авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |

Изменения температуры воздуха в европе впериод современногоглобальногопотепления

-- [ Страница 1 ] --

УДК 551.583

На правах рукописи

Салугашвили Руслан Сергеевич

Изменения температуры воздуха

в Европе впериод современногоглобальногопотепления

Специальность 25.00.30–метеорология,

климатология,агрометеорология

Автореферат

диссертации на соисканиеученой степени

кандидатагеографических наук

Обнинск - 2012

Работа выполнена вФедеральном государственном бюджетномучреждении «Всероссийскийнаучно-исследовательский институтгидрометеорологической информации – Мировой центрданных»

Научныйруководитель: Шерстюков Борис Георгиевич

доктор географическихнаук, старший

научный сотрудник; ФГБУ«ВНИИГМИ-МЦД», зав. лабораторией

Официальныеоппоненты: Сидоренков НиколайСергеевич

докторфизико-математических наук, старшийнаучный сотрудник; ФГБУ "ГидрометцентрРоссии"; зав. лабораторией планетарнойциркуляции и гелиогеофизическихисследований

ШанталинскийКонстантин Михайлович

кандидатгеографических наук, доцент кафедрыметеорологии, климатологии и экологииатмосферы; Казанский (Приволжский)федеральный университет

Ведущаяорганизация: Институт географииРоссийской академии наук

Защита состоится 28февраля в 15 часов на заседаниидиссертационного совета Д212.081.20 вКазанском (Приволжском) федеральномуниверситете по адресу: 4200008, г. Казань, ул.Кремлевская, 18, корп. 2, ауд.1211.

Автореферат разослан_______ февраля 2013г

С диссертацией можноознакомиться в Научной библиотеке им.Н.И.Лобачевского ФГАОУ ВПО «Казанский(Приволжский) федеральныйуниверситет»

Ученый секретарьдиссертационного совета,

кандидат географическихнаук,доцентЮ.Г.Хабутдинов

Общая характеристикаработы

Изучение изменений климата Европы имеютдлительную историю. Тренды температурыизучались многими за рубежом (Jones P.D.,Folland C.K. Karl T.R., Wallace J.M., ZhangJ, Parker, D. E.)и в России (Груза Г.В.,Ранькова Э.Я., Переведенцев Ю.П.,Шанталинский К.М., Шерстюков Б.Г., АнисимовО.А., Бардин М.Ю., Разуваев В.Н., Булыгина О.Н.и др.). Меньше изучались колебаниятемпературы.

Большое внимание уделялось изучениювлияния Атлантики на климат Европы,начиная с работ Бьеркнеса Дж.и Митчела Дж. М. В России этимивопросами занималисьЛаппо С.С., Монин А.С., Даценко Н.М., Максимов И.В., МоховИ.И., Гулев С.К., Бышев В.И, Нейман В.Г,Добролюбов С.А., Разоренова О.А. и др.Исследование взаимосвязи взаимодействияокеана и атмосферы с климатом в Европе,неразрывно связано с изучениематмосферной циркуляции. В данномнаправлении работали Семенов В.А., Хон В.Ч.,Латиф М., Роекнер Э., Крыжов В. Н., ПолонскийА.Б, Попова В. В, Шмакин А.Б, Нестеров Е.С,Угрюмов А.И., Wallace J. M., Ворли С. Поиски энергоактивных зон в океанепроводились ранее в рамках программы«Разрезы», под руководством Марчука Г.И., нотогда изучались районы наиболееинтенсивных сезонных перестроек потоковтепла на границе атмосферы и океана,межгодовые колебания нерассматривались. Результаты работ перечисленныхавторов послужили базой для дальнейшегоболее углубленного изучения проблемыколебаний климата Европы на современныхданных.

Внастоящей работе сезонные особенностиисследовались в меньшей степени, аосновное внимание было направлено наизучение межгодовых колебанийсреднегодовой температуры воздуха Европыи на изучение возможных причинвозникновения этих колебаний. Много местав работе уделено исследованию влияниямноголетних колебаний температурыповерхности океана (ТПО) на температурувоздуха (ТВ) различных районов Европы.Анализируется роль атмосферной циркуляциив формировании пространственных различийв колебаниях температуры воздуха в разныхрегионах Европы.

Актуальность темы

Потепление климата в Европе в последнеедесятилетие становится все заметнее и всечаще приводит к опасным последствиям длячеловека.

Нарядус парниковым фактором потепления,региональные факторы изменений климатаостаются недостаточно изученными.

Актуальность темы определяетсянеобходимостью более глубоких знаний оестественных региональных колебанияхтемпературы воздуха и об их причинах вэпоху современного глобальногопотепления.

