Диссертация (1097516), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Приведено описание полуавтоматического измерительного комплекса ссоответствующим программным обеспечением, созданного для обработки древесныхобразцов (спилы, керны, снимки со сканеров, а также с цифровых или аналоговыхкамер) с целью создания древесно-кольцевых хронологий. В результате спектральногои вейвлет-анализа в дендрохронологических сериях Кольского п-ова выявленыпериодичности 20-22, 30-33 и 80-90 лет, соответствующие циклам солнечнойактивности. При исследовании обработанных древесно-кольцевых хронологий необнаружено какого-либо значительного увеличения радиального прироста в связи спотеплением климата в ХХ веке в данном регионе.
Приводится описаниеполуавтоматического измерительного комплекса с соответствующим программнымобеспечением, созданного для обработки древесных образцов с целью построениядревесно-кольцевых хронологий.Проанализированыособенностивоздействиянаиболеемощных(VEI≥5)вулканических извержений на региональный климат Мурманской области подендрохронологическим данным Кольского п-ова за период, превышающий 560 лет.Показано, что наблюдается существенное понижение температуры, в среднем, втечение 8 лет после извержений, затем происходит ее восстановление до нормальногоуровня.По дендрохронологическим данным впервые показано, что ускоренный ростдеревьев, наблюдавшийся, как сообщалось ранее, после взрыва Тунгусского болида 30июня 1908 г.
в зоне катастрофы (около 2000 км2), на самом деле охватывает огромнуютерриторию площадью около 2 млн.км.2 Данный результат свидетельствует о том, чтоэкологические последствия падения на Землю небесных тел (комет и астероидов) могутбыть гораздо более значительными, чем считалось ранее.21Глава 1 Феноменологические особенности измененийв газовом составе атмосферы высоких широт под действиемкосмических лучей.В настоящее время изучение атмосферы приобретает все большую роль вфундаментальных исследованиях глобальных изменений окружающей среды. Именно ватмосфере происходят явления и процессы, влияющие на формирование ирегулирующие изменения глобального климата Земли.
Состав атмосферы менялся сначала ее образования, причем, за последние два столетия скорость этих измененийсущественно возросла, в основном, как полагают, в связи с продуктами деятельностичеловека (кислотные дожди, выбросы парниковых газов, смог, истощение озоновогослоя, и др.). При этом концентрация основных атмосферных газов (N2, O2),составляющих 99.9% от всей массы атмосферы, практически не менялась напротяжении всего времени существования человека [Graedel, Crutzen, 1989]. Речьпоэтому идет об изменениях концентраций малых газовых составляющих атмосферы, ккоторым относятся озон (О3), семейства азота (NO, N2O, NO2, HNO3) и хлора (Cl, ClO,HCl), двуокись углерода (CO2), диоксид серы (SO2) и др.
[Брасье, Соломон, 1987;Матвеев, 2000]. Именно способность некоторых из этих соединений поглощать ирассеиватьсолнечнуюэнергиюможетпривестикглобальнымизменениямокружающей среды.Исследование вариаций параметров средней и нижней атмосферы в связи сразличными проявлениями солнечной активности входит в число основных задачмножества международных и российских программ и проектов. Существенной частьюэтих проектов является изучение поведения атмосферного озона под действиемразличных факторов. Важность этих работ связана, в первую очередь, с проблемой“озонной дыры” (аномального понижения общего содержания озона (ОСО)), впервыеобнаруженной над Антарктидой в 1985 г. [Farman et al., 1985], а также с возможнымипоследствиями понижений озона для среды обитания человека. Уменьшения озоновогослоя, благодаря способности озона поглощать ультрафиолетовое (УФ) излучениеСолнца в диапазоне длин волн 220-290 нм, приводят к изменениям термическогорежима средней атмосферы и могут, что чрезвычайно важно, оказывать достаточносильное воздействие на биосферу Земли [Матвеев, 2000; Зуев, 2006; Garcia, 1994].Например, в Восточной Сибири было зафиксировано увеличение УФ-Б излучения (280315 нм) на 25-30% в период аномалии ОСО [Михалев и др., 2000].
Существенноеуменьшение общего содержания озона (ОСО) может приводить к замедлению роста22растений, повреждению водных экосистем за счет подавления фотосинтеза, нарушениюпищевых цепей на суше и в океане, подавлению иммунной системы человека,увеличению случаев немеланомного рака кожи и катаракты [Перов, Крученицкий, 1996;Garcia, 1994; Зуев, 2006].
Проблема воздействия УФ излучения на человека такжесуществует, и при этом важно учитывать также кратковременные (менее суток)изменения ОСО [Перов, Крученицкий, 1996].Открытие озонной “дыры” над Антарктидой, а также почти повсеместногоснижения ОСО в средних и полярных широтах в последние десятилетия ХХ века,явилось началом целой серии работ, посвященных исследованиям вариаций озона вАнтарктиде, Арктике и в средних широтах [Данилов, Авдюшин, 1992; Зуев, 1998; 2006;Solomon, 1988; Evans, 1990; Larsen, Henriksen, 1990; Taalas, Kyro, 1992].
