2.4. Фундаментальные и прикладные научные исследования планеты Земля

Тема КЛИМАТ. Изучение изменчивости климатических параметров и природные катастрофы разных масштабов: развитие и анализ физических механизмов, разработка современных методов обработки данных космического мониторинга климатических и экологических процессов. (Гос. Регистрация № 01.20.03 03440)

Научные руководители темы: д.ф.-м.н. Н.М. Астафьева, д.т.н. Е.А. Лупян, д.ф.-м.н., профессор Е.А. Шарков.

Научные исследования настоящей темы (Гос. Регистрация № 01.20.0330440) проводятся в соответствии с пунктами 6.17, 6.20, 6.24 и 1.4.8 "Основных направлений фундаментальных исследований РАН" (постановление Президиума РАН от 1 июля 2003г.), а также в соответствии с Программой фундаментальных исследований РАН «Радиоэлектронные методы в исследованиях природной среды и человека» (ОФН-14).

В рамках темы КЛИМАТ продолжалось изучение изменчивости климатических параметров и характеристик природных вихрей и явлений, происходящих в системе океан–атмосфера в широком диапазоне временных и пространственных масштабов и оказывающих влияние на формирование климата. Разрабатывались физические основы и методы изучения изменчивости климатических процессов. Продолжалось создание и пополнение долговременных архивов спутниковых данных и результатов их обработки, необходимых для изучения климатических изменений. Разрабатывались методы анализа данных космического мониторинга климатических и экологических процессов. Изучались пространственно-временные неоднородности термодинамических процессов в системе океан–атмосфера на основе данных космического мониторинга (глобальных радиотепловых полей планеты). Рассматривались тесно переплетающиеся с проблемами климатологии проблемы интерпретации данных спутникового мониторинга и детектирования климатических изменений: мониторинг и определение характеристик снежного и лесного покрова планеты; изучение свойств и построение моделей диэлектрических свойств различных горных пород и рудных минералов.

В этой связи важными представляются следующие направления исследований:

• изучение структуры полярного переноса на разных временных масштабах (по результатам спутникового мониторинга) и анализ влияния структуры полярного переноса на изменчивость климатических параметров планеты;
• изучение глобального тропического циклогенеза и анализ связей между временной изменчивостью тропического циклогенеза и процессами в гелио- геодинамической цепочке энергообмена;
• изучение взаимодействия между зональными течениями в атмосфере и планетарными волнами (теория и интерпретация данных спутникового мониторинга);
• изучение свойств различных природных сред; разработка моделей изучаемых природных сред, необходимых для адекватного анализа данных спутникового мониторинга;
• сбор данных о природных процессах в системе океан–атмосфера, формирование электронных баз данных и организация удобного доступа к ним;
• интересен также анализ политических и информационных инициатив, связанных с попытками определенной части международного сообщества оказать воздействие на представления о причинах климатической изменчивости и на само изменение климата (и, несомненно, оказывающих некоторое давление на ученых, занимающихся изучением климатической системы и климатического процесса).

В результате исследований, проведенных по этим направлениям в течение 2006 года, получены следующие результаты.

1. Изучение макроструктур в системе океан–атмосфера, а также пространственно–временных закономерностей и особенностей полярного переноса в атмосфере Земли на основе глобальных радиотепловых полей системы океан–атмосфера.

Изучены некоторые особенности полярного переноса (переноса тепла и массы, влаги особенно, из приэкваториальных областей в более высокие широты) в атмосфере над акваториями Мирового океана. Построены диаграммы полярного переноса для акваторий северного и южного полушарий. Выявлены сезонные и межгодовые закономерности и особенности полярного переноса.

Алгоритм межвиткового и кроссаппаратного выравнивания и дополнения, созданный сотрудниками отдела 55, позволил на основе данных спутникового мониторинга в рамках программы DMSP (Defence Meteorological Satellite Program) с радиометрическими приборами SSM/I (Special Sensor Microwave / Imager) на борту построить по два полных глобальных поля радиояркостной температуры планеты в сутки на частотах 19,35; 22,24; 37,0 и 85,5 ГГц (с использованием данных всех аппаратов F10 – F15 серии DMSP). Глобальные радиотепловые поля построены с пространственно–временным разрешением, пригодным для изучения основных закономерностей и особенностей процессов системы океан–атмосфера. Радиометрические спутниковые данные допускают качественно различающееся использование: опосредованное — для восстановления общепринятых метеорологических характеристик на основе модельных представлений, косвенных связей или полуэмпирических формул и прямое — непосредственно в качестве характеристик теплового и динамического взаимодействия атмосферы и океана. Прямое использование представляется наиболее предпочтительным при изучении особенностей и закономерностей процессов в системе океан – атмосфера.

Излучение на разных частотах несет информацию о характеристиках разных объектов системы океан–атмосфера, в частности, об интегральном влагозапасе тропосферы — на частоте 22,24 ГГц (1,35 см). Влагозапас — важная характеристика, с которой связано количество и перенос тепла (скрытого и явного) в атмосфере. На основе глобальных полей радиояркостной температуры нами построены диаграммы полярного переноса, позволяющие детально изучить изменения интенсивности переноса на разных временных масштабах над разными акваториями Мирового океана. В качестве примера приведены результаты изучения полярного переноса над акваторией Тихого океана. На глобальном поле радиояркостной температуры, показанном ниже, выделена область шириной 10 градусов долготы и распространяю-

щаяся от полюса до полюса по широте

(отметим, что изучению переноса над сушей препятствует ее значительное излучение).

Информация в выделенной области интегрируется по долготе по данным одного дня и день за днем выстраивается в виде диаграммы переноса, показанной ниже (слева). По вертикали на диаграмме переноса отложена широта (как на картине глобального радиотеплового поля), по горизонтали — время в сутках от 1 до 365 дня 2004 года. Справа от диаграммы переноса более детально показаны выделенные фрагменты.

Отметим заметную сезонную изменчивость переноса в Северном полушарии: в зимние месяцы перенос ослабевает выше 30º широты, а в летние и осенние достигает 60º широты. В Южном (океаническом) полушарии, перенос осуществляется более равномерно (по широте) в разные сезоны года, однако заметно меняется по интенсивности. На выделенных фрагментах показан перенос в зимние и летние месяцы (летом и зимой ю.п., соответственно). Летом Южного полушария полярный перенос гораздо интенсивнее.