Актуальность выбора темы диссертацииименно сегодня определяется тем, чторазвитию исследований по этой темеспособствует появление новых обширныхмассивов данных наблюдений за атмосферой иокеаном, которые позволяют более детальноизучать старые проблемы на новыхданных.

Цель работы: Выявитьрегиональные изменения ТВ в Европе и ихпричины в период современного глобальногопотепления.

Для достижения целирешались следующие задачи

  • Исследовать современные тенденции визменениях ТВ
  • Провести районирование территорииЕвропы по колебаниям ТВ
  • Выявить региональныеособенности колебаний ТВ Европы
  • Установить возможные причиныформирования региональных климатическихособенностей.
  • Оценить вклад океана инеравномерности вращения Земли визменения ТВ в Европе

Объектомисследования являетсятемпература воздуха (ТВ) в Европе впериод современного глобальногопотепления.

Предметисследования: региональныеособенности, новые тенденции и возможныепричины изменений и колебаний ТВЕвропы

Методыисследования:

Исследования проводились на основесуществующих методов статистическогоанализа и оценки достоверностиполученных результатов. Использованы методыкорреляционного анализа, метод анализатрендов, исследовались аномалии и трендыво временных рядах с оценкойстатистической достоверности полученныхрезультатов. Визуализацияполученных результатов была выполнена наоснове Геоинформационных Систем.Использовались программы: MapInfo и ArcView Gis. ВMapInfo интерполяция осуществлялась методомвзвешенных обратных расстояний (Inverse DistanceWeighting - IDW)

Исходные данные дляобработки:

В работе использованы данные наблюдений заатмосферой на гидрометеорологическихстанциях мира и за температуройповерхности Мирового океана в узлахгеографической сетки, данныетеплосодержания океана, а также данные обизменениях скорости вращения Земли ипродолжительности суток. Привлекалисьданные об индексах циркуляцииатмосферы.

Анализ проводится за период интенсивногоглобального потепления с 1976 по 2010, нопривлекались данные и за более длительныйпериод.

Научная новизнарезультатов:

  • Выявлены новые особенности визменении пространственной и сезоннойструктуры потепления климата северногополушария, которые привели к временномузамедлению глобального потепления климатас начала ХХI века.
  • Предложен авторский индекс влиянияАтлантики на колебания ТВ в Европе.
  • Установлено, что наилучшиестатистические связи колебаний ТВ Европы сТПО обнаруживаются в тех районах Мировогоокеана, в которых морские течениявстречают препятствия в виде подводныххребтов и цепей островов.
  • Показано, что многолетние колебанияскорости вращения Земли имеютнаилучшую статистически достовернуюкорреляцию с колебаниями ТПО также в техрайонах, в которых морские теченияпересекают подводные хребты и цепиостровов.
  • Получены количественные оценкивклада колебаний скорости вращенияЗемли в колебания ТПО и оценки вкладаколебаний ТПО в колебания ТВ в Европе.

Практическая итеоретическая значимость полученныхрезультатов

Полученные результаты уточняют иразвивают существующие представления оформировании изменений и колебанийклимата Европы, об их связи с процессами вверхнем слое океана и о ролиглобального внешнего фактора – скорости вращенияЗемли – вмодуляции возмущений в океане и ватмосфере. Обнаруженные зависимости иколичественные оценки вклада глобальноговнешнего фактора в колебания ТПО вспецифических районах, а также оценкивклада возмущений ТПО в этих районах вколебания климата Европы, могутиспользоваться при разработке новыхфизико-математических и статистическихмоделей климата.

Выводыо существенном вкладе естественныхсоставляющих колебаний климата в общийвременной ход изменений региональногоклимата имеют теоретическое значениедля понимания региональных процессов вклиматической системе.

Результаты исследований используются вучебном процессе на кафедре метеорологии,климатологии и экологии атмосферы КФУ вкурсе лекций по теории климата ициркуляции атмосферы.

Защищаемыеположения:

  1. Новые особенности в изменениипространственной и сезонной структурыпотепления климата северного полушария,которые сопровождаются замедлениемглобального потепления климата с началаХХI века.
  2. Авторский индекс – показатель влиянияАтлантики на климат Европы.
  3. Многолетние колебания температурывоздуха Европы на 25-35 % зависят отколебаний ТПО в районах пересеченияморских течений с подводнымихребтами.
  4. Колебания скорости вращения Землиприводят к появлению синхронных колебанийТПО Мирового океана преимущественно врайонах пересечения морскими течениямиподводных хребтов (вклад до 30-45 %)и аналогичных колебаний ТВ в Европе (вкладдо 20-30 %)

Апробация работы

Материалы исследованийдокладывались на международных,всероссийских, региональных научныхконференциях:

