Автореферат (1097515), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Обсуждается два типаатмосферных волн – гравитационные и акустические. К настоящему времени известномножество источников естественного (землетрясения, извержения вулканов, грозы,погодные фронты, штормы в океане) и искусственного (подземные ядерные взрывы,запуск ракет и космических аппаратов, энергетические ветряные установки)происхождения,генерирующихинфразвуковыеколебания,которыеспособныраспространяться на сотни и тысячи километров от источника без существенного26затухания. Существует также ряд свидетельств того, что некоторые факторыкосмофизической природы (пролет метеоров, вариации потоков солнечной радиации,магнитные бури, полярные сияния, солнечные вспышки рентгеновского излучения)сопровождаются генерацией инфразвука в широком частотном диапазоне.
Способностьинфразвука распространяться на большие расстояния можно использовать дляполучения информации об источнике, о динамическом и термическом состоянииобластей атмосферы, в которых распространялся принятый сигнал.Помимо акустических колебаний в атмосфере, порожденных сжимаемостьювоздуха (термин «инфразвук» чаще всего употребляется по отношению именно к этомувиду атмосферных волн), существуют так называемые внутренние гравитационныеволны (ВГВ), вызванные плотностным расслоением по вертикали [Госсард, Хук, 1978;Романова, Якушкин, 1995].
ВГВ могут распространяться на большие расстояния, атакже до ионосферных высот, почти не меняя своего периода. Свойство сверхдальнегораспространения ВГВ связано с существованием волноводов в атмосфере и ионосфере,так называемым эффектом «сверхотражения» в них, и нелинейностью распространения[Романова, Якушкин, 1995; Некрасов, Шалимов, 2002; Rees et al., 2003]. Наблюдаемыевблизи земной поверхности ВГВ относятся к диапазону колебаний с периодами отодной минуты до нескольких часов. Одним из наиболее изучаемых видов ВГВявляются горные подветренные волны, возникающие в горной местности.
Наличиегорного рельефа на значительной части территории Кольского п-ова такжеспособствует образованию горных подветренных волн, приводящих к возникновениюопределенных особенностей в атмосфере и климате данного региона. К такимособенностям относятся: орографическая облачность, подветренные вихри и зоныинтенсивной турбулентности. Учет сложности и многообразия видов волн препятствийи связанной с ними турбулентности в атмосфере, особенно в высоких широтах, играетбольшую роль для обеспечения безопасности полетов и для улучшения эффективностиметеопрогнозов в полярных областях.Частотныехарактеристики,микробарографов,входящихвсоставВысокоширотного измерительного комплекса позволяют регистрировать флуктуацииатмосферного давления с периодами до 1 ч, т.е. диапазон ВГВ, без существенногоослабления.Врезультатеспектральногоанализаболее4500записейпродолжительностью 3 ч за период 2001-2003 гг. выявлены колебания с периодами 2040 мин, преобладающие в течение всего интервала измерений.
Такие значенияхарактерны для ВГВ, регистрируемых на земной поверхности. Характер изменчивости27периода вариаций указывает на то, что возможным источником наблюдаемыхколебаний могут быть горные подветренные волны.Обсуждаются результаты измерений приземной концентрации озона (ПКО) вгорной долине Адвентдален (арх. Шпицберген) в августе 1995 г. Обнаруженыколебания концентрации озона с периодами от 18 до 22 мин, которые наблюдались втечение всего периода наблюдений.
Приводятся обоснования связи обнаруженныхколебаний ПКО с генерацией подветренных волн в горной системе арх. Шпицберген.Далее в 4-й главе обсуждаются характеристики акустико-гравитационногосигнала от взрыва Витимского болида 24 сентября 2002 г. впервые зафиксированногона расстоянии около 4000 км от источника в частотном диапазоне от 0.0001 до 1 Гц.Анализ данного события подтверждает полученные ранее факты о том, что яркиеболиды большой массы могут создать мощной импульсное излучение акустикогравитационных волн в атмосфере Земли, которое может быть зафиксированомикробарографами на расстоянии в несколько тысяч километров.
Отметим, чтоакустико-гравитационный сигнал от взрыва болида в данном частотном диапазоне (от0.0001 до 1 Гц) был зафиксирован нами впервые в мире.В пятой главе рассматривается роль солнечной активности и антропогенныхфакторов(«парниковыйэффект»)вглобальныхклиматическихизменениях,наблюдаемых во второй половине ХХ века. Обсуждаются возможные механизмывоздействия космофизических факторов (солнечная радиация, космические лучи) наклимат. Механизм, основанный на процессе ионной нуклеации, где в качествеосновного агента солнечно-погодных связей рассматриваются вариации космическихлучей, является наиболее разработанным с количественной точки зрения.Показано, что воздействие солнечной активности на климат носит региональныйхарактер и проявляется, в основном, в зонах температурных контрастов подстилающейповерхности, например, вблизи границы океан-материк.