Астафьева Н.М., Раев М.Д., Шарков Е.А. Изучение полярного переноса методами дистанционного зондирования // Тезисы докладов Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». ИКИ РАН. Москва. 13-17 ноября 2006. С. 98.

Астафьева Н.М., Раев М.Д, Шарков Е.А. Портрет Земли из космоса: глобальное радиотепловое поле // Природа. 2006. № 9. С. 17-27.

Астафьева Н.М., Раев М.Д., Шарков Е.А. Сезонные (внутригодовые) и межгодовые изменения интегрального влагосодержания в атмосфере // Тезисы докладов Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». ИКИ РАН. Москва. 13-17 ноября 2006. С. 99.

д.ф.-м.н., в.н.с. Н.М. Астафьева, 333-21-45, ast@iki.rssi.ru

Работа выполнена при поддержке РФФИ в рамках проекта РФФИ N 06-05-64276.

2. Изучение пространственного и широтного распределения энергозапаса глобального тропического циклогенеза по данным космического мониторинга.

Построена диаграмма интенсивности (времени нахождения) тропических циклонов в соответствующем широтном поясе северного и южного полушарий Земли с учетом первичных и развитых форм.

Одним из важных аспектов исследования системы океан–атмосфера является изучение вклада интенсивных вихревых возмущений (типа тропических циклонов) в термодинамику и кинематику тропической атмосферы на различных временных масштабах. Эта проблема тесно связана с задачей изучения возможных вариаций климата планеты. Кроме того, в настоящее время экспериментальная задача о выявлении количественных различий в интенсивностях циклогенеза полушарий Земли является весьма актуальной в связи с определением роли мезомасштабной изменчивости глобальных циркуляций и явления ENSO в формировании тропического циклогенеза.

Авторы развили методику формирования и накопления статистического сигнала по дистанционным данным тропического циклогенеза первичных (после 1997 года) и развитых (в период с 1983 по 2004 годы) форм, рассматриваемого по полушариям и по времени нахождения тропических циклонов (условно — интенсивность) в соответствующем широтном поясе (см. диаграмму, представленную ниже). Отметим, что учет первичных форм, произведенный после 1997 года, резко увеличивает как максимальную интенсивность в распределении, так и среднее значение (по распределению). При этом широты, на которых достигаются максимальные значения интенсивности и средние значения интенсивности практически не изменились. Важно отметить, что жестко сохраняется сильная асимметрия в положении широт для этих характеристик для Северного (20º с.ш.) и Южного (10º ю.ш.) полушария. Также отметим, что отсутствует явная зависимость от фазы ENSO.

Диаграмма. Статистический сигнал тропического циклогенеза первичных и развитых форм, рассматриваемого по полушариям и по времени нахождения тропических циклонов в соответствующем широтном поясе (по дистанционным данным).

Ким Г.А., Покровская И.В., Шарков Е.А. Глобальный тропический циклогенез: широтное распределение энергозапаса по данным спутникового мониторинга // «Соврем. проблемы дистанц. зондирования Земли из космоса (физич. основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды». ИКИ РАН. Москва, 14-17 ноября 2005. Москва, 2006. С.

Ванина-Дарт Л Б , Покровская И.В., Шарков Е.А. Ионосферный отклик тропосферных катастроф. Препринт № Пр-2121.ИКИ РАН. 2006. с. 28.

Vanina-Dart L.B., Pokrovskaya I.V., and Sharkov E.A. Investigations of the interactions between the equatorial lower ionosphere and tropical cyclones using remote sensing and rocket soundings. 3rd IAGA/ICMA Workshop “Vertical coupling in the atmosphere/ionosphere system“, September 18-22, 2006. Varna, Bulgaria. Geophysical Institute-BAS. Varna, 2006. P. 44-45.

д.ф.-м.н., зав. отделом Е.А. Шарков, 333-13-66, easharkov@iki.rssi.ru

3. Разработка методик научного анализа глобальных радиотепловых полей в целях изучения термодинамических процессов в основных центрах действия системы океан–атмосфера и их связей с изменчивостью параметров климатической системы планеты.

Изучены временные зависимости термодинамических процессов в основных центрах действия атмосферы на внутри- и междугодовых масштабах. Проведено сравнение спектральных характеристик параметров в центрах действия, расположенных над акваторией Атлантического океана.

Климатическая зональность является одним из важнейших свойств климатической системы Земли и предопределяется параметрами орбиты планеты. Зональное распределение потока инсоляции определяет зональность поля температуры в атмосфере. Вследствие квазигеострофических особенностей баланса давления и ветра, формируется зонально ориентированный характер движений в атмосфере и определяются основные особенности общей циркуляции атмосферы. Сильно усредненное поле давления характеризуется повышенным давлением в областях полюсов и северного и южного тропиков (±25°ш.) и пониженным давлением в областях средних широт (±65°ш.) и на экваторе. Преобладающая особенность циркуляции в тропосфере в средних и высоких широтах — явление суперротации (атмосфера вращается на 2-3% быстрее планеты), а в низких широтах — явление субротации (экваториальная атмосфера вращается медленнее планеты). В реальности осевая симметрия глобальной циркуляции нарушается географией — расположением материков и океанов. Области повышенного и пониженного давления (которые были бы зональными под влиянием «правильных» ячеек Хедли и Ферелля) формируют крупномасштабные квазистационарные барические структуры — основные центры действия в атмосфере (и в океанах), во многом определяющие транспортные свойства атмосферы (процессы переноса тепла и влаги) и влияющие на климат планеты. Спектральные характеристики процессов в центрах действия над акваторией Атлантического океана изучаются на основе данных спутникового мониторинга, полученных в течение 1999-2005 гг. в рамках программы DMSP (Defense Meteorological Satellite Program). Сотрудниками отдела 55 на основе этих данных сформирована электронная база глобальных полей радиояркостной температуры с пространственно–временным разрешением, делающим их пригодными для дальнейшего изучения атмосферных процессов на масштабах от синоптических до климатических. Для изучения спектральных характеристик процессов в центрах действия используется, в частности, математический аппарат вейвлет–преобразования.

В качестве примера рассмотрено изменение радиояркостной температуры в центрах действия над акваторией Атлантического океана (помечены белыми квадратами 1–4 на фрагменте радиотеплового поля справа): 1 – Северо-атлантический (Исландский), 2 – Азорский (Северный тропик, Рака), 3 – Экваториальный, 4 – Южно-атлантический (Южный тропик, Козерога).