  • Международная научнаяконференция «Проблемы адаптации кизменению климата» (Москва, 2011 г.).
  • Международнаяконференция «Региональные эффектыглобальных изменений климата (причины,последствия, прогнозы)» (Воронеж, 2012г.).
  • 16-я Международнаяконференция молодых ученых «Составатмосферы. Атмосферное электричество.Климатические эффекты» (Звенигород, 2012г.).
  • Международная научнаяконференция по региональным проблемамгидрометеорологии и мониторингаокружающей среды (Казань, 2012 г.).
  • Всероссийскаяконференция молодых специалистов,посвященная 50-летию НПО « Тайфун» (Обнинск,2010 г).
  • Всероссийскаяконференция молодых ученых, посвященная55-летию института Прикладной геофизики(Москва, 2011 г).
  • Конференция«Использование средств и ресурсов Единойсистемы информации об обстановке в Мировомокеане для информационного обеспеченияморской деятельности в РоссийскойФедерации» (Обнинск, 2012 г.).
  • Научная региональнаяконференция Калужского государственногопедагогического университета им. К.ЭЦиолковского (Калуга, 2009, 2010, 2011 и 2012гг.).

Публикации

Потеме диссертации опубликовано 17научных работ, в том числе 3 работыопубликованы в журналах, рекомендованныхВАК для кандидатских и докторскихдиссертаций.

Личный вкладсоискателя

Все представленные в диссертациирезультаты и выводы получены в ходеисследований выполненных личносоискателем. Обработка данныхметеорологических наблюдений истатистический анализ выполнены поалгоритмам и программам, разработаннымсоискателем.

Структура и объемдиссертации

Работасостоит из введения, пяти глав изаключения, содержит 39 рисунков, 6 таблиц.Общий объем работы 139 страниц. Списокцитируемой литературы насчитывает 103источника.

Основное содержаниеработы

Во введении обоснована актуальностьвыбранной темы исследования,сформулированы цель и задачи исследования,определены объект и предмет исследования.Представлены основные положения,выносимые на защиту, а также перечисленыосновные методы исследований,использованные в работе.

В первой главеописано современноесостояние вопроса об изменениях иколебаниях климата Европы. Обращеновнимание на важность естественныхфакторов, а также на необходимостьисследования изменений климата, учитываясоотношение естественных и антропогенныхфакторов. Дается перечень источниковданных для проведения исследований иописаны применяемые методыстатистического анализа данныхнаблюдений. Описаны методы оценкидостоверности полученныхрезультатов.

Во второйглаве описаны многолетниетренды изменения температуры в Северномполушарии и новые тенденции последнегодесятилетия по результатам исследованиясоискателя. Показано, что за период 1976-1998годов в Северном полушарии преобладалопотепление климата с трендами до 0.5оС/10 лет и выше, заисключением некоторых участков севераКанады, в которых наблюдалось похолоданиес трендами до 0.5оС/10лет.

В последнее десятилетиена севере Канады похолодание усилилось(тренды -1.5°С/10лет) (рис.1) и произошлорасширение областей с отрицательнымитрендами ТВ и ТПО от -0.1 до 0.5°С/10лет вСеверной Америке и прилегающих частяхАтлантического и Тихого океанов.

 Трендысреднегодовой температуры воздуха надсушей и океаном за 1999-2009гг. -1

Рис.1.Трендысреднегодовой температуры воздуха надсушей и океаном за 1999-2009гг.

Такие же слабыеотрицательные тренды появились впоследнее десятилетие в средних широтахТихого океана от побережья Азии домеридиана около 200°ВД, в Северной Африке, наБлижнем Востоке и в Прикаспийскомрегионе. В основных очагах измененийразного знака тренды температурыстатистически значимы. Обращеновнимание на то, что тенденции похолодания вбольшей степени приурочены к акваториямокеана, чем к суше. А в Европе и впоследнее десятилетие потеплениепродолжается (рис.2).

 Рис. 2. Трендысреднегодовой температуры воздуха1976-2011гг. (оС/10лет). -2

Рис. 2. Трендысреднегодовой температуры воздуха1976-2011гг. (оС/10лет).

В сезонных особенностяхтрендов температуры воздуха в Европеобнаружены закономерности перемещенияочагов наибольшего потепления. В течениегода очаг максимального потеплениязакономерно перемещается на картеЕвропы по замкнутой траектории внаправлении против часовой стрелки.Особенности перемещения очаговобъясняются сезонными перестройкамиатмосферной циркуляции.

В третьей главе описаны исследования межгодовыхколебаний климата. Приводятся результатыпроведенного районирования территориипервого естественного синоптическогорайона (ЕСР) и прилегающей территории спомощью метода объективной классификации.Выделены районы (рис.3) однотипныхколебаний ТВ.

 Рис. 3. Районыоднотипных колебаний температуры воздухана территории -5

Рис. 3. Районыоднотипных колебаний температуры воздухана территории первого ЕСР за 1976-2009гг.

