Учебные материалы
Скачать 6.5 Mb.
|
| M = 0,6*10-6 г/см2. Аналогичные расчеты выполнили E. П. Новосельцев по схеме многократного рассеяния В. В. Соболева и К. Я. Винников по схеме однократного рассеяния К. С. Шифрина. Полученные ими значения M соответственно равны 0,4*10-6 и 0,6*10-6 г/см2. Несколько большее значение M получено в работе Баррета (1971), который в результате расчета рассеяния на частицах аэрозоля при не очень большой его концентрации нашел M равным 10-6 г/см2. Величину M можно также найти из расчета обратного рассеяния радиации на частицах аэрозоля по модели Ямамото и Танака (1971). По этим данным, M оказывается равным 1,3*10-6 г/см2. Влияние массы аэрозоля на ослабление коротковолновой радиации можно оценить по формуле Онгстрема (1962), связывающей альбедо системы Земля — атмосфера с показателем оптической мутности, при учете средней массы аэрозоля. Определенное таким методом M равно 0,6*10-6 г/см2. Не останавливаясь на результатах других аналогичных расчетов, отметим, что средняя величина M, по-видимому, лежит в интервале 0,4*10-6 — 1,3*10-6 г/см2. Это заключение почти точно совпадает с результатом, полученным в исследовании CIAP (1974). Принимая во внимание, что среднее значение M намного меньше изменчивости массы аэрозоля, следует заключить, что колебания массы атмосферного аэрозоля во времени и в пространстве могут заметно изменять поток коротковолновой радиации, приходящей к земной поверхности. Эти изменения, по-видимому, оказывают существенное влияние на термический режим атмосферы. Заслуживает внимания вопрос о связи изменений концентрации атмосферного аэрозоля с вулканической активностью. Косвенным доказательством наличия такой связи являются приведенные выше данные о резких колебаниях прямой солнечной радиации после крупных вулканических извержений. Эти данные указывают на значительные изменения концентрации аэрозоля после вулканических извержений взрывного характера. Имеются и прямые данные о существенном росте концентрации стратосферного аэрозоля после крупных извержений. Измерения, выполненные на высотных самолетах, показали, что концентрация аэрозоля в стратосфере северного полушария значительно изменялась в течение 60-х годов. Это изменение, по-видимому, объясняется влиянием извержения вулкана Агунг в 1963 г. и нескольких последующих извержений других вулканов. Приведенные выше представления о физическом механизме современных изменений климата были изложены в работах автора, изданных в 1967—1974 гг. В последующие годы были опубликованы многие исследования, в которых получены аналогичные выводы о причинах современных изменений климата. К числу работ, посвященных этой проблеме, относятся исследования 3. И. Пивоваровой (1977), в которых был изучен вековой ход прозрачности атмосферы и показано существенное влияние вулканических извержений на колебания прозрачности. В работах И. Л. Кароля (1977), И. Л. Кароля и 3. И. Пивоваровой (1978) была изучена зависимость колебаний прямой солнечной радиации и температуры у земной поверхности от изменений количества стратосферных аэрозолей. В первом из этих исследований данные самолетных наблюдений в северном и южном полушариях за количеством стратосферных аэрозолей в слое 14—20 км для периода 1960—1973 гг. были сопоставлены с аномалиями прямой солнечной радиации, определенными на группе актинометрических станций, расположенных в средних широтах северного полушария. Между рассматриваемыми величинами обнаружена тесная связь, что подтвердило концепцию об определяющем влиянии колебаний массы стратосферного аэрозоля на изменения климата. Эта зависимость была использована для оценки колебаний массы стратосферного аэрозоля, обусловленных вулканической деятельностью, на термический режим нижних слоев атмосферы. Полученные результаты оказались близкими к изменениям температуры, обнаруженным после вулканических извержений по результатам наблюдений. Во второй работе материалы выполненных в США аэростатных наблюдений за количеством атмосферного аэрозоля сравнены с колебаниями коэффициента прозрачности атмосферы, определенного по данным измерений прямой солнечной радиации на ряде актинометрических станций в СССР. В результате этого сравнения установлено, что актинометрические наблюдения за прямой радиацией, особенно выполненные на горных и удаленных от городов