Диссертация (1097516), страница 36
Текст из файла (страница 36)
6.26. Вариации летней температуры воздуха (1974-1994 гг.) по даннымметеостанций: а) Томск (56.5ºс.ш., 84.9ºв.д.); б) Колпасево (58.3ºс.ш., 83ºв.д.); в)Барнаул (53.4ºс.ш., 83.5ºв.д.).Правда, автор [Nesvetailo, 1998] связывает обнаруженную в 1908 г. аномалию сминимумом 11-летнего цикла солнечной активности. Наши результаты показывают,что область усиленного роста деревьев охватывает огромную территорию и в обоихслучаях почти на три порядка превышает зону катастрофы.
Возможно, обнаруженноеувеличение древесного прироста было вызвано выпадением на землю соединенийазота, сыгравших роль удобрений [Боярчук, 1998]. Окислы азота образуются ватмосфере при пролете болида в результате сжатия воздуха за фронтом ударной волны[Боярчук, 1998]:214N2 + O2 2NOКоличествоNO,образующеесяв(6.1)атмосфереприпролетеболида,пропорционально величине энергии, передаваемой атмосфере, и составляет примерно7г на 106Дж [Боярчук, 1998].
Затем NO превращается в NO2, который реагирует сводой с образованием соединений HNO2 и HNO3, выпадающих на Землю в видекислотных дождей [Kolesnikov et al., 1998]. По некоторым оценкам при паденииТунгусского метеорита образовалось 30 млн.т. окисла азота [Turco et al., 1981]. Пооценкам образцов торфа из зоны Тунгусской катастрофы [Kolesnikov et al., 1998] наплощади вывала леса выпало примерно 200000 тонн азота, остатки азотараспространилисьнаобширнойтерриториивместесвоздушнымимассами.Преимущественное распространение зоны ускоренного роста деревьев на запад отэпицентра Тунгусской катастрофы вполне можно объяснить тем, что летом над всемсеверным полушарием с высоты около 20 км господствует восточный ветер [Матвеев,2000].
Если использовать соотношение (6.1) для случая Чулымского болида, то примощности взрыва 11.2 кт тнт [Овчинников, Пасечник, 1988] (1 кт тнт (килотоннатротилового эквивалента) = 4.185х1012Дж), могло выделиться до 300 т NO, что на пятьпорядков ниже количества окисла азота, выделившегося при взрыве Тунгусскогоболида. Вместе с тем, зона ускоренного роста деревьев после вторжения Чулымскогоболида всего в три раза меньше по площади аналогичной зоны, связанной с падениемТунгусского объекта (см. рис 6.24). Данное несоответствие было бы довольно трудноинтерпретировать в рамках традиционных классических представлений, не принимаявовниманиеэффектвоздействия«сверхмалых»дозиликонцентрацийнабиологические системы.
Эффективность воздействия микродоз физических факторов ихимических агентов на открытые динамические системы различного рода, в том числеи биологические, находящиеся в неравновесном состоянии, уже доказана [Николис,Пригожин, 1990; Хакен, 1985; Бурлакова и др., 2003]. Еще одним возможнымобъяснением обнаруженного ускоренного роста деревьев может служить увеличениепотока ультрафиолетовой радиации из-за разрушения озонового слоя, вызванногопролетом болида в атмосфере Земли [Turco et al., 1981; Бронштэн, 2003].Результатыпроведенныхисследованийсвидетельствуетотом,чтоэкологические последствия падения на Землю небесных тел (комет и астероидов) могутбыть гораздо более значительными, чем считалось ранее.
