VI. Циклы и ритмы атмосферы (продолжение)

СОДЕРЖАНИЕ

Начало раздела «ЦИКЛЫ И РИТМЫ АТМОСФЕРЫ»

21. Ритм повторения суровых снежных зим в полупустынях Средней Азии

22. Внутривековой цикл вариации атмосферных осадков

23. Внутривековой цикл появления засух

24. 22-летний цикл вариации температуры воздуха

25. 22-летний цикл атмосферного давления

26. 22-летний цикл вариации атмосферных осадков

27. Цикл внутривековых стадий оледенений

28. Цикл планетарных колебаний климата

29. Цикл Брикнера

30. Семидесятилетний климатический цикл

31. Девяностолетний климатический ритм

32. Ритм многоводных эпох увлажнения

33. Многовековой ритм горного оледенения Шнитникова

34. Климатический макроритм

35. Макроритм покровных оледенений

36. Цикл континентальных оледенений

37. Цикл великих оледенений – космические зимы


21. Ритм повторения суровых снежных зим в полупустынях Средней Азии

Многолетние наблюдения за климатическими условиями полупустынь Средней Азии позволили выявить, что суровые снежные зимы повторяются в среднем через один и тот же промежуток времени.

У каждого из нас есть что-то бесконечно дорогое, ради чего стоит жить Климат Средней Азии резко континентальный. Для него характерна высокая инсоляция, значительные колебания температуры в течение суток, сухость воздуха, холодная зима и жаркое лето

Количественные характеристики

Период – 11-12 лет

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что суровые снежные зимы в Средней Азии обусловлены циклическим повторением периодов низких температур и усиленной циркуляции атмосферы, связанных с 11-летним климатическим ритмом.

Порождаемые циклические явления

Суровые снежные зимы вызывают в полупустынях Средней Азии возникновение плотных ледяных корок на поверхности, что в свою очередь приводит к ритмическому падежу скота – «джуту».

22. Внутривековой цикл вариации атмосферных осадков

Клейтон в 1923 году, проанализировав данные различных метеостанциях мира об осадках за период с 1860 по 1917 гг., пришел к выводу, что для вариации среднегодовых и среднесезонных значений осадков характерно циклическое изменение. Дальнейшие исследования показали, что фаза и амплитуда этих циклических вариаций зависят от географической широты местности и ее расположения относительно Мирового океана (внутриконтинентальная, побережье). Для некоторых метеостанций не было получено подтверждения выводов Клейтона.

Количественные характеристики

Период – 11 лет

Сдвиг фазы цикла вариации атмосферных осадков относительно фазы 11-летнего цикла солнечной активности – 25% периода.

Тенденция выпадения осадков во время максимума солнечной активности в зависимости от широты местности:
ШиротаСтепень выпадения осадков
20°большая
20-40°меньшая
40-90°большая
Степень выпадения осадков в зависимости от сезона и географического положения местности во время максимума солнечной активности:
Географическая областьЛетоЗима
Внутриконтинентальнаяменьшаябольшая
Побережьебольшаяменьшая
Интервал вариаций количества осадков для некоторых регионов:
СтанцияГеографическая областьИнтервал
Форталеза (Бразилия) Побережье80-100
Батерст (Австралия)Побережье1100-1300
Момбаса (Кения)Побережье1100-1300
Сантьяго (Чили)Континентальная100-160
Буэнос-Айрес (Аргентина)Побережье850-1050
Свердловск (Россия)Внутриконтинентальная380-440

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что цикличность в вариации атмосферных осадков обусловлена 11-летним циклом солнечной активности, а количество осадков зависит от перемещения барических систем.

Порождаемые циклические явления

Цикличность в накоплении снегозапасов, уровня воды в реках и озерах, повторяемости паводков.

23. Внутривековой цикл появления засух

Засуха определяется как продолжительный сухой период в районе, где либо отсутствует ожидаемое выпадение осадков или росы, либо оно значительно ниже нормы. Робертс в 1975 году представил данные, свидетельствующие о цикличности появления засух за последние 150 лет на Великих равнинах США. Митчел и другие в 1977 году ввели годовой индекс, характеризующий область, охваченную засухами, в центральных и западных штатах США. Этот индекс отчетливо показывает циклические вариации.

Количественные характеристики

Период – 20-22 года

Повторяемость засух имеет постоянный сдвиг по фазе относительно 22-летнего цикла Хейла: засухи совпадают по времени с 11-летними минимумами солнечных пятен, наступающими вслед за четными максимумами хейловского цикла.