На графиках показано изменение радиояркостной температуры на частоте 22.24 ГГц (1.38 см), характеризующей интегральное влагосодержание (пар воды) в тропосфере за последние семь лет (1999–2005гг). Цифры 1–4 обозначают перечисленные выше центры действия в атмосфере над Атлантикой.

Ниже представлены поверхности, построенные по амплитудам (коэффициентам) вейвлет–преобразования двух из показанных выше, наиболее характерных зависимостей (обозначения и направление изменений по осям показаны на картине слева).

Выявлены некоторые особенности изменений в центрах действия:

— квазидвухлетняя цикличность выражена в районе Южного тропика (4) заметно слабее, чем в других областях;

— годовая зависимость почти строго гармоническая в районе Северного тропика и на экваторе (2, 3 — немного меняется лишь амплитуда годовых колебаний) становится заметно нерегулярной в областях Исландского антициклона и Южного тропика (1, 4);

— в области экватора (3) отметим характерные детали, свидетельствующие о несимметричном характере годового изменения температуры — фаза ее роста заметно дольше фазы спадания;

— на внутригодовых масштабах отмечается множество характерных деталей, типа «вилочек», свидетельствующих об элементах нелинейного и хаотического поведения;

— в районах Северного, Южного тропиков и на экваторе (2, 3, 4) изменения на внутримесячных масштабах отделены от бОльших (протяженный минимум в спектральных характеристиках), в отличие от района Исландского антициклона, где между ними можно проследить почти непрерывную связь;

— синоптический масштаб изменений в рассмотренных областях отличается — в южных областях синоптические изменения заметно более гладкие и крупные — от 5–7 дней в области Исландского антициклона до 12–15 дней в области Южного тропика.

Отметим также: несмотря на то, что процесс ЮКЭН (Южное колебание — Эль–Ниньо) происходит в экваториальной зоне Тихого океана, он оказывает влияние на характеристики в центрах действия Атлантического океана, особенно в северной его части (NAO) и в районе Южного тропика (в противофазе). Ранее нами было замечено, что в Северном полушарии это влияние сказывается на характеристиках атмосферы над европейской частью России, ослабевает над Сибирью и исчезает при приближении к дальневосточным районам (исследовались параметры при 60–65°с.ш., т.е. приблизительно на широте расположения Исландского антициклона).

Астафьева Н М., Раев М.Д., Шарков Е.А. Глобальное радиотепловое поле системы океан–атмосфера по данным микроволновых космических комплексов // Исследование Земли из космоса. 2006. № 4. С. 64-69.

Астафьева Н.М., Федулов К.В. Влияние солнечной радиации и инсоляции на изменчивость климата на разных временных масштабах // Тезисы докладов Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». ИКИ РАН. Москва. 13-17 ноября 2006. С. 100.

Федулов К.В., Астафьева Н.М. Спектр радиояркостной температуры, характеризующей интегральное влагосодержание в атмосфере Земли, по данным космического мониторинга // Тезисы докладов студенческой конференции МФТИ. Москва, ИКИ РАН, 28 ноября 2006. С. .

д.ф.-м.н., в.н.с. Н.М. Астафьева, 333-21-45, ast@iki.rssi.ru

Работа выполнена при поддержке РФФИ в рамках проекта РФФИ N 06-05-64276.

4. Исследование генерации долгоживущих крупномасштабных структур зонального ветра волнами Россби в баротропной и горизонтально бароклинной атмосфере малой толщины. Использование построенной теории для интерпретации наблюдаемых структур зонального ветра в атмосфере Земли.

Исследуется динамика взаимодействия волн Россби с зональным ветром в турбулентной баротропной атмосфере в предположении, что волны Россби описываются уравнением Чарни — Обухова. Для типичных значений параметров земной атмосферы получен инкремент неустойчивости, минимальный масштаб структуры зонального ветра и скорость зонального ветра. Полученные оценки согласуются с результатами наблюдений зонального ветра.

При изучении атмосферных движений синоптического масштаба К.Г. Россби обратил внимание на тот факт что, при описании волн синоптического масштаба в квазигеострофическом приближении необходимо наряду с учетом малой инерционной поправки к геострофической скорости учитывать слабое изменение параметра Кориолиса в меридиональном направлении (так называемый – эффект), , , где , и – радиус планеты. Рассмотрим возмущения с малыми отклонениями толщины жидкости и давления: и , где , — равновесное значение, а — слабое возмущение, — глубина жидкости, — отклонение от равновесной толщины . Подставив в качестве скорости движения геострофическую можно преобразовать условие вмороженности обобщенной завихренности , здесь —возмущенное давление. При выводе учитывалась зависимость локального параметра Кориолиса от меридиональной координаты с точностью до второго члена разложения, , . Использовались обозначения — радиус Россби, — изотермическая скорость звука, — скорость Россби, — скобка Пуассона. Слагаемое, пропорциональное , — скалярная, а со скобкой Пуассона — векторная (или вихревая) нелинейность. Скалярная нелинейность преобладает над векторной в крупномасштабных вихрях с масштабом, сравнимым с промежуточно геострофическим радиусом . Пропорциональное слагаемое связано с изменением скорости Россби в меридиональном направлении на больших масштабах вихрей, сравнимых с . Его вклад приводит к явлению (твистинг), когда различные части вихря распространяются с различными скоростями, в результате происходит разрушение вихря за время порядка .

Введение обобщенной завихренности , позволяет получить уравнение ее сохранения для баротропной атмосферы в промежуточно геострофическом приближении. При исследовании вихрей Россби в земной атмосфере можно приближенно пренебречь скалярной нелинейностью и меридиональной зависимостью скорости Россби. В таком приближении получаем Так как зональный ветер изменяется на временных масштабах бОльших, чем характерное время волн Россби, можно использовать метод многомасштабного разложения, предполагая, что имеется большой интервал в области волновых чисел, разделяющий область мелкомасштабной турбулентности волн Россби и область зонального ветра. Следуя стандартной процедуре, получаем уравнение эволюции давления зонального ветра (с усреднением по малым временам, , и — возмущение давления в зональном ветре и в мелкомасштабных волнах Россби). Правая часть описывает рейнольдсовские напряжения мелкомасштабных волн Россби. Взаимодействие волнового пакета мелкомасштабных волн с зональным потоком (ветром) описывается волновым кинетическим уравнением. Линеаризуем эту систему уравнений, полагая, что спектр волн Россби состоит из равновесной и модуляционной частей , , , а частота волн представима в виде , ( – геострофическая скорость зонального потока, обусловленного конечным градиентом , и ). В результате несложных преобразований получим выражение для инкремента , при этом действительная часть частоты равна нулю, , . Полученное выражение для инкремента параметрической неустойчивости генерации зонального ветра справедливо, вообще говоря, на начальной квазилинейной стадии неустойчивости. Для масштабов структуры зонального ветра, при которых существует неустойчивость, наиболее быстро растут возмущения с максимальным инкрементом .