Полученные результатыоткрывают также новые возможности применения дендрохронологического метода для215решения актуальных проблем астероидно-кометной опасности (каталогизация событий,оценка траектории и зоны воздействия и др.).6.7 Выводы.1. Впервые в России создан измерительный комплекс и разработано новоепрограммное обеспечение для, позволяющее обрабатывать образцы различного типа(керны, спилы, снимки со сканеров, а также с цифровых или аналоговых камер) сцелью создания древесно-кольцевых хронологий.2. Создан банк палеоклиматических (дендрохронологических) данных поКольскому п-ову для изучения цикличности климатических вариаций в ЕвроАрктическом регионе. Банк включает несколько самых длинных хронологий: 677летняя хронология по реликтовым (возрастом около 600 лет) образцам можжевельникасибирского (Juniperus sibirica), самая продолжительная (561 год) серия по сосне (Pinussylvestris) для Кольского п-ова, самая длинная (448 лет) древесно-кольцевая хронологияпо сосне для Хибинских гор.
Региональные палеоклиматические данные могут бытьиспользованы для восстановления климатических вариаций в Евро-Арктическомрегионе за последние 700 лет, а также для прогнозирования будущих глобальных ирегиональных изменений климата.3. В результате спектрального анализа выявлены периодичности 11.7, 20-22, 3033 и 80-90 лет, соответствующие основным циклам солнечной активности.
Выявленахорошая корреляция интенсивности прироста ширины годичных колец можжевельникас климатическими вариациями в Европе и вариациями солнечной активности:отчетливо проявились Маундеровский, Шпереровский, и Дальтоновский минимумысолнечнойактивностиссоответствующимипохолоданиямиклимата.Приисследовании обработанных древесно-кольцевых хронологий не обнаружено какоголибо значительного потепления климата в ХХ веке в данном регионе. Полученныйрезультат может быть использован для оценки вклада вариаций солнечной активностив современные и будущие изменения глобального и регионального климата.4. Впервые выявлены особенности воздействия наиболее мощных (VEI≥5)вулканических извержений на региональный климат Мурманской области подендрохронологическим данным Кольского п-ова за период, превышающий 560 лет.Показано, что наблюдается существенное понижение древесного прироста, в среднем, втечение 8 лет после извержений, затем происходит ее восстановление до нормальногоуровня.Высокоширотныеисландскиевулканынеоказываютсущественного216воздействия на климат Кольского п-ова.
Древесно-кольцевые хронологии Кольского пова могут быть использованы для каталогизации мощных вулканических извержений впрошломиисследованияихрегиональныхклиматическихиэкологическихпоследствий. Полученные результаты могут также найти применение для оценкиэффективности и возможных побочных эффектов контролируемого воздействия наклимат за счет стратосферных эмиссий сульфатных аэрозолей в этом стратегическиважном для России в хозяйственно-экономическом отношении регионе.6.
Впервые по дендрохронологическим данным показано, что увеличениегодичного прироста деревьев, наблюдавшееся после взрыва Тунгусского болида 30июня 1908 г. (61с.ш.; 102в.д.), зафиксировано на значительном расстоянии (более1500 км) от места взрыва и охватывает огромную территорию (60 - 75с.ш.; 80 110в.д.) площадью около 2 млн. км.2 Ранее сообщалось об аномальном росте деревьевлишь в зоне, подвергнутой непосредственному разрушению (около 2000 км2).Полученныйрезультатоткрываетновыевозможностиприменениядендрохронологического метода для решения актуальных проблем астероиднокометной опасности (каталогизация событий, оценка траектории и зоны воздействия идр.).217ЗаключениеРезультаты, полученные в этой работе, могут быть кратко суммированыследующим образом:1.
Впервые обнаружено образование озонных «минидыр» (понижений ОСОболее 15%), вызываемых релятивистскими солнечными протонами. Установлено, чтоозонные «минидыры», сопровождающие события СКЛ, образуются местной весной исосредоточены в кольцевых зонах, окружающих полярные шапки. Обнаруженныйэффект не связан с явлением северо-южной асимметрии в проникновении солнечныхпротонов в полярные шапки двух полушарий и обусловлен метеорологическимифакторамисезонногохарактера.Расчеты,выполненныесиспользованиемфотохимической модели, показали, что образование озонных “минидыр” во времяпротонных событий типа GLE нельзя объяснить в рамках обычной гомогеннойфотохимической теории.