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что 22-летний внутривековой цикл появления засух связан с хэйловским циклом солнечной активности.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

24. 22-летний цикл вариации температуры воздуха

Существование этого цикла установлено во многих районах Земли, в частности, в Великобритании, в районах Атлантического побережья США. Наиболее отчетливо этот цикл проявляется в одних районах для летних, а в других для зимних температур. Соотношения между фазами хейловского цикла солнечной активности и 22-летнего цикла температуры воздуха имеют довольно противоречивый характер.

Количественные характеристики

Период – 22 года (в среднем)

Соотношение между фазами хейловского и температурного циклов для некоторых районов Земли:
РайонСезон Отношение между фазами хейловского и температурного циклов
Англиялето максимум температ. цикла, максимум нечетного цикла минимум температурного цикла, максимум четного цикла
Бостон, СШАзимаминимум, наступивший вслед за четным максимумом
Омаха, СШАлетоминимум, наступивший вслед за четным максимумом минимум, наступивший после максимума в нечетном цикле

Амплитуда вариаций среднесезонных температур – 1°С (лето, Омаха).

Механизм возникновения циклического явления

Сведений нет.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

25. 22-летний цикл атмосферного давления

Результаты анализа многочисленных данных о долговременных вариациях планетарных полей давления показывают, что для них свойственна отчетливая 22-летняя цикличность, которая проявляется по-разному в различных географических областях

Количественные характеристики

Период – 22 года (в среднем)

Соотношение между фазами цикла давления и хейловского цикла:
ШиротаМаксимум давленияМинимум давленияАвтор
35-55° с. ш. максимум нечетного
11-летнего цикла
максимум четного
11-летнего цикла
Крейг, 1951 г.
южнее 40° с. ш. максимум четного
11-летнего цикла
Сведений нет Максимов

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что 22-летний цикл атмосферного давления связан с хейловским циклом солнечной активности, хотя строгого физического объяснения этой связи пока не найдено

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.


Вернуться к содержанию

26. 22-летний цикл вариации атмосферных осадков

Анализ годовых сумм осадков на метеостанциях в Бразилии, Южной Африке и Австралии показал, что им свойственна цикличность.

У природы нет плохой погоды Только люди вечно недовольны погодой, а для братьев наших меньших дождливая погода – это повод для блаженства!

Количественные характеристики

Период – 22 года

Глубина модуляции количества осадков – 35% средней годовой суммы (Форталеза, Бразилия).

Фаза количества атмосферных осадков сдвинута относительно фазы хейловского цикла солнечной активности на различные временные интервалы для различных метеостанций.

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что 22-летний цикл атмосферных осадков тесно связан с хейловским циклом солнечной активности, однако строгого объяснения этому пока не найдено.

Порождаемые циклические явления

22-летний цикл атмосферных осадков порождает цикличность в появлении засух в США.

27. Цикл внутривековых стадий оледенений

Анализ последних шести малых стадий активизации ледников за период 1800 – 1950 гг. показал, что стадии наступания и увеличения в объеме горных ледников чередуются со стадиями отступания и уменьшения их объемов.

Количественные характеристики

Период – 23,2 года (в среднем)

Фаза цикла внутривековых стадий оледенения совпадает с фазой цикла сейсмической активности.

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что этот цикл в конечном итоге порождается 22-летним циклом солнечной активности – циклом Хейла.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

28. Цикл планетарных колебаний климата

Результаты анализа современных наблюдений за изменением климата, а также косвенные показатели о климатах прошлых эпох, в частности диаграммы слоистости четвертичных отложений, подчеркивают наличие цикличности в планетарных колебаниях климата, характеризующейся последовательной сменой общего похолодания климата общим потеплением.

Количественные характеристики

Период – 23-35 лет

Механизм возникновения циклического явления

Сведений нет.

Порождаемые циклические явления

Предполагается, цикл планетарных колебаний климата порождает ритм осадконакопления с периодом близким к 30 годам.

29. Цикл Брикнера

Цикл смены теплых сухих и холодных влажных промежутков времени выявлены климатологом Э. Брикнером в 1890 г. Особенностью цикла является возникновение своеобразных серий неблагоприятных погодных явлений подряд в течение нескольких лет.

Количественные характеристики

Период – 25-50 лет (в среднем 35 лет)

Эпоха максимума цикла Брикнера (засухи) – 1363-1371 гг.

Механизм возникновения циклического явления

Сведений нет.

Порождаемые циклические явления

Предполагается, что цикл Брикнера порождает циклическое изменение ландшафтной оболочки Земли.