В разрушенииозонового слоя напрямую обвинили техногенные фреоны [Farman, 1985], чтовпоследствии привело к свёртыванию их производства. При этом сторонникитехногенной гипотезы совершенно не учитывали природные факторы. Например, вработе [Зуев, 1998] была выдвинута гипотеза, объясняющая наблюдаемые измененияозонового слоя как неполный цикл долгопериодных колебаний природного характера,который модулируется вековым циклом солнечной активности.
Согласно современнымпредставлениям, образованию озонной «дыры» в весенний период предшествуетобразование циркумполярного вихря, и, как следствие, приводит к аномально низкимтемпературам (ниже -70С) и формированию полярных стратосферных облаков[Данилов, Авдюшин, 1992; Solomon, 1988]. На поверхности частиц этих облаков, врезультате гетерогенных химических процессов, происходит высвобождение хлора,являющегося активным катализатором разрушения озона [Solomon, 1988; Prather,1992]. В северном полушарии явления, подобного озонной «дыре», не зафиксировано.С другой стороны, сравнительно небольшие (до 30%) и кратковременные (несколькодней) аномальные уменьшения ОСО, или так называемые озонные «минидыры»,достаточно часто наблюдаются в Арктике [Solomon, 1988; Evans, 1990; Larsen,Henriksen, 1990; Taalas, Kyro, 1992] или в среднеширотной зоне Сибири [Зуев, Смирнов,1996; Зуев, 2006].
Основной причиной образования арктических озонных «минидыр»считается наличие полярных стратосферных облаков и (или) сульфатных аэрозолей[Solomon, 1988; Larsen, Henriksen, 1990]. Динамические процессы в стратосфере такжерассматриваются в качестве одной из причин образования локальных озонных«минидыр» [Зуев, Смирнов, 1996; Зуев, 2006; Taalas, Kyro, 1992].Однако помимо перечисленных, как это будет показано ниже, существуют идругие естественные агенты, воздействующие на озоновый слой в средней стратосфере23высоких широт.
Это релятивистские (E>450 МэВ) протоны солнечных (СКЛ) игалактических (ГКЛ) космических лучей [Шумилов и др., 1991; Шумилов, Касаткина идр., 1996; 1998; Касаткина и др., 1998; Shumilov et al., 1992; Shumilov, Kasatkina et al.,1993a; 1995; Kasatkina et al., 1992; 1993a,b; 1997; 1998; 1999; 2004]. Отметим, что вовремя обычных событий СКЛ большое количество высокоэнергичных протонов, восновном, проникает в верхнюю стратосферу, и лишь протоны релятивистских энергиймогут вызывать события GLE (Ground Level Events), регистрируемые нейтроннымимониторами на поверхности Земли [Shea, Smart, 2001].
При этом протоны теряютбольшую часть своей энергии в средней атмосфере, вызывая диссоциацию иионизацию нейтральных составляющих, что приводит к образованию водородного HOx(H, OH, HO2) и азотного NOx (N, NO, NO2) ряда. Эта способность СКЛ делаетвозможным идентификацию этих событий, и, следовательно, вариаций солнечнойактивности в прошлом по содержанию нитратов в полярных льдах [Гладышева,Дрешхофф, 1997; Dreschhoff, Zeller, 1990; Zeller, Dreschhoff, 1995; Vitt et al., 2000;McCracken et al., 2001a,b].
Космогенные изотопы (14C,10Be), образованные привзаимодействии первичных космических лучей с ядрами атмосферных газов,откладываются в естественных архивах космических лучей (кольцах деревьев,полярном льду, донных отложениях), исследование которых позволяет изучатьпроцессы на Земле и околоземном космическом пространстве на временной шкале вдесятки тысяч лет [Дергачев, 1995; Гладышева, Кочаров, 1996; 1999; Константинов идр., 1997; Васильев, Дергачев, 1999]. Предполагается, например, что значительноеувеличение притока космических лучей в атмосферу из-за инверсий геомагнитногополя могло стать причиной уничтожения озонного слоя, что имело катастрофическиепоследствия для земного климата и биосферы в геологическом прошлом [Reid et al.,1976; Chamberlain, 1977].О возможном воздействии вариаций космических лучей на биологическиеобъекты сообщалось в ряде исследований, где были выявлены корреляционныезависимости с изменчивостью скорости роста семян [Shumilov, Kasatkina et al., 2004e] ижизнедеятельностью бактерий [Фараоне и др., 2005], а также со случаями сердечнососудистых и раковых заболеваний у человека с летальным исходом [Шумилов,Касаткина и др., 1998; Еникеев, Касаткина и др., 2008; Stoupel et al., 1997; Juckett,Rosenberg, 1997; Styra et al., 2005].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