Для типичных значений параметров земной атмосферы , ,
, , и получаем инкремент неустойчивости , минимальный масштаб структуры зонального ветра и его скорость . Эти грубые оценки согласуются с результатами наблюдений зонального ветра. Рассмотренная неустойчивость может быть ответственна за генерацию зонального ветра.

Онищенко О.Г., Астафьева Н.М. Волны Россби и зональные ветры в атмосферах планет // Тезисы докладов Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». ИКИ РАН. Москва. 13-17 ноября 2006. С. 127.

Онищенко О.Г., Астафьева Н.М. Планетарные волны (волны Россби) и зональные ветры в атмосфере. Обзор. Препринт ИКИ РАН. 2006. Подготовлено к изданию.

Астафьева Н.М. Вихри и волны в атмосфере и океане. Препринт ИКИ РАН. 2006. Подготовлено к изданию.

Астафьева Н.М. Структуры, формирующиеся во вращающемся сферическом слое под влиянием условий, имитирующих глобальные потоки тепла в атмосфере // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2006, том 1, С. 245-256.

Хайруллина Г.Р., Астафьева Н.М. Волны Россби в атмосфере Земли // Тезисы докладов студенческой конференции МФТИ. Москва, ИКИ РАН, 28 ноября 2006. С. .

Pokhotelov O.A., Onishchenko O.G., Sagdeev R.Z., Stenflo L., Shukla P.K., Beloff N. Generation of convective cells by ion-drift waves in dusty plasmas // J. Plasma Phys. 2006. V. 72, part. 5, pp. 771-778.

д.ф.-м.н., в.н.с. Онищенко О.Г., 333-10-23. oleg_onishchenko@bk.ru

д.ф.-м.н., в.н.с. Н.М. Астафьева, 333-21-45, ast@iki.rssi.ru

Работа выполнена при поддержке РФФИ в рамках проекта РФФИ N 06-05-64276 и Программы фундаментальных исследований РАН (ОФН-16).

5. Проведение совместного анализа данных по тропическому циклогенезу, ионосферных данных зондирования, а также геофизических параметров и параметров солнечной активности. Пополнение комплексной базы гелио- и геофизических данных.

Проводилась подготовка к включению в имеющуюся базу экспериментальных данных по тропическому циклогенезу (БДТЦ), содержащую информацию за 22 года (с 1983 по 2004гг) данными за 2005г. Программный блок для встраивания в программы автоматизированного совместного анализа комплексных данных для осуществления автоматической привязки солнечно–геомагнитных индексов дополнен индексами Dst, номером цикла вращения Солнца и номером дня в цикле.

Созданная в 2005г база данных ионосферных параметров, основанная на использовании IIWG-файлов (International Union of Radio Science (URSI), Ionospheric Informatic Working Group (IIWG), Data Exchange Format) и разработанное программное обеспечение для совместного анализа тропического циклогенеза, ионосферных данных зондирования и солнечно–геофизических параметров, было применено для анализа эффектов в ионосфере (слоев F1 и F2), возникающих при прохождении солнечного затмения 11 августа 1999г. При анализе использовался цифровой частный банк (GDB_D) гелио–геофизических индексов в виде одного бинарного файла и программный блок для встраивания в программы автоматизированного совместного анализа комплексных данных автоматической привязки солнечно–геомагнитных индексов.

Этот анализ проводился в связи с наличием возможной связи с циклогенезом, поскольку солнечное затмение вызывает изменения в нижней атмосфере в таких параметрах как температура воздуха, а также приводит к возникновению гравитационных волн и ударных волн в содержании озона; кроме того, в результатах моделирования параметров ионосферы имеются необъясненные эффекты. На рисунке показано поведение критической частоты f0F2 слоя F2 над Софией в течение одного месяца (август 1999 г.).

Рис.1. Поведение критической частоты f0F2 (в ед. 0.1 МГц) над Софией в августе 1999 г. Внизу — индексы геомагнитной (SumKp) и солнечной активности F107.

День 11 августа 1999 г. был магнитно спокойным (SumKp = 12+), а солнечная активность минимальна в 27–дневном цикле (F107 = 131, умеренная активность). Каких либо особенностей во время затмения из этого рисунка выделить нельзя.

Более детально вариации f0F2 показаны на следующем рисунке, где приведены вариации в течение нескольких дней вблизи дня затмения. Ожидаемого уменьшения концентрации ионосферной плазмы в слое F2 (в 2–3 раза по литературным данным) также не обнаружено.

Рис.2. Поведение критической частоты f0F2 (в единицах 0.1 МГц) в течение дня для 11 марта 1999 г. (красная линия) и нескольких дней до и после дня затмения по данным ионосферной станции София.

Аналогичные построения были проведены для значений, полученных на магнитно–сопряженной станции Grahamstown в Южном полушарии.

Рис.3. Те же характеристики, что на рис.1 и рис.2, но для магнитно-сопряженной станции Grahamstown в южном полушарии.

В обоих случаях явный эффект отсутствует; если он и имеет место, то он значительно меньше ожидаемого (по моделям) и по наблюдениям на других станциях. Причиной такого расхождения может быть:

— временное возмущение в регионе Софии (затмение «проходит» станцию в течение ~20 мин, а длительность эффекта затмения ~ 60 мин);

— особенности поведения ионосферы в регионе Софии.

Для дальнейшего исследования необходимо рассмотреть большее количество станций для этого и других затмений, а также необходимо увеличить количество анализируемых параметров.

к.ф.-м.н., с.н.с. Афонин В.В., 333-10-23. vafonin@iki.rssi.ru

д.ф.-м.н., зав. отделом Е.А. Шарков, 333-13-66, easharkov@iki.rssi.ru

Работа по подтеме велась при поддержке гранта РФФИ № 03-05-64143.