30. Семидесятилетний климатический цикл

Результаты анализа натурных наблюдений, а также косвенных показателей климата, в частности изменчивости слоистости дюнных отложений Средней Азии, выявили существование 70-летнего климатического цикла. Этот цикл характеризуется чередованием общего понижения среднегодовой температуры на Земле и общего ухудшения климатичеоких условий по сравнению с нормальными.

Еще Леонардо да Винчи заметил, что ширина годичных колец зависит от количества осадков Дендрохронология – наука, которая путем изучения годовых древесных колец позволяет оценить изменение климата и датировать события прошлого. Весной дерево растет быстро, формируя широкий светлый слой, а летом, когда жарко и мало воды, образуется более узкий и темный слой древесины. Ширина слоев и их плотность зависят от условий, в которых растет дерево. Еще Леонардо да Винчи заметил, что ширина годичных колец зависит от количества осадков.
Например, на влажных землях и в теплом климате быстро растет так называемая мяндовая сосна. Кольца на пнях у нее светло-желтые, широкие, но древесина мягкая и рыхлая. А вот у «кондовых» сосен, произрастающих на сухих песчаных почвах и в северных краях, годичные слои тонкие, темные, едва различимые. Годовые кольца, расположенные в центре ствола, самые старые, а на периферии – самые молодые, недавние

Количественные характеристики

Период – 70 лет

Механизм возникновения циклического явления

Сведений нет.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.


Вернуться к содержанию

31. Девяностолетний климатический ритм

Исследования временной изменчивости климата в древние эпохи и в наше время позволили сделать вывод о том, что существует 90-летний климатический ритм, характеризующийся периодическим ухудшением общей климатической обстановки на Земле. Конкретное проявление этого ритма было обнаружено Митчелом в 1965 году при изучении им данных о ходе среднегодовых значений температуры воздуха в северном полушарии за период с 1880 по 1960 гг.

Количественные характеристики

Период – 90 лет

Амплитуда вариации среднегодовой температуры воздуха в Северном полушарии равна 0,5°С.

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что климатический ритм порождается вековым циклом солнечной активности, хотя по соотношению между фазами этих циклрв имеются достаточно противоречивые сведения.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

32. Ритм многоводных эпох увлажнения

Результаты анализа косвенных данных о характере увлажнености климата в прошлые эпохи позволили установить, что в истории Земли существовали промежутки времени, характеризующиеся повышенной влажностью климата на всей Земле, которые были названы многоводными эпохами увлажнения. Установлено, что эти эпохи появлялись в истории Земли примерно череа одни и те же промежутки времени

Количественные характеристики

Период – 1850 лет

Механизм возникновения циклического явления

Сведений нет.

Порождаемые циклические явления

Предполагается, что ритм многоводных эпох увлажнения порождает ритм формирования горного рельефа Земли.

33. Многовековой ритм горного оледенения Шнитникова

А.В. Шнитниковым установлено, что изменчивости горного оледенения на Земле свойственна ритмичность, при этом наступление оледенения относительно кратковременно и интенсивно, а отступление ледников более продолжительно, относительно медленно и спокойно. Каждому горному массиву свойственны свои особенности наступления и отступания горного оледенения, зависящие от климатических и гидрологических черт региона. Однако общие тенденции распада и изменчивости горных ледников во времени одинаковы для всей Земли в целом.

Максимальная толщина горных ледников Евразии – до 900 м, а ледовые щиты на континентах еще грандиозней: Гренландия – 3 400 м, Антарктида – 4300 м Горные ледники напоминают застывшие реки. Высоко в горах снег не тает тысячелетиями, он накапливается, уплотняется, превращается в лед. Под действием колоссальной собственной массы ледник сползает по склону и тащит с собой огромные валуны, оставляя глубокие отметины на самых твердых горных породах. Толщина горных ледников на Памире достигает 900 м, а ледовые щиты на континентах еще грандиозней: Гренландия – 3 400 м, Антарктида – 4300 м. Обратите внимание на людей у подножия ледника!
Процессы, которые происходят в ледниках, изучает наука гляциология, одна из самых суровых и опасных профессий. Важную научную информацию добывает также палеоклиматология. Она позволяет по химическому и изотопному составу древнего льда реконструировать множество параметров истории Земли: возраст горных пород и вулканическую активность, температуру и состав атмосферы, интенсивность космического излучения и солнечную активность. Бурение ледников – задача непростая и дорогостоящая, но ученые торопятся собрать максимально полную коллекцию образцов древнего льда, хранящего бесценную информацию о развитии нашей планеты и ее климате на разных этапах. Ведь глобальное потепление наступает, ледники тают, и важные сведения бесследно исчезнут

Количественные характеристики

Период – 1850 лет

Амплитуда отступания ледников по высоте – 170-190 м (за один ритм).

