ИСТИНА

Целью фундаментального исследования является выявление изменений температуры воздуха на территории Крымского полуострова за период наблюдений в связи со сменой циркуляционных эпох Северного полушария.

Анализ пространственной и временной вариации солярного климата Земли с современную эпоху позволил выявить следующие особенности: 1. В современную эпоху (от 3000 г. до н.э. до 2999 г. н.э.) происходит сокращение приходящей солнечной радиации к Земле. Сокращение радиации связано с вековым изменением наклона оси вращения Земли. В приходящей к Земле солнечной радиации проявляется периодичность равная 2-м, 3-м, 8-ми, 11-ти и 19-ти годам. В полярных районах преобладает 19-ти летняя периодичность. В экваториальных районах максимальные амплитуды отмечаются для 2-х и 3-х летней периодичности. 2-х и 3-х летняя периодичность образует 8-ми и 11-ти летние циклы (2+3+3 и 2+3+3+3) которые в сумме составляют 19-ти летний цикл. Полученная периодичность определяется суперпозицией и синхронизацией нутационного цикла и возмущением, связанным с соизмеримостью в орбитальных движениях Земли, Марса и Венеры. 2. Поступление солнечной радиации в экваториальные районы Земли в современную эпоху несколько увеличивается, а в полярные районы существенно сокращается. Таким образом, происходит увеличение межширотного градиента в поступающей на земной эллипсоид в отсутствии атмосферы солнечной радиации (широтные контрасты увеличиваются). 3. Для нутационного 19-ти летнего цикла отмечается смена сокращения и увеличения поступающей солнечной радиации в экваториальных и полярных районах по фазам цикла приблизительно равным половине периода. Этот эффект связан с наклоном оси вращения Земли в результате нутации. 4. В вековой тенденции в летних полушариях приходящая радиация сокращается, а в зимних – увеличивается (сезонные различия сглаживаются). Максимальные сокращения в вековой изменчивости приходятся на равноденствия, а минимальные – на солнцестояния. В годовом поступлении радиации, наоборот, для равноденствий отмечается максимальное поступление радиации, а для солнцестояний – минимальное. 5. Максимальные абсолютные значения амплитуды межгодовой изменчивости солнечной радиации отмечаются в экваториальной и полярной областях. Минимальные значения характерны для широтных зон 60°–65° в каждом полушарии. 6. В летнее для Северного полушария полугодие максимальные (по абсолютным значениям) амплитуды межгодовой изменчивости характерны для экваториальной области, минимальные - для широтной зоны 60°–65° с.ш. В зимнее для Северного полушария полугодие максимальные значения амплитуды межгодовой изменчивости отмечаются в Южной полярной области, минимальные – в Северной полярной области и широтной зоне 25°–30° с.ш. Проведённый анализ позволил выявить особенности влияния солярного климата Земли на циркуляцию атмосферы в Северном полушарии: 1. Определена связь приходящей солнечной радиации и разности солнечной радиации приходящей в экваториальную и полярную области Северного полушария Земли (в отсутствии атмосферы) с продолжительностью зональной (З+НЗ) и меридиональной (МС+МЮ) циркуляции, соотношение которых является профилирующим признаком в типизации Б.Л. Дзердзеевского. 2. Определена связь приходящей солнечной радиации и разности солнечной радиации, приходящей в экваториальную и полярную области Северного полушария Земли (в отсутствии атмосферы), с продолжительностью отдельных групп циркуляции (меридиональной южной и нарушения зональности). 3. Определен различный характер отклика продолжительности зональной и меридиональной циркуляции и отдельных групп циркуляции (меридиональной южной и нарушения зональности) на изменение значений приходящей солнечной радиации и разности солнечной радиации, поступающей в экваториальную и полярную область Северного полушария. На основе полученных закономерностей произведён анализ изменения температуры воздуха в Крыму в зависимости от солярного климата Земли и циркуляции атмосферы над территорией Северного полушария: 1. Создана пространственная база данных по температуре воздуха в Крыму. 