6. Формирование научной базы данных за 2005–2006гг глобального тропического циклогенеза на основе специального препроцессинга исходных «сырых» данных в контексте задач изучения изменчивости климатических параметров планеты.

Сформирована научная база данных глобального тропического циклогенеза за 2005–2006 годы на основе специального препроцессинга исходных «сырых» данных для задач изучения изменчивости климатических параметров планеты.

Блок базы данных за 2005–2006 годы сформирован на основе ежесуточной информации, полученной по каналам Internet с сайта Астрономической обсерватории Гавайского университета (URL http://www.solar.ifa.hawaii.edu/), где поступающая первичная информация из JTWC (Флорида) и региональных метеоцентров (Токио, Майами, Нью-Дели, Дарвин, о. Фиджи, о. Реюньон и др.) суммировалась и поступала в систему Internet в виде ежедневных пакетов данных. Этот блок информации обладает существенно большей полнотой описания событий, происходящих в тропической зоне Мирового океана, чем информация за 1983–1996 годы. Следует особо отметить, что поступающая в сети Internet обобщенная первичная информация имеет целый ряд существенных организационных, технических и методических недостатков, которые в совокупности не позволяют непосредственно использовать ее для научного анализа. В число этих недостатков входят:

● сильная разнородность и неупорядоченность данных, получаемых от различных источников информации;

● отсутствие согласованных в международном общении определений для одних и тех же метеоявлений;

● отсутствие жестко зафиксированной схемы предоставления информации;

● временные отключения информации;

● значительные искажения информации при передаче;

● субъективные оценки наблюдателей;

● использование различных языков (кроме английского) при описании метеопроцессов;

● включение в телеграммы посторонней (по отношению к тропической метеорологии) информации и т.д.

В связи с указанными особенностями поступающей первичной информации освещение событий, происходящих в шести регионах тропической зоны, принципиально различно. Наименьшее количество поступающей информации и ее полнота присущи северной акватории Индийского океана, юго-западной акватории Тихого океана и центральной акватории Тихого океана. Кроме того, указанные выше ограничения создавали большие трудности при формировании унифицированного пакета последовательных файлов информации и требовали тщательной проверки и анализа уже на самом предварительном этапе сбора данных. В связи с указанными особенностями поступающей первичной информации возникла настоятельная необходимость проведения специального этапа предварительной обработки данных (который иногда именуется в зарубежной литературе как «preprocessing», а в отечественной — как критический анализ).

Разработанная нами методика предварительного этапа обработки включала в себя ряд существенных элементов. Прежде всего, полученная информация была систематизирована по отдельным регионам, в каждом из которых проведены временная и пространственная (координатная) привязки, проверена правильность и полнота сообщений, связанных с характерными климатическими особенностями каждого региона. Проверены основные характеристики, выраженные в цифровых показателях нескольких отдельных метеоэлементов или их сочетаний, т.к. они являются ведущими для учета роли ТЦ (тропического циклона) при решении того или иного практического вопроса. Особую трудность при анализе представлял процесс идентификации и классификации возмущений и их географической привязки, т.к. тексты сообщений содержали несогласованные значения одних и тех же метеоэлементов и определения места возникновения события.

Вопрос о дистанционных признаках первичных форм тропических возмущений является значительно более сложным и в определенной степени неоднозначным, поскольку сами физические системы существуют значительно менее структурированными по сравнению с развитыми формами ТЦ. Под первичной формой тропического возмущения понимается отдельная тропическая метеорологическая система с очевидной организованной глубокой конвекцией, обычно от 100 до 300 миль в диаметре, берущая начало в тропиках или субтропиках, имеющая нефронтальные меняющиеся характеристики и сохраняющая их значение в течение от 12 до 24 часов и более. Для Атлантического океана и других областей, где преимущественно образуются тропические (восточные) волны, под первичной формой тропического возмущения (стадия тропической волны) понималась ложбина или циклоническая кривизна в траектории восточных ветровых потоков с очевидной организованной глубокой конвекцией. Примером рассмотренной ситуации может служить временная эволюция ТЦ «Bret» (ATL N 9902), где инициирующая этот ТЦ тропическая волна просуществовала 11 суток. Для определения характера разрушения ТЦ и классификации стадии его диссипации необходимо было установить, в результате каких атмосферных процессов и с какими цифровыми значениями отдельных метеоэлементов связано окончание жизни ТЦ. В первичных сообщениях, эти сведения отсутствуют.

После проведения критического анализа и приведения информации к единому виду она была архивирована. Для архивации в ИКИ создана специализированная база данных «Глобал-ТЦ», для которой разработан минимально необходимый перечень параметров, наилучшим образом характеризующий процессы, происходящие в тропической атмосфере, и на основе которого возможна тематическая обработка в интересах различных подходов к изучению проблем возникновения, развития и прогнозирования тропических возмущений. Блок базы данных за 2005-2006гг. в настоящее время существенно модернизирова , в первую очередь, за счет детального анализа препроцессинга первичных форм тропических катастроф.

Каждый вновь образующийся ТЦ или первичное тропическое возмущение, в дальнейшем не перешедшее в развитую форму ТЦ, составляет в базе отдельный файл информации, последовательно отображающий цикл его жизни. Кроме общепринятых обозначений (Pielke and Pielke, 1997; Liu et al.,1994) стадий развития тропического возмущения TD, TS, STS, T нами введены обозначения первичного тропического возмущения L(TL) и тропической волны W(TW). Так как форма хранения информации в базе данных основана на фиксации координат центра возмущения для отображения пространственного положения (координат) TW за каждый синоптический срок наблюдения, была выбрана точка, характеризующая ее среднее положение.

Шарков Е.А., Покровская И.В. Глобальный тропический циклогенез и поля поверхностной температуры океана: проблемы спутникового мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. ИКИ РАН. Москва, 14-17 нояб. 2005. Москва, 2006. С. 332-337.

Шарков Е.А., Покровская И.В. Глобальный тропический циклогенез в поле поверхностной температуры Мирового океана по данным дистанционного и контактного зондирования // Исследование Земли из космоса. 2006. N 6. С. 25-31.

глав. спец. Покровская И.В., 333-13-66

д.ф.-м.н., зав. отделом Е.А. Шарков, 333-13-66, easharkov@iki.rssi.ru

Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований РАН (ОФН-14).

7. Формирование архива данных (1999–2005гг) космического мониторинга глобальных радиотепловых полей системы океан–атмосфера в контексте задач исследования вариаций климата планеты и атмосферных катастроф.

