных участках побережья Северного Ледовитого океана.

    По сравнению с весной, летом тренды усилились в Европе и в горах Алтая, Тянь-Шаня и пустыни Гоби, но ослабли в северной части Восточной Сибири и Дальнего востока.

   В Западной Сибири летние тренды значительно слабее весенних, произошло явное разделение очагов положительных трендов на Европейский и восточно-Азиатский районы. Летом более отчетливо выделяется три огромных региона Земли с положительными трендами: Северо-Американский, Европейский и Восточо-Азиатский.

 

Рис.5. Тренды температуры 1976-2011гг. (°С/10 лет). Осень (сентябрь-ноябрь).

    Осенью (рис.5) нарастает интенсивность трендов температуры в высоких широтах Северного полушария (>60осш). Трендами >0.6°С/10лет охвачен северо-запад Северной Америки, Восточная Европа, Туранская низменность и север Дальнего Востока. Тренды >0.4°С/10лет наблюдаются на востоке Южной Америки и на севере Африки. В высокогорных районах Азии осенью положительные тренды слабее, чем это было в другие сезоны. Как и в других сезонах, осенью выделяется три огромных региона с положительными трендами температуры.

    Вполне очевидна зависимость трендов от общей циркуляции атмосферы и от препятствий на пути основных потоков в виде горных хребтов. Но при этом в Азии горные районы создают какие-то свои условия, благоприятные для появления или усиления положительных трендов температуры воздуха.

   Если сравнить в разных сезонах положения двух крупнейших Евроазиатских очагов положительных трендов, то видно, что они смещаются по долготе к востоку с изменениями сезонов. От весны к лету и от лета к осени тренды >0.6°С/10лет весной охватывали область западной Европы, летом положительные тренды >0.6°С/10лет охватили всю Европу, а осенью сместились на восточную Европу.

   Аналогично Азиатская область максимальных трендов смещалась к востоку. Весной тренды >0.6°С/10лет охватывали весь северо-восток Азии, начиная от 70о в.д., летом такие же тренды наблюдались в Азии на тех же широтах восточнее 100о в.д., а осенью - восточнее 120о в.д.

 Итак, глобальное потепление сопровождается неоднозначными изменениями регионального климата с сезонными особенностями. На континентах Земли преобладают положительные тренды температуры воздуха во все месяцы года, но выделяются также районы заметных отрицательных трендов. Границы областей с трендами разного знака или разной интенсивности часто проходят по линиям изменения рельефа. Характер сезонных и региональных различий влияния рельефа на изменения климата согласуется с известными представлениями об атмосферной циркуляции как одним из факторов формирования климата.

   Как и прежде наибольшие положительные тренды наблюдаются в холодное полугодие в высоких широтах Северного полушария, но области положительных трендов на тех же широтах чередуются с областями отрицательных трендов. В Северном полушарии четко выделяются три огромных области положительных трендов температуры отстоящих друг от друга по долготе примерно на 120о: 1) север Северной Америки с центром вблизи геомагнитного полюса; 2)Европа с прилегающей северной частью Африки; 3) Дальний Восток или северная его часть.

 

Обсуждение результатов

   Об усилении положительных трендов в высоких широтах зимой было известно ранее, теперь со всей очевидностью обнаружилось, что сплошной зоны положительных трендов в высоких широтах нет. Выделено три долготных области с максимальными положительными трендами температуры примерно равноудаленных друг от друга.

    Район Северной Америки, в котором во всех сезонах наблюдаются положительные тренды температуры, интересен тем, что там находится геомагнитный полюс Земли. Вблизи этого полюса происходит высыпание корпускулярных потоков при повышении активности Солнца и складываются благоприятные условия для передачи энергии активности Солнца в атмосферу. Необходимы дополнительные исследования возможной зависимости состояния климата в этом районе от солнечной активности в разных ее проявлениях или от других факторов, связанных с геомагнитным полем Земли. Исследования солнечно-атмосферных связей нельзя ограничивать анализом вариаций солнечной постоянной, геомагнитное поле не влияет на прохождение электромагнитного излучения Солнца, измеряемого солнечной постоянной. Необходимы исследования климатогенных вариаций заряженных солнечных частиц разных энергий и межпланетных магнитных полей. Условия вторжения заряженных частиц в атмосферу определяются постоянным и переменным магнитными полями Земли, переменным межпланетным магнитным полем и другими условиями в околоземном космосе и процессами на Солнце.

    Европейский район, вместе с сопряженными территориями, является районом, в котором погодно-климатические условия определяются влиянием Атлантики. Можно предположить, что здесь изменения климата связаны с изменением состояния океана и (или) с изменениям атмосферной циркуляции, регулирующей перенос тепла на континент. Потепление в этом районе наблюдается на равнинных участках, на которые беспрепятственно поступают воздушные потоки с Атлантики, и ограничивается возвышениями рельефа, которые являются препятствием для западно-восточного переноса. Эти особенности усиливают предположение о ведущей роли Атлантики и атмосферной циркуляции в потеплении климата Европы.

   Аналогично, летнее потепление на равнинных участках побережья Северного Ледовитого океана, видимо, связано с изменением взаимодействия океана с атмосферой в период чистой воды (без сезонного ледового покрова).

     Потепление климата в континентальных районах в горах и на возвышенностях в восточной части Азии, возможно, имеет другую природу. Появляется все больше публикаций о холодной дегазации Земли вблизи тектонических разломов земной коры и о влиянии выделяющихся газов на локальные погодно-климатические условия [4]. В этой части Азии находится сеть разломов в горах Тибета, Тянь-Шаня, Алтая, Саян. Озеро Байкал лежит в одном из разломов. Немного восточнее проходит субмеридиональный сахалинский разлом, который прослеживается к северу от Сахалина через о.Ионы в устье реки Охота, далее по ее долине и долине реки Индигирка до Новосибирских островов, где переходит в структуры подводного хребта Ломоносова [3].

    За долгую историю существования Земли практически все процессы, отражающие формирование гидросферы и атмосферы являются следствием эндогенной активности, которая сопровождается землетрясениями и газовыми выделениями. Эти процессы продолжаются с переменной интенсивностью. В последние десятилетия проявление эндогенных процессов усиливалось [2]. Их значение для климата остается малоизученным.

 

Список использованной литературы

  1. Семенов В.Г. Влияние Атлантического океана на режим температуры и осадков на ЕТС. -Л.: Гидрометеоиздат, 1960. - 148с.
  2. Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. Развитие Земли. М: Изд-во МГУ, 2002. 506 с.
  3. Сывороткин В.Л. Экологические аспекты дегазации Земли. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. Москва – 2001.
  4. Сывороткин В.Л. Глубинная дегазация Земли и глобальные катастрофы. -М.: ООО "Геоинформцентр", 2002. -250 с.,
  5. Шерстюков Б.Г. Региональные и сезонные закономерности изменений современного климата. Изд. ГУ "ВНИИГМИ-МЦД", 2008, 246с