Эпоха начала общего отступания ледников – 1750-1800 гг.

Продолжительность отступания ледников во время одного ритма – 1400-1500 гг.

Механизм возникновения циклического явления

Этот ритм А.В. Шнитникова связывают с циклической изменчивостью приливообразующих сил, действующих на Землю с периодом близким к 1850 годам.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

34. Климатический макроритм

Результаты анализа косвенных показателей климата в прошлые эпохи показали, что на протяжении достаточно длительного времени прослеживается ритмическое изменение климата Земли, сущность которого заключается в последовательной смене прохладных и сухих, теплых и сухих, теплых и влажных, прохладных и менее влажных промежутков времени. Такие ритмические колебания климата были названы климатическим макроритмом.

Количественные характеристики

Период – 40 700 лет

Эпоха резкого потепления – 11 000 лет назад.

Эпоха климатического оптимума – 5 500 лет назад.

Механизм возникновения циклического явления

Сведений нет.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

35. Макроритм покровных оледенений

Результаты анализа косвенных показателей о характере оледенения континентов Земли в прошлом показали, что примерно через одинаковые промежутки времени происходит образование покровного оледенения на обширных площадях горных районов и предгорий. При этом под толщей льда скрываются микро- и мезоформы рельефа местности.

Количественные характеристики

Период – 40 700 лет

Эпоха максимального покровного оледенения – 19 000 лет назад.

Эпоха окончательного распада покровногб оледенения – 7 000 – 6 000 лет назад.

Продолжительность межледникового потепления – 10 000 лет.

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что этот макроритм порождается климатическим макроритмом.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.


Вернуться к содержанию

36. Цикл континентальных оледенений

Континентальные оледенения представляют собой конечную стадию в прогрессивном развитии ледников. В этой стадии преобладают материковые формы ледников: материковые ледники, покрывающие в виде мощного покрова большие участки суши. При этом их поверхность выпуклая и скрывает все неровности рельефа; ледники возвышенностей; ледниковые покровы. В настоящее время континентальный тип оледенений сохранился в Антарктиде и Гренландии. Исследования океанских отложений показали, что за последние 600 тыс. лет континентальные оледенения возникали периодически.

Количественные характеристики

Период – 100 тысяч лет

Последний ледниковый период завершился 11 тысяч лет назадю

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что основной причиной цикличности континентальных оледенений является явление резонанса, возникающие за счет воздействия малых возмущений инсоляции с периодом, близким к 100 тыс. лет на систему «атмосфера – океан – ледниковые щиты», имеющей период собственных колебаний 100 тыс. лет.

Согласно последним исследованиям британских ученых, ледниковые периоды обусловлены содержанием диоксида углерода в атмосфере. В свою очередь, его регулирует температура океанов. Когда океаны холодные, они способны поглотить и удержать больше углекислого газа. Соответственно, в атмосфере его становится — меньше. А дефицит парниковых газов в атмосфере вызывает похолодание. Когда ледяные щиты уменьшаются, океаны удерживают меньше углекислого газа, он возвращается в атмосферу и согревает планету.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

37. Цикл великих оледенений – космические зимы

В истории Земли существовали достаточно большие интервалы времени, когда происходило общее похолодание климата, приводившее к формированию ледового покрова на обширных площадях суши и океана Они были названы великими оледенениями или космическими зимами. Этот цикл был открыт на основании анализа отложений земной поверхности с возрастом до 1 млрд. лет. Для более древних отложений имеется гораздо меньше данных о времени, характере и площадях распространения оледенений, однако эаметна общая тенденция к циклическому повторению великих оледенений.

Количественные характеристики

Период – 190-200 млн. лет

Примерная продолжительность великого оледенения – 10 млн. лет.

Эпоха очередного цикла великого оледенения – 3 млн. лет

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что цикл великих оледенений порождается вращением Солнечной системы вокруг центра масс Галактики, причем общие похолодания и великие оледенения наступают тогда, когда Солнечная система находится на перефирии Галактики, где-то в области внешнего продолжения одной из спиральных ветвей Галактики.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

Великое оледенение Исследования кернов, полученных при бурении льда в Антарктиде и Гренландии, подтверждают, что оледенения повторяются на Земле регулярно – примерно через каждые 180-200 млн. лет. Признаки оледенений находят даже в экваториальной Африке – в отложениях горных пород, которым сотни миллионов лет! Это говорит о том, что в истории нашей планеты были периоды, когда мировой океан полностью скрывался подо льдом и Земля превращалась в снежный шар. За последние 3 млрд. лет космические зимы приходили на Землю как минимум 15 раз


Вернуться к содержанию