Сформирована электронная тематическая коллекция глобальных радиотепловых полей планеты за 1999–2005гг с пространственным и временным разрешением, делающими ее пригодной для научного анализа термодинамических процессов системы океан–атмосфера в широких диапазонах временных и пространственных масштабов.

При построении любых теорий и моделей, а особенно при изучении крупномасштабных термодинамических процессов в системе океан–атмосфера и построении моделей климатических, необходимо опираться на данные натурных наблюдений. Проблемы получения, накопления и сохранения результатов наблюдений определяются технологическими возможностями и спецификой наблюдаемых процессов. Отметим лишь несколько моментов:

● результаты наблюдений, сохраняемые на носителях, отличных от электронных, как правило, мало доступны и ими неудобно пользоваться;

● данные наблюдений часто получены в отдельных точках и гораздо реже в виде полей, поскольку это связано с техническими трудностями, особенно при наземных наблюдениях;

● данные спутникового мониторинга, как правило, получены в неперекрывающихся подспутниковых полосах (или областях), ширина которых определяется спецификой приборов и траекторий космических аппаратов.

Мы сформировали (и постоянно пополняем) электронную базу глобальных радиотепловых полей планеты (в визуальном и цифровом представлении). При ее формировании использован созданный нами архив данных микроволнового дистанционного зондирования, полученных в результате спутникового мониторинга планеты в рамках программы Defence Meteorological Satellite Program (DMSP) системой спутников F10 – F15 с радиометрическими приборами SSM/I (Special Sensor Microwave / Imager) на борту. Семиканальные четырехчастотные СВЧ- радиометрические комплексы SSM/I принимают линейно поляризованное излучение на частотах 19,35; 22,24; 37,0 и 85,5 ГГц. Общий объем накопленных данных превышает 130 Gb.

Алгоритм межвиткового и кроссаппаратного выравнивания и дополнения, созданный нами, позволил на основе данных спутникового мониторинга в рамках программы DMSP построить по два полных глобальных поля радиояркостной температуры в сутки на каждой частоте (с использованием данных всех аппаратов серии). Глобальные радиотепловые поля построены с пространственно-временным разрешением, пригодным для изучения основных закономерностей и особенностей процессов системы океан–атмосфера. Излучение на разных частотах несет информацию о характеристиках разных объектов системы океан–атмосфера. В коллекции представлены глобальные радиотепловые поля на каждой из перечисленных частот (см. выше примеры полей на разных частотах 19,35; 22,24 и 85,5, слева направо).

Астафьева Н.М., Раев М.Д., Шарков Е.А. Портрет Земли из космоса: глобальное радиотепловое поле. Природа. 2006. № 9. С. 17-27.

н.с. Суслов А.И.

к.ф.-м.н., зав. лаб. М.Д. Раев, 333-43-01, mraev@iki.rssi.ru

8. Разработка комплексных методик и создание программ для обработки многолетних данных многоканального радиотеплового зондирования в целях изучения явлений теплового и динамического взаимодействия в океане и атмосфере.

Продолжалась разработка комплексов программ обработки многолетних данных многоканального радиотеплового зондирования Земли приборами SSM-I, предназначенных для изучения термодинамических процессов в системе океан–атмосфера.

Разработан комплекс программ для получения среднемесячных, сезонных и среднегодовых радиотепловых полей планеты и их отклонений от полей, полученных при многолетнем усреднении (до семи лет). Полученные поля отклонений позволяют детально изучать внутригодовые и межгодовые изменения общей циркуляции атмосферы, в частности.

Разработан комплекс программ, позволяющих строить «диаграммы полярного переноса», позволяющие изучать особенности и закономерности переноса тепла и массы из приэкваториальных областей в более высокие широты.

Астафьева Н.М., Раев М.Д., Шарков Е.А. Сезонные (внутригодовые) и межгодовые изменения интегрального влагосодержания в атмосфере // Тезисы докладов Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». ИКИ РАН. Москва. 13-17 ноября 2006г. С. 99.

к.ф.-м.н., зав. лаб. М.Д. Раев, 333-43-01, mraev@iki.rssi.ru

д.ф.-м.н., в.н.с. Н.М. Астафьева, 333-21-45, ast@iki.rssi.ru

Работа выполнена при поддержке РФФИ в рамках проекта РФФИ N 06-05-64276.

9. Теоретические и экспериментальные исследования взаимодействия микроволнового излучения с дисперсной средой, содержащей металлические включения, руду и рудные минералы. Построение электродинамической модели спектральной зависимости коэффициентов пропускания и отражения дисперсной среды, содержащей металлические включения. Теоретические и экспериментальные исследования диэлектрических свойств воды в дисперсных средах. Проведение лабораторных экспериментов по определению статической диэлектрической проницаемости влажной дисперсной среды; определение температурных и объемных зависимостей статической диэлектрической проницаемости воды в дисперсной среде.

Проведены измерения коэффициентов отражения и пропускания образцов ряда рудных минералов. Разработана электродинамическая модель диэлектрических свойств горной породы, содержащей медно-никелевую руду. Проведены измерения проводимости влажной дисперсной среды при постоянном токе. Получены зависимости проводимости дисперсной среды от объемной влажности.

Спектральные измерения коэффициентов отражения и пропускания образцов минералов и горных пород проводились на измерительных стендах. В низкочастотной части микроволнового диапазона (12 – 38 ГГц) измерения проводились на панорамном измерителе коэффициента стоячей волны, типа: Р2-65 (диапазон частот 25-38 ГГц), Р2-66 (диапазон частот 17 – 26 ГГц), Р2-67 (диапазон частот 12 – 17 ГГц). Измерения коэффициентов пропускания и отражения, образцов в диапазоне частот 77 – 300 ГГц, проводились на спектрометре, собранном на лампах обратной волны, состоящем из генераторного блока, приемного блока и измерительного квазиоптического тракта.