станциях, отражают влияние крупных вулканических извержений на прозрачность атмосферы. Цикл исследований влияния вулканических извержений на колебания климата был выполнен американскими авторами. Оливер (1976), применяя модель, позволяющую рассчитать изменения температуры северного полушария под влиянием связанных с вулканической деятельностью изменений прозрачности атмосферы, выполнил расчет детерминированных изменений температуры воздуха полушария за период с конца XIX в. до 1968 г. Его расчет показал, что при таком подходе удается описать около 70 % дисперсии ряда. Остаточная дисперсия может рассматриваться как характеристика метеорологического шума. Можно думать, что дополнительный учет антропогенных факторов изменения климата позволили бы понизить уровень шума, который в известной мере характеризует умение количественно описать изменение во времени характеристик глобального термического режима планеты. Этому вопросу посвящены также работы, выполненные К. Саганом и его сотрудниками (1976). В указанных исследованиях детально рассмотрено влияние продуктов вулканических извержений на радиационный режим атмосферы. В соответствии с данными наблюдений предполагается, что продукты извержения включают твердые частицы, которые сравнительно быстро выпадают (наименьшие частицы существуют до нескольких месяцев), и образованные из окислов серы капельки серной кислоты, время жизни которых более продолжительно. При изучении влияния извержения вулкана Агунг на климат было отмечено, что, по данным наблюдений в первые месяцы после извержения, нижние слои стратосферы заметно нагревались. Как следует из выполненных расчетов, это может быть следствием поглощения длинноволновой радиации вулканогенными частицами. Сразу же после извержения, когда наиболее крупные частицы вулканогенного аэрозоля еще не выпали, некоторое повышение температуры может распространяться и на тропосферу. В дальнейшем этот эффект исчезает и происходит охлаждение как тропосферы, так и стратосферы. Учитывая влияние инерции системы Земля — атмосфера, было найдено, что после крупного извержения средняя температура в нижнем слое воздуха понижается на несколько десятых градуса. Такой вывод хорошо согласуется с результатами наблюдений. С учетом влияния вулканических извержений и роста концентрации CO2 на термический режим атмосферы были вычислены изменения средней температуры северного полушария для последнего столетия, которые оказались близкими к результатам, полученным из данных наблюдений. В рассматриваемых работах обсуждается также вопрос о значении повышения вулканической активности для развития похолодания середины второго тысячелетия нашей эры, которое часто называется «малой ледниковой эпохой». Выполненные расчеты показывают, что это значение могло быть очень существенным. В работе Хансена и др. (1978) аналогичный анализ выполнен для извержения вулкана Агунг в 1963 г. Авторы заключили, что все рассчитанные ими количественные показатели изменений термического режима после вулканического извержения превосходно согласуются с материалами наблюдений. Заслуживает внимания исследование Майлса и Гилдерсливса (1977), посвященное эмпирическому анализу связей изменений средней температуры воздуха в северном полушарии с климатообразующими факторами. В этом исследовании получен вывод, что изменчивость средней температуры полушария за последние сто лет в основном связана с колебаниями индекса вулканического загрязнения атмосферы и ростом концентрации углекислого газа. Учет этих двух факторов позволяет описать 65 % изменчивости температуры, а при введении в расчет третьего фактора — площади полярных льдов — эта величина повышается до значения, большего 80%. В работе Робока (1978) в результате аналогичного анализа установлено, что вулканическая деятельность существенно влияет на среднюю температуру воздуха в северном полушарии, тогда как солнечная активность, характеризуемая числом солнечных пятен, такого влияния не оказывает. Сформулируем вытекающее из материалов этого раздела заключение о причинах современного изменения климата. Потепление, достигшее максимума в 30-х годах, по-видимому, объяснялось увеличением прозрачности стратосферы, повысившим поток солнечной радиации, поступающей в тропосферу (метеорологическую солнечную постоянную). Это привело к возрастанию средней планетарной температуры воздуха у земной поверхности. Изменения температуры воздуха на различных широтах и в различные сезоны зависело от оптической толщины стратосферного аэрозоля и от перемещения границы морских полярных льдов. Обусловленное потеплением отступление морских арктических льдов привело к дополнительному заметному повышению температуры воздуха в холодное время года в высоких широтах северного полушария. Эти выводы подтверждаются расчетами, основанными на использовании модели термического режима атмосферы, результаты которых хорошо согласуются с данными наблюдений. Представляется вероятным, что изменения прозрачности стратосферы, произошедшие в первой половине XX в., были связаны с режимом вулканической деятельности и, в частности, с изменением поступления в стратосферу продуктов вулканических извержений, включая в особенности сернистый газ. Такой же физический механизм оказывал влияние на изменения климата во второй половине XX в., в особенности в середине 60-х годов под влиянием извержения вулкана Агунг. Кроме вулканической деятельности, на климатические условия XX в. оказывала определенное влияние хозяйственная деятельность человека, которая, в частности, привела к росту концентрации углекислого газа в атмосфере. Этот вопрос подробнее обсуждается в пятой главе книги. Следует указать, что приведенное выше объяснение причин современных климатических изменений относится только к главным чертам этих изменений. Наряду с указанными здесь общими закономерностями процесса изменения климата этот процесс характеризовался многими особенностями, относящимися к колебаниям климата за более короткие периоды времени и к колебаниям климата в отдельных географических районах. Нам представляется, что такие колебания климата были обусловлены в основном изменениями циркуляции атмосферы и гидросферы, которые имели в значительной мере случайный характер. |
Похожие:
 | Учебное издание Учебные программы и методические материалы кафедры... Учебные программы и методические материалы кафедры теории и истории государства и права : учеб метод пособие / сост.: А. Р. Еремин,... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы педиатрии и гигиены... «Основы педиатрии и гигиены детей раннего и дошкольного возраста» включает три блока документов: организационные документы, методические... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы педиатрии и гигиены... «Основы педиатрии и гигиены детей раннего и дошкольного возраста» включает три блока документов: организационные документы, методические... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы педиатрии и гигиены... «Основы педиатрии и гигиены детей раннего и дошкольного возраста» включает три блока документов: организационные документы, методические... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Что же такое эор? Электронными образовательными ресурсами называют учебные материалы, для воспроизведения которых используются электронные... | | Учебные пособия : Практический курс китайского языка, Москва изд.... Учебные пособия: Практический курс китайского языка, Москва изд. Восток-Запад в 2х томах 2009, дополнительные материалы из китайских... |
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Инновационные учебные материалы к учебнику “nme” Деревянко Н. Н., Жаворонкова С. В. и др. 5 класс | | Селевко Г. К. Современные образовательные технологии doc России. Учебные материалы для студентов: лекции, шпоры, конспекты, учебники более чем по 300 предметам |
| Материалы на конкурс «Мой классный классный Высокие учебные результаты обучения при их позитивной динамике за последние три года | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «история и философия науки» Учебные материалы для подготовки кандидатского экзамена по истории и философии науки |
| Уроки Кирилла и Мефодия. Математика, русский язык, окружающий мир 1-4 классы ... | | Учебники и учебные пособия, методические материалы Сборник лабораторных работ : Исследование трения и износа при ремонте машин и оборудования. Издание переработанное и дополненное.... |
| Что такое электронные образовательные ресурсы (эор)? ... | | Что такое электронные образовательные ресурсы (эор)? ... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... ... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... ... |
