Глава 7. Роль природных факторов в глобальных климатических изменениях Введение

Одним из наиболее важных вопросов в исследованиях  глобальных  климатических изменений  является  выяснение  приоритета  влияния на них антропогенного  или  природного фактора. В последние годы  все больше  ученых  склоняются  к выводу, что  основной  причиной  глобальных  климатических  изменений  являются  естественные  процессы.

Позиция  IPCC  хорошо  известна.  Теперь  попробуем  рассмотреть  основные  геологические  факторы,  которые  также  могут  влиять  на   глобальные  климатические  изменения.

Рассмотрим  основные  природные  факторы, которые   могут  оказать  существенное  влияние  на  глобальные  изменения  климата:

1. Дрейф  географического  полюса Земли;

2. Дрейф  геомагнитного  полюса  Земли и изменения параметров

магнитосферы;

3. Изменение  угловой  скорости  вращения  Земли;

4. Изменение  эндогенной активности Земли.

5. Солнечная  активность;

7.1. Дрейф географического полюса земли

В 123 г. до н.э. Гиппарх открыл явление прецессии - предварение равноденствий. В 1755 г. Дж. Брадлей обнаружил другое явление - нутации оси вращения Земли.  На  рис.67  показана  траектория движения северного географического полюса в 1996-2000 гг.

Максимальное удаление мгновенного полюса от среднего отмечалось в 1996 г. Затем полюс стал закручиваться и в 2000 г. подошел на минимальное расстояние к центру спирали. С 2000 по 2003 г. полюс раскручивался, а сейчас снова закручивается, постепенно перемещаясь по спирали к своему среднему положению (Н.С. Сидоренков, 2004).

Самое большое удаление мгновенного полюса от среднего не превышает 15 м. Закручивание и раскручивание траектории мгновенного полюса объясняется тем, что он совершает два периодических движения: свободное, или чандлеровское (названо в честь открывшего его в 1891 г. С. Чандлера), с периодом около 14 мес., и вынужденное, с годовым периодом, рис.67.

Рис. 67. Траектория движения Северного географического полюса в 1996-2000 гг. Сплошная кривая - траектория среднего полюса с 1890 по 2000 гг.  (по данным Международной службы вращения Земли, 2000 г.) 

Чандлеровское движение возникает, когда ось вращения Земли отклоняется от оси ее наибольшего момента инерции. Вынужденное движение вызывается действием на Землю периодических сил со стороны атмосферы и гидросферы, имеющих годовую цикличность.   Мы  не  будем  останавливаться на  причинах  Чандлеровских  и  многих  других  типов  движений  оси  Земли,  прекрасно  описанных  в  работе  Сидоренкова Н.С. (2004).   Между  тем,   очевидно,  что  сложные  колебания  оси  Земли  и,  как  следствие,  ее  географического  полюса,  оказывают влияние  на  глобальные  климатические  процессы,  ведь  именно   «качания»  земной оси  вызывают  сезонные изменения  климата.

7.2. Дрейф северного геомагнитного полюса земли

Проблема дрейфа  северного геомагнитного полюса более детально  была рассмотрена  в предыдущих разделах.  В  настоящем  разделе  сделана  попытка показать  актуальность проблемы  изучения  связи  между  дрейфом  северного геомагнитного полюса Земли  и  глобальными климатическими  изменениями. На рис.67 показано сравнение  графика,  характеризующего изменение скорости северного  геомагнитного  полюса с графиком вариаций  глобальной  температуры Земли.  Предварительное сравнение показывает, что существует  определенная  корреляция  между этими двумя процессами.  Можно заметить, что  практически  все  периоды  ускорения  движения  магнитного полюса  совпадают  с периодами  глобального увеличения  температуры.

Рис. 68. Сравнение графиков вариаций скорости дрейфа северного  магнитного полюса и глобальных изменений температуры  (составил Халилов Э.Н., 2010 г.) 1 – график вариаций скорости дрейфа северного магнитного полюса;  2 – график глобальных изменений температуры  (Hansen, J., et al., 2006)); A, B, C – идентичные периоды повышения значений скорости  дрейфа магнитного полюса и глобальной температуры атмосферы.

Как  известно,  геомагнитное  поле  формирует  своеобразный  магнитный  экран, препятствующий  проникновению  солнечной  радиации,  включая  заряженные  частицы  высоких  энергий,  к  поверхности  Земли.

В то же  время,  в  областях  полярных  шапок   существуют,   так  называемые,  каспы – полярные  щели.  В них попадает радиационный материал солнечного ветра и межпланетного пространства, т.е. в полярные области проникает огромное количество дополнительного вещества и энергии, что приводит к “разогреву” полярных шапок.

Естественно,  изменение  положения   геомагнитных  полюсов  приводит  и  к смещению  каспов и,  как  следствие,  областей  повышенного  потока  солнечной и космической радиации  на  Землю.  Естественно,  что  этот  процесс  должен  вызвать  перераспределение  системы  циклонов  и антициклонов  на  нашей  планете, что, по нашему мнению,  приводит к  серьезным  глобальным  климатическим  изменениям.

Роль  магнитосферы  Земли  в  перераспределении  энергии  Солнца и космических лучей, поступающей  в атмосферу  и на поверхность Земли,  трудно переоценить.  Именно  магнитосфера  является  регулятором  потоков  солнечного  и космического  излучения в атмосферу и к поверхности Земли (J.K. Hargreaves, 1982).

Магнитосферой называется часть околоземного пространства, в которой движение заряженных частиц  контролируется  геомагнитным полем.

Объективность  настоящих  исследований  основывается  на  использовании  результатов  исследований  и выводов  авторитетных  ученых, посвятивших  свою жизнь  исследованиям  физики  атмосферных  процессов  и  их  взаимосвязи  с  процессами на Солнце  и  в околоземном космическом  пространстве.

Так,  в своей  книге  «The Upper Atmosphere and Solar-Terrestrial  Relations”  J.K. Hargreaves  пишет: «Источник  изменения погоды должен контролироваться геомагнитным полем, поскольку  именно  это  поле  определяет  локализацию  авроральных  зон». Цепочка  солнечно-земных связей:   Солнечное излучение  -  магнитосфера – ионосфера – атмосфера  Земли.

В настоящее время имеются убедительные доказательства солнечного воздействия на земной климат, как в доиндустриальную, так и в постиндустриальную эпоху.

Рис. 69. Температура по данным кислородного изотопного анализа и  напряженность магнитного поля по данным глубоководного бурения (J.W. King, частное сообщение, Wallis et al., 1974, в книге J.K. Hargreaves, 1982)

В  работе  J.K. Hargreaves (1982) отмечается, что существует связь между  напряженностью геомагнитного поля  и  глобальными  температурными изменениями.  В тех зонах, где  напряженность магнитного поля  наибольшая, температура  и влажность воздуха имеют тенденцию к понижению.  В пользу  этого  также  свидетельствует  обратная  корреляция  между  глобальной температурой  и  напряженностью магнитного поля, рис.69.