Действительная и мнимая части комплексной диэлектрической проницаемости вещества не поддаются прямым измерениям, а могут быть определены лишь по измеряемым величинам (например, коэффициентам отражения и пропускания) путем привлечения соответствующей теории. В работе, коэффициенты отражения R и пропускания T, плоскопараллельных образцов минералов, измерялись при нормальном падении волны на слой вещества. В этом случае, действительную и мнимую части комплексной диэлектрической проницаемости слоя минерала , можно найти путем решения системы уравнений (Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука. 1973. 720 с.) , где , здесь , , h — толщина слоя, l — длина волны излучения, - комплексный показатель преломления вещества, который можно найти из соответствующих зависимостей. Сложность метода заключается в том, что представленная система уравнений не поддается аналитическому решению, и ее приходилось решать численно, путем привлечения соответствующих алгоритмов и вычислительных программ, имеющих определенную точность. Решение задачи проводилось путем минимизации целевой функции, представляющей собой квадрат среднеквадратичного отклонения теоретической зависимости поглощения в слое, от экспериментальной в диапазоне частот, в котором диэлектрическую проницаемость слоя можно считать постоянной (~ 1 – 5 ГГц).

Этот метод представляет собой типичный метод поиска, в котором направления минимизации полностью определяются на основании последовательных вычислений целевой функции. Как правило, при решении задач нелинейного программирования градиентные методы и методы, использующие вторые производные от целевой функции, сходятся быстрее, чем методы поиска. Тем не менее, при применении методов, использующих производные, возникают определенные трудности. Во-первых, во многих задачах, в том числе и в рассматриваемой, невозможно получить производные в виде аналитических функций, необходимых для градиентного алгоритма или алгоритма, использующего производные второго порядка. Методы поиска не требуют регулярности и непрерывности целевой функции и существования производных целевой функции. Во-вторых, использование методов оптимизации, основанных на вычислении производных, требуют довольно большое время на подготовку задачи к решению.

Электродинамическая модель диэлектрических свойств горных пород, содержащих рудные минералы, строилась на основе разработанной ранее авторами модели многофазной гетерогенной среды (Boyarskii D.A., Tikhonov V.V., Kleeorin N.I., Mirovskii V.G. J. of Electromagnetic Waves and Applications, 1994. V.8. N 11. P.1395-1410).

В рамках этой темы получены следующие результаты:

Проведены измерения коэффициентов отражения и пропускания образцов ряда рудных минералов, в диапазонах частот 77 – 300 ГГц и 10 – 300 ГГц, а также проведен расчет значений комплексной диэлектрической проницаемости рудных минералов из полученных спектральных зависимостей коэффициентов отражения и пропускания образцов минералов. Разработана электродинамическая модель диэлектрических свойств горной породы, содержащей медно-никелевую руду.

Проведены измерения проводимости влажной дисперсной среды при постоянном токе. Получены зависимости проводимости дисперсной среды от объемной влажности при постоянном токе. Подана заявка, совместно с физическим факультетом Московского педагогического государственного университета (МПГУ), в РФФИ на 2007–2009 гг. — «Исследование и моделирование диэлектрических свойств влажных дисперсных сред в микроволновом диапазоне». Руководитель поданной заявки: ст.н.с., к.ф.-м.н. Тихонов В.В.

Полякова О.Н., Тихонов В.В., Боярский Д.А., Гронский П.В., Мельников А.П. Экспериментальные и теоретические исследования взаимодействия микроволнового излучения с неоднородной дисперсной средой, содержащей рудные минералы // Тезисы докладов Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва, 13-17 ноября 2006 г.

Полякова О.Н., Тихонов В.В., Мельников А.П., Боярский Д.А. Экспериментальные исследования диэлектрических свойств рудных минералов в микроволновом диапазоне // Тезисы докладов Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва, 13-17 ноября 2006 г.

ст.н.с. к.ф.-м.н. В.В.Тихонов, 333-31-00, vtikhonov@asp.iki.rssi.ru

ст.н.с. к.ф.-м.н. Д.А.Боярский, 333-31-00, dmitri.boyarskii@asp.iki.rssi.ru

10. Определение характеристик снежного покрова равнинных территорий севера Евразии по данным дистанционного зондирования на основе микроволновых моделей. Исследование пространственной структуры, толщины снежного покрова и его водного эквивалента для конкретных ландшафтных комплексов на территории России с помощью модельных расчетов и анализа наземных данных.

В соответствии с планом исследований формируется электронная база данных радиояркостной температуры снежного покрова спутникового прибора SSM/I, программы Defence Meteorological Satellite Program (DMSP), которая предоставлена The Global Hydrology Resource Center (NASA). База организована по принципу интерпретации данных, как рядов длительных глобальных измерений. Такие длительные ряды строятся из исходных данных по задаваемым пользователем критериям отбора и являются, с точки зрения пользователя, основной структурной единицей базы данных. К настоящему моменту накопленную информацию в основном составляют данные непрерывных измерений в период 1995 – 2005 гг., выполненных на аппаратах F10 – F15. Общий объем информации – около 150 гигабайт. Для реализации заложенного в основу базы данных принципа генерации рядов длительных глобальных измерений разработано и частично внедрено специальное программное обеспечение, сочетающее эффективность универсального подхода к поиску и сбору исходных данных с гибкостью применяемых операций обработки и возможностью неограниченного расширения библиотеки таких операций.

В ходе работы, для верификации модельных оценок состояния снежного покрова, с помощью спутниковой информации, проведена оценка изменчивости сроков залегания снежного покрова Северной Европы как модельного региона. Исследуемая территория ограничена Скандинавским полуостровом с примыкающей территорией Дании и Восточно-Европейской равниной севернее 55о с.ш. Рассматривался период 1936–2000гг., как наиболее представительный с точки зрения охвата наблюдениями. В качестве исходных материалов использованы данные суточных наблюдений метеорологических станций России Дании, Норвегии, Швеции и Финляндии. Для территории в целом характерно увеличение продолжительности залегания снежного покрова и зимней температуры. Это соответствует ситуации Северной Евразии, и связано с общим потеплением, увеличением осадков в целом, осадков зимнего периода и увеличением снегозапасов. Наибольший прирост по продолжительности и по температуре воздуха отмечается в последнее десятилетие, при относительно стабильной ситуации до начала 1980-х годов. Такая ситуация характерна как для Скандинавии, так и для севера Восточно-Европейской равнины. Наиболее заметные сезонные изменения температуры воздуха в связи с изменением снегозапасов происходят осенью и весной, в периоды установления и разрушения снежного покрова.

Разработаны структурно-зависимые модели излучательной способности снежного покрова. На основе предложенных моделей проведены расчеты радиояркостной температуры снежного покрова на почве с использованием данных гляциологических измерений его физических параметров и микроструктуры.