Впервые показано, чтопроявление циклов солнечной активности в изменениях температуры воздуха игодичного прироста деревьев ослабевает при удалении от береговой линии системыСеверная Атлантика – Европа, которая, в свою очередь, является узловой линией,разделяющей этот регион на две зоны относительной стабильности, и простирается отСеверной Финляндии и Кольского п-ова до Пиренейского п-ова. Полученныерезультаты имеют принципиальное значение при прогнозе климатических вариаций вэтой зоне.Впервые выдвинута гипотеза, что 20-22–летняя периодичность, наблюдаемая ввариациях различных климатических параметров практически повсеместно, связана с28увеличением количества космической пыли внутри солнечной системы вследствиеослабления величины магнитного поля Солнца при смене знака во время солнечныхмаксимумов 11-летнего цикла.Шестая глава посвящена результатам анализа дендрохронологических серий,собранных на Кольском п-ове, в том числе и 677-летней древесно-кольцевойхронологии, созданной на основе реликтовых образцов можжевельника Juniperussibirica Burgsd.
На территории России наиболее старые из живущих хвойных деревьев(Juniperus Siberica Burgsd.) с возрастом 840 лет обнаружены на Полярном Урале[Hantemirov et al., 2004]. Возраст некоторых образцов можжевельника, обнаруженныхна Кольском п-ове, может достигать 700 лет. Сравнительный анализ древеснокольцевой хронологии по можжевельнику и изменчивости среднегодовой температурыв Европе свидетельствует о том, что:а) имеется достаточно хорошее соответствие между долговременнымивариациями средней температуры в Европе и климатическими изменениями наКольском п-ове;б) минимумы солнечной активности Шперера (1416-1534), Маундера (16451715) и Дальтона (1801-1816) связаны с понижениями температуры и депрессиямирадиального прироста на Кольском п-ове;в) глобальное потепление, наблюдающееся с конца прошлого века, не являетсячем-то экстраординарным, и климат нашей планеты уже испытывал более высокиетемпературы около 1000 лет назад во время так называемого «средневековогопотепления» (900 – 1300 гг.).В результате спектрального и вейвлет-анализа в дендрохронологических серияхКольского п-ова выявлены периодичности11.7, 20-22, 30-33 и 80-90 лет,соответствующие циклам солнечной активности.
Полученные хронологии могут бытьиспользованы при составлении прогноза будущих климатических изменений с цельюпланирования хозяйственной деятельности на востоке Кольского полуострова и нашельфеБаренцеваморя(например,взонепредполагаемойразработкиШтокмановского газового месторождения).Приводится описание полуавтоматического измерительного комплекса ссоответствующим программным обеспечением, созданного для обработки древесныхобразцовсцельюпостроениядревесно-кольцевыххронологий.Программноеобеспечение комплекса создавалось на языке С++, совместимо с современнымиоперационными системами типа Windows XР и позволяет анализировать керны, спилы,снимки со сканеров, а также с цифровых или аналоговых камер.29При помощи метода наложенных эпох впервые выявлены особенностивоздействия наиболее мощных (VEI≥5) вулканических извержений на региональныйклимат Мурманской области по дендрохронологическим данным Кольского п-ова запериод, превышающий 560 лет.
Высокоширотные исландские вулканы не оказываютсущественного воздействия на климат Кольского п-ова. Показано, что наблюдаетсясущественное понижение температуры, в среднем, в течение 8 лет после извержений,затем происходит ее восстановление до нормального уровня.Далеев6-йглаведендрохронологическихобсуждаютсяданных,арезультатытакжеанализаданныхсобственныхМеждународногодендрохронологического банка, собранных на территории России, свидетельствующиеоб ускоренном росте деревьев на значительных расстояниях (более 1000 км) отэпицентра взрыва в атмосфере Земли двух болидов – Тунгусского и Чулымского. Подендрохронологическим данным впервые показано, что ускоренный рост деревьев,наблюдавшийся, как сообщалось ранее, после взрыва Тунгусского болида 30 июня 1908г.
в зоне катастрофы (около 2000 км2) [Vasilyev, 1998], на самом деле охватываетогромную территорию площадью около 2 млн.км.2 Анализ дендрохронологическихданных, приведенных на рис.5, свидетельствует о значительном (112%; P<10-8) поотношению к среднему значению за предыдущие 10 лет увеличении древесногоприроста в 1908 г. Данный результат свидетельствует о том, что экологическиепоследствия падения на Землю небесных тел (комет и астероидов) могут быть гораздоболее значительными, чем считалось ранее.
Полученный результат открывает новыевозможности применения дендрохронологического метода для решения проблемастероидно-кометной опасности (каталогизация событий, оценка траектории и зонывоздействия и др.), а также для оценки побочных эффектов методов геоинженерии.I, отн.ед.2.0а1.51.00.5189819021906191019142.01918б1.51.00.50.01898190219061910Годы19141918Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