Проведеносравнение границ полученных районов срайонами классификации Б.П. Алисова ивыполнено сравнение районов авторскойклассификации по колебаниям климата сположениями гребней в атмосфернойциркуляции по классификацииВангенгейма-Гирса.

Обнаружено, что между климатическимирайонами Европы и Азии, расположеннымивблизи двух гребней волны планетарнойвысотной фронтальной зоны или вблизи двухложбин, возникают положительные дальниесвязи колебаний климата. Отрицательныедальние связи наблюдаются между районами,один из которых вблизи гребня, а другойвблизи ложбины планетарной высотнойфронтальной зоны. Показано, чтосогласованные колебания температурывоздуха в разных районах Европы взначительной мере связаны с особенностямии колебаниями атмосфернойциркуляции.

В четвертойглаве описаны результатыанализа корреляций колебаний температурыпо отдельным климатическим районам Европыс колебаниями температуры поверхностиМирового океана. Океан рассматривается какодин из основных источников колебанийклимата Европы. На основе анализапространственных особенностей полученныхкорреляций предложено два новых индексавлияния Атлантики на колебаниятемпературы Европы - индекс умеренныхширот I1 иарктический индекс I2. Для каждого района Европы выбранодва района в океане, один из которых имеетвысокую положительную, а другойотрицательную корреляцию с колебаниямиклимата Европы. Индекс вычисляется поформуле:

, где

T+ - температура в районе океана сположительной корреляцией между ТПО и ТВ вЕвропе; T- - температура врайоне океана с отрицательной корреляциеймежду ТПО и ТВ в Европе.

Для индекса умеренных широт I1 район положительных корреляций(Т+) полученпутем объединения шести узлов западнееАзорских островов, а в качестве районаотрицательных корреляций (Т-) взяты семь узловв юго-западной и юго-восточной акваторииГренландии. Для арктическогоиндекса I2,были взяты пары районов в СевернойАтлантике и в акватории Баренцева моря. Нарис.4. на карте показаны районы океана,выбранные как характерные для вычисленияпредложенных индексов. Оваламиобведены узлы для индекса умеренных широт,а квадратиками выделены узлы дляарктического индекса. Красным цветомвыделены узлы положительной корреляции, абелым - отрицательной.

Рис. 4. Узлыгеографической сетки в океане,использованные для создания индексоввлияния океана на колебания климата вЕвропе

Новые индексы дополняютперечень известных в мире индексов NAO, AO идр. Оценка корреляций новых индексов сколебаниями температуры воздуха в Европе,показывает, что эти индексы лучше отражаютсреднегодовые колебания температурывоздуха в Европе в сравнении сбольшинством существующихсреднегодовых индексов (NAO, EA,WP, EP/NP, PNA, EA/WR, SCAND, POL, TNH, PT)

Вэтой же главе анализируется зависимостьмежду изменениями теплосодержанияверхнего слоя океана и температуры вЕвропе. Показано, что потепление климата вЕвропе происходит на фоне увеличениятеплосодержания Северной Атлантики. Приэтом по косвенным данным обнаружено, чтоизменение теплообмена на границеокеан-атмосфера зависит от инерционныхсвойств и толщины верхнего слоя тепловоговзаимодействия океана иатмосферы.

Анализ корреляций между колебаниями ТВЕвропы и величины индекса инерционностиБ.Г. Шерстюкова в узлах географическойсетки океана показал, что колебаниятемпературы воздуха в Северо-западномрайоне Европейской территории России (ЕТР)имеют отрицательную корреляцию с индексомв районе Гольфстрима.

Рис. 5. Коэффициентыкорреляции между колебаниями температурывоздуха Серо-западного района ЕТР ииндексом инерционности океана в узлахгеографической сетки.

Этоозначает, что повышение температуры вЕвропе происходит при уменьшении толщиныверхнего слоя перемешивания океана врайоне Гольфстрима. Очевидно, при этомпроисходит меньшее перемешивание теплыхповерхностных вод с холодныминижележащими слоями и поэтому более теплыеводы Гольфстрима в такие годы приносятбольше тепла к Европе. А в годы, когдаиндекс показывает увеличение глубиныперемешивания, температура поверхностногослоя Гольфстрима и ТВ в Европе понижаются.

Аналогичные соотношения между индексоминерционности и ТВ в Европе обнаружены и вмноголетних трендах. В течение ХХ векапроисходило постепенное уменьшенияиндекса инерционности океана в районеГольфстрима и потепление в Европе.Многолетнее уменьшение толщины верхнегослоя теплового взаимодействия океана сатмосферой, рассматривается как одинфакторов современного потепления климатаЕвропы.



Pages:   || 2 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.