2. Показано, что температурный режим на территории полуострова Крым в многолетнем плане характеризуется стабильностью (малые величины трендов: значения тангенса угла наклона линии тренда, по модулю определяются диапазоном от 0,0014 до 0,005). Изменчивость во времени, в основном связана с межгодовыми, двух и трехлетними колебаниями относительно среднего многолетнего значения происходящими синхронно на территории анализируемых метеостанций. 3. Аномалия в многолетней изменчивости приземной температуры характеризуется вариациями малой продолжительности. Преобладающими в вариациях аномалии является продолжительность в 1, 2 и 3 года, составляющие 72,9% всех случаев положительных и отрицательных значений аномалии температуры. Межгодовая изменчивость так же характеризуется периодами малой продолжительности (1, 2 и 3 года) составляющими 91,7% продолжительности ряда наблюдений. 4. Преобладающая в вариациях температурного режима, межгодовая и 2–3 летняя периодичность определяется вариациями приходящей солнечной радиации. Знак межгодовой изменчивости в 62,7% случаев соответствует знаку межгодовой изменчивости приходящей солнечной радиации. 5. За период инструментальных наблюдений в Крыму отмечается вековой минимум значений температуры воздуха, характерный для периода 1981–1997, при начавшемся понижении в период 1970–1980, что связано с увеличением случаев выхода с морской акватории южных циклонов. Наблюдаемые максимумы значений температуры воздуха в 1957–1969 и, в особенности, в 1998–2013 гг. связаны с увеличением антициклонического режима над территорией полуострова. Увеличение среднегодовых значений в последний циркуляционный период связано с повышением температуры воздуха в летние месяцы на фоне ее понижения зимой. Таким образом, увеличивается континентальность климата полуострова. 6. Влияние циркуляции атмосферы на формирование климатических норм может рассматриваться в двух аспектах: в аспекте пропорции циркуляционного вклада (по В.М. Фёдорову (2011)) и в аспекте степени и устойчивости этого влияния. 7. Анализ пропорций циркуляционного вклада позволил выявить в пределах каждой циркуляционной эпохи типы ЭЦМ, которые характеризуются наибольшей устойчивостью в формировании положительных или отрицательных температурных аномалий. 8. Степень влияния общей циркуляции атмосферы, рассчитанная по Н.А. Плохинскому за весь период исследований находилась на уровне 4–14% от величины отклонения. Отмечается снижение роли общей циркуляции атмосферы в формировании климатических аномалий при смене эпох: меридиональная северная циркуляционная эпоха характеризуется минимальной амплитудой значений коэффициента Н.А. Плохинского. Учитывая тот факт, что поступление солнечной радиации на 45°с.ш. в многолетнем режиме практически не изменяется можно говорить об усилении влияния местных факторов на формирование температурных аномалий. Причиной относительно небольшого значения влияния общей циркуляции атмосферы может быть неодинаковая степень влияния отдельных типов ЭЦМ на исследуемый показатель. 9. На фоне общего тренда снижения степени влияния отмечается смещение максимумов степени влияния общей циркуляции атмосферы на формирование температурных аномалий в зональную циркуляционную эпоху с февраля и октября на апрель и сентябрь при сильном сглаживании пиков в меридиональную южную циркуляционную эпоху. Минимум степени влияния общей циркуляции атмосферы сместился с июля на май – июнь. 10. Для каждого месяца в рамках каждой циркуляционной эпохи выявлены 3 категории типов ЭЦМ по устойчивости влияния на формирование температурных аномалий: А) неустойчивое влияние (ошибка среднего достоверно больше среднего); Б) устойчивое влияние (среднее достоверно больше своей ошибки); В) промежуточное влияние. Физический смысл определения устойчивости влияния заключается в том, что для устойчивого влияния можно утверждать, что в данном месяце данный тип ЭЦМ будет давать отклонения от среднемесячной температуры одного и того же знака; в то же время неустойчивое влияние, когда средняя аномалия температуры для данного типа ЭЦМ имеет значение близкое нулю, при достаточно большой ошибке означает, что, хотя влияние может быть достаточно большим в каждом конкретном случае, его знак трудно предсказуем. 