Таким образом, в рамках этой темы получено следующее:

● формируется электронная база данных радиояркостной температуры снежного покрова спутникового прибора SSM/I, программы Defence Meteorological Satellite Program;

● для верификации модельных оценок состояния снежного покрова с помощью спутниковой информации, проведена оценка изменчивости сроков залегания снежного покрова Северной Европы как модельного региона;

● разработаны структурно-зависимые модели излучательной способности снежного покрова.

ст.н.с. к.ф.-м.н. Д.А.Боярский, 333-31-00, dmitri.boyarskii@asp.iki.rssi.ru

ст.н.с. к.ф.-м.н. В.В.Тихонов, 333-31-00, vtikhonov@asp.iki.rssi.ru

зав. лаб. к.ф.-м.н. М.Д.Раев, 333-43-01, mraev@asp.iki.rssi.ru

Работа выполнена при поддержке РФФИ в рамках проекта РФФИ N 06-05-65195.

11. Разработка методов анализа состояния растительных экосистем по спутниковым данным для выявления изменений, связанных с глобальными климатическими изменениями.

Анализ временных серий данных о фракции поглощенной фотоситнетически активной радиации (fAPAR) за период 1982-1999 годов, измеренных с использованием спутникового прибора NOAA-AVHRR, позволил оценить межгодовые вариации ряда характеристик фенологической динамики растительности Центральной Сибири, а также регионов Восточной Сибири и Дальнего Востока, включая, такие как даты начала, достижения пика и окончания вегетационного сезона, а также его продолжительность. Изменчивость указанных характеристик является важной входной информацией для моделирования взаимодействий между наземными экосистемами бореальной зоны планеты и атмосферой. Для определения индикаторов фенологической динамики растительности на субконтинентальном уровне была проведена оценка локальных параметров регрессионной модели второго порядка в скользящем по оси времени окне (“camel back method”). Полученные с использованием данного метода результаты оценки индикаторов сезонной динамики растительности были провалидированы с привлечением выборочных данных наземных фенологических наблюдений.

Пространственный корреляционный анализ индикаторов сезонной динамики растительности с данными о температуре, количестве осадков и значениях индексов климатической осцилляции позволил выявить два географически различных механизма влияния климата на растительный покров регионов Центральной Сибири, а также Восточной Сибири и Дальнего Востока. В результате исследований было показано, что на растительность Центральной Сибири доминирующее влияние оказывают факторы арктической осцилляции (АО) и температуры, в то время как в регионах Восточной Сибири и Дальнего Востока сезонная динамка растительного покрова определяется главным образом влиянием Эль-Ниньо (индекс NINO3) и количеством осадков.

Выявлено, что за период 1992-1999 годов для некоторых типов растительности произошло увеличение продолжительности вегетационного сезона ввиду более раннего его начала. Кроме того, была показана связь чрезвычайно высокой активности природных пожаров в Центральной Сибири в отдельные годы с положительной фазой арктической осцилляции, в то время как более высокий уровень горимости на Дальнем Востоке проявляется в годы Эль-Ниньо.

NINO3 и продолжительность вегетационного сезона.

Арктическая осцилляция и окончание вегетационного сезона.

Рис. Пространственная корреляция между аномалиями характеристик фенологической динамики растительности, а также индексов NINO3 и АО

Balzter H., Combal B., Bartholome E., Bartalev S., Weedon G., Los S. Coupling of vegetation growing season anomalies with hemispheric and regional scale climate patterns in Central and East Siberia // submitted to Climate Change Journal, 2006.

к.т.н. Барталев С.А., отд.56, bartalev@902.iki.rssi.ru

12. Оценка физических процессов и законов, лежащих в основе политических инициатив, осуществление которых может прямо или косвенно привести к воздействию на климат.

Накопленная за последние годы информация позволила науке о климате прийти к заключению, что средняя температура земной поверхности и околоземной атмосферы постепенно повышается. Многие считают, что основной причиной потепления является антропогенный фактор, выражающийся в росте содержания парниковых газов в атмосфере в результате научно–промышленной и военно–технологической деятельности человечества. Делается вывод, что с большой степенью вероятности это может привести к глобальному потеплению такого масштаба, которое окажется чрезвычайно опасным для будущих поколений землян. Существуют, однако, и другие точки зрения.

Реакция мировой общественности на утверждения о глобальном потеплении катастрофического масштаба оказалась неоднозначной. Киотский протокол 1997 года предложил осуществить предварительные меры по ограничению роста выбросов парниковых газов (практически речь идет сейчас только о диоксиде углерода СО2) уровнем 1990 года, причем такое ограничение предусматривалось только для высоко развитых стран. В результате мировая общественность раскололась и только ценой больших усилий киотские механизмы начали работать в ограниченном масштабе с конца 2005 года.

Критическое отношение к подходу, основанному на простейших ограничительных мерах, связано в значительной степени с тем, что пока что нет четких и однозначных научных представлений о деталях конкретных механизмов глобального потепления. По этой причине также пока нет возможности создать достаточно надежный и подробный прогноз развития событий как на ближайшие сроки (10–30 лет), так и на более отдаленное время (скажем, на конец XXI века). Отсутствие подобных прогнозов служит достаточно эффективным оружием для критиков не только киотского подхода, но и всей проблемы глобального потепления.

В связи с этим нами был проявлен значительный интерес к новым результатам наук о климате, полученным за 2006 год. Как выяснили сотрудники Института имени Макса Планка (Германия), обеспечивая Землю кислородом, растения выделяют в атмосферу метан, который вместе с диоксидом углерода порождает парниковый эффект и ведет к глобальному потеплению. Согласно опубликованным данным (Nature, 439, p.187, 2006), растения ежегодно выделяют 63–236 миллионов тонн метана (а гниющие остатки добавляют еще 1–7 миллионов тонн), что составляет, грубо говоря, 10–30% глобального производства метана совершенно естественным непромышленным образом. Такой эффект до сих пор совершенно не учитывался в моделях изменения климата.

В статье «Изменение климата может быть значительным, но не предельно большим» (Washington Post от 20.04.2006) есть ссылка на приведенный в только что опубликованном выпуске журнала Nature прогноз изменения температуры до конца текущего столетия с учетом всех возможных к настоящему времени факторов. Специалисты высоко оценили представленные исследования. Приведенные результаты составляют около 2.5ºС. В модели предполагается, что уровень диоксида углерода в 2050–2100гг. удвоится по отношению к уровню, существовавшему на начало промышленной эры. Температура установится лишь через несколько десятилетