Сведения о колебаниях климата

Для восстановления развития климата в исторический период используются различные источники, и прежде всего данные инструментальных наблюдений метеорологических станций. Однако, применяя результаты инструментальных наблюдений для оценки колебаний климата, нужно учитывать непрерывное их совершенствование, что влияет на сравнимость данных наблюдений.

Много сведений о погоде и климате содержат литературные источники, народные предания, летописи, описания наводнений, засух, суровых зим и др. НО эти источники имеют разную степень надежности, отражают субъективное мнение разных авторов, которые, прежде всего фиксировали отдельные, резко выделяющиеся явления погоды.

Многочисленные доказательства говорят о том, что в Европе и в полярной области на протяжении исторического периода происходили колебательные изменения климата. Они характерны и для других районов земного шара (см. рис. 12).

Рис. 12. Вековой ход уровня Каспийского моря у г. Баку

Поиски периодичности в колебаниях климата привели к выявлению периодов различной продолжительности, достоверность которых, однако не всегда подтверждалась дальнейшим ходом развития климата.

Одним из первых исследователей периодичности в колебания: климата был Э. А. Брикнер. Он собрал и статистически обработал обширный материал метеорологических наблюдений за период 1700 по 1880 г. Кроме того, Э. А. Брикнер использовал сведения о наводнениях, о датах вскрытия и замерзания рек, об отступании ледников в горах, о колебаниях уровня бессточных озер, сведение о Каспии с 1306 г., о суровых зимах, о сроках сбора винограда начиная с IX в., и другие материалы. Анализ этих многочисленны: и разных по своей климатической значимости данных позволил ему в 1890 г. сделать вывод о наличии 35-летнего цикла (34,8±7 лет) в режиме температуры, давления и осадков. По данным Е. А. Брикнера, колебания температуры происходят почти одновременно на всем земном шаре и амплитуда и: составляет в среднем около 0,8°. По его мнению, эти колебания вызывают изменение атмосферного давления на различных широтах, а также существенные колебания в увлажнении. Длительность брикнеровского 35-летнего цикла является лини средней. Она изменяется в отдельных случаях в довольно больших пределах—от 20 до 50 лет. Открытие цикла Брикнера послужило толчком для много численных поисков цикличности в изменении отдельных метеорологических характеристик и погодных явлений. В частности М. А. Боголепов в 1907—1908 гг. собрал и обработал сведения о погоде, содержащиеся во многих русских и иностранных летописях, исторических хрониках и других литературных источниках. На основании анализа этих материалов он пришел к выводу о существовании в среднем 33,5-летнего периода в колебания; климата. Исследованиями геолога Г. Ф. Лунгерсгаузена этот цикл обнаружен даже в палеозойских слоях ленточных мергелей на западном склоне Южного Урала, образовавшихся 500—600 миллионов лет назад.

Реальность цикличности Э. А. Брикнера и ее солнечную обус­ловленность подтверждают гелио­физики. Большим толчком к поискам периодичности в колебаниях кли­мата в историческое время было открытие закономерных измене­ний в солнечной активности (образование на Солнце пятен, факе­лов, протуберанцев). Для оценки солнечной активности чаще всего применяют относительные числа Вольфа, характеризующие пятно-образование на Солнце. Ежемесячные данные о числах Вольфа имеются в настоящее время с 1749 г., а годичные—даже с 1700 г. Изучение их показало, что солнечная деятельность подвержена циклическим колебаниям, имеющим среднюю продолжительность около 11 лет. В отдельных случаях длительность циклов колеблет­ся с»т 7,3 до 14,6 лет (рис. 13).

С открытием цикличности в солнечной деятельности многие исследователи начали сопоставлять с ней колебания отдельных метеорологических элементов. Еще в 70-х годах XIX в. Кеппен обратил внимание на связь изменений температуры на Земле с 11-летним периодом колебаний солнечной активности: во время минимума солнечных пятен и вскоре после него температура воз­духа несколько выше, чем в годы, следующие за максимумом сол­нечных пятен. При этом от минимума к максимуму солнечной активности амплитуда колебания температуры во всех широтных зонах достигает 0,2—0,4°С. В дальнейшем оказалось, что если рас­сматривать отдельные районы земного шара, то для них связь между солнечной активностью и температурой может быть разно­значной. Это объясняется тем, что в годы с любой солнечной активностью на поверхности зем­ного шара есть области как с отрицательными, так и с положи­тельными аномалиями температуры. С приближением минимума солнечных пятен происходит лишь некоторое уменьшение площади первых и увеличение площади вторых областей. Наоборот, в годы максимума солнечной активности преобладают области с отрица­тельной аномалией температуры. Связь между колебаниями солнечной активности и метеоро­логическими элементами изучали многие ученые. Реальность этой связи в последнее время подтверждена стати­стически Вместе с тем этими авторами подчеркивается, что механизм солнечно-земных связей сложен, что наряду с ним на климатические явления, дейст­вуют и другие факторы. До сравнительно недавнего времени 11-летний цикл был основ­ным циклом солнечной активности. В 1954 г. советским гелиофизиком Эйгенсоном был обнаружен 5—6-летний, а ранее «вековой»—80—90-летний циклы солнечной активности.

Рис. 13. Вековые циклы солнечной активности – интегральная кривая

годовых аномалий чисел Вольфа