11. Анализируя конкретные случаи влияния типов ЭЦМ на формирование температурных аномалий, можно выделить следующие особенности: для первой циркуляционной эпохи (1899–1915 гг.) характерно наличие типов ЭЦМ с устойчивым влиянием в весенний и осенний периоды. К типам ЭЦМ, достоверно повышающим температуру, относятся ЭЦМ 1а, 1б, 2а, 4а, 5б, 8вл, 8вз, 9а. В свою очередь, типы ЭЦМ 2в, 4в, 5в, 5г, 6, 8гл, 9б, 11в, 13з приводят к статистически достоверно устойчивому понижению температуры. Для второй циркуляционной эпохи (1916–1956 гг.) характерно наличие небольшого количества ЭЦМ устойчивого влияния. Статистически достоверным влиянием на повышение температуры воздуха обладают ЭЦМ 2а, 4в, 5г, 8вл, 8гл, 9а, на понижение температуры – ЭЦМ 1а, 5б, 8вл, 9б. Для третьей циркуляционной эпохи (1957–2013 гг.) характерно наличие ЭЦМ устойчивого влияния в весенне-летний период. К типам ЭЦМ, имеющим статистически достоверное влияние на повышение температуры, относятся ЭЦМ 1а, 2а, 2в, 5в, 5г, 8бз, 8гл. В свою очередь, типы ЭЦМ 1б, 3, 4а, 5г, 8вз, 11а, 12бз, 12бл приводят к статистически достоверно устойчивому понижению температуры. 12. Определена степень влияния наиболее устойчивых типов ЭЦМ для каждой циркуляционной эпохи. Общей для всех случаев тенденцией является повышение абсолютного значения степени влияния в весенний и осенний периоды. 13. Если в меридиональную северную циркуляционную эпоху Крымский полуостров оказывается на границе циклонической и антициклонической областей, т.е. во фронтальной зоне, над Крымским полуостровом весной и осенью происходит устойчивое понижение температуры воздуха (ЭЦМ 2в, 13з), а зимой – повышение (ЭЦМ 4а). Если весной Крым оказывается в западном отроге сибирского антициклона (ЭЦМ 1а, 5б, 8вз), происходит устойчивое повышение температуры воздуха за счёт повышенной инсоляции. Выходы южных циклонов на полуостров (ЭЦМ 1б, 2а, 5г, 8вл) также приводят к устойчивому повышению температуры зимой, ранней весной и осенью. Для ЭЦМ 8вл характерно повышение температуры воздуха весной. Приход северо-западных циклонов (ЭЦМ 4в, 6, 9б), напротив, приводит к устойчивому понижению температуры воздуха над исследуемой территорией. Установление области высокого давления над полуостровом приводит к повышению температуры воздуха летом (ЭЦМ 9а) и к понижению её зимой (ЭЦМ 5в, 11в). При арктическом вторжении на Западную Сибирь и распространении на Крым отрога антициклона в тёплое полугодие (ЭЦМ 8гл) температура также понижается. 14. В зональную циркуляционную эпоху пути атлантических циклонов смещаются к северу, а антициклоническая область на континенте расширяется. В связи с этим меняется влияние некоторых ЭЦМ на температуру в Крыму. Так, из-за более низких температур весной в области сибирского антициклона (Кононова, 1963) при ЭЦМ 1а в его западном отроге, в Крыму, также происходит понижение температуры в весенние месяцы. Антициклоническая циркуляция над полуостровом летом (ЭЦМ 2а, 9а) приводит, как и в первой эпохе, к повышению температуры воздуха. В отличие от первой эпохи, повышение происходит и при ЭЦМ 8гл. При южных для Крыма циклонах (ЭЦМ 8вл, 9б) весной происходит устойчивое понижение температуры воздуха. Из группы северо-западных циклонов выпал ЭЦМ 4в, при котором Крым оказался под влиянием разросшегося восточного отрога Азорского антициклона. При нём происходит устойчивое повышение температуры весной. В области фронтальных разделов над Крымским полуостровом (ЭЦМ 5б) осенью происходит устойчивое понижение температуры воздуха. 15. При ЭЦМ 1а в западном отроге сибирского антициклона в меридиональной южной циркуляционной эпохе, как и в первой, происходит повышение температуры воздуха весной. При аналогичной ситуации зимой (ЭЦМ 8вз 11а, 12бз) происходит понижение температуры в силу выхолаживания. Понижение температуры происходит и при арктическом вторжении на ЕТР, достигающем Крыма. (ЭЦМ 4а). В тёплое полугодие формирование стационарного антициклона ведёт к устойчивому повышению температуры (ЭЦМ 2а, 2в). Выход южных циклонов на территорию Крымского полуострова (ЭЦМ 5г) и прохождение через Крым фронтального раздела (ЭЦМ 12бл) приводит к понижению температуры весной и повышению её зимой (ЭЦМ 5в). 16. Смещение траекторий циклонов и изменение мощности антициклонов от одной эпохи к другой влияет на связь температуры воздуха в Крыму с отдельными ЭЦМ.