Результат позволит оценить вклад атмосферных высыпанийрелятивистских солнечных протонов в современные и будущие изменения озоновогослоя в полярных областях.2. Впервые экспериментально обнаружено увеличение общего содержания NO2в высоких широтах, вызванное солнечным протонным событием типа GLE 2 мая 1998года. Результаты модельных расчётов увеличения NO2 показали достаточно хорошеесовпадение с экспериментом. Показано, что не всегда значительные количестваазотных составляющих в атмосфере приводят к разрушению общего содержания озона.3. Предложен концептуально новый физический механизм образования озонных«минидыр»,вызываемыхрелятивистскимисолнечнымипротонами.Восновепредлагаемого механизма лежат процессы ионной нуклеации и гетерогенной химии ватмосфере.
В рамках данного механизма разработана модель, позволяющая на основепроцессов ионной нуклеации рассчитывать образование дополнительного количествааэрозолей при вторжении в атмосферу релятивистских солнечных протонов.Адекватность разработанной модели эксперименту показана на примере несколькихсобытийGLE.Присопоставлениимодельныхрасчетовсрезультатамиэкспериментальных измерений показано, что только протонные события типа GLEсредней мощности могут приводить к значительным увеличениям аэрозольнойконцентрации и, как следствие, образованию озонных «минидыр» в высоких широтах.События GLE являются аналогом галактических космических лучей.
Учитывая, что вкачестве одного из основных агентов солнечно-погодных связей рассматриваютсявариации космических лучей, воздействующие на земную облачность, созданная218модель, являясь наиболее разработанной с количественной точки зрения, может найтиприменение для прогноза будущих глобальных изменений атмосферы и климата, атакже для оценки возможных негативных последствий при контролируемыхвоздействиях на климат с помощью эмиссий сульфатных аэрозолей в атмосферу.4. В результате применения интегрированных методов наблюдений в высокихширотах впервые показано, что:а) в условиях нарушенной погоды (дождь, туман, гроза) спектральныехарактеристики вариаций давления и атмосферного электрического поля меняютсяпрактически синхронно;б) суточный ход Ez-компоненты в авроральной зоне в значительной степениобусловленвлияниеммагнитосферныхэлектрическихполейивариациямигалактических космических лучей;в) впервые по данным наземных измерений показано, что мощные протонныесобытия класса GLE, сопровождающиеся корональными выбросами массы, могутпривести к значительным (до 1 кВ/м) изменениям в атмосферном электрическом поле вглобальном масштабе.г) впервые в горном массиве Хибинах зафиксированы горные подветренныеволны с периодом колебаний Т=20-40 мин и амплитудой Рз=70-90 мкб;Полученные результаты указывают на необходимость исследования измененийатмосферных параметров в высокоширотной зоне при помощи интегрированныхметодов наблюдений.
Создание такого комплекса поможет решить проблемумеханизма солнечного воздействия на климат.5. Впервые в России по данным наземных измерений зафиксирован акустикогравитационный сигнал с максимумом амплитуды P45 дн/см2 от взрыва в атмосфереВитимского болида 24 сентября 2002 г. на расстоянии 4000 км от источника. При этомбыли получены правдоподобные значения скорости распространения сигнала и массыболида.
Анализ данного события подтверждает полученные ранее факты о том, чтояркие болиды 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.6. В результате спектрального и вейвлет-анализа региональных климатическихзаписей (вариации температур, древесно-кольцевые хронологии) установлено, чтопроявления солнечной активности в климатических вариациях носят макро-219региональный характер, и наиболее ярко выражены в зонах температурных контрастовподстилающей поверхности, например, вблизи границы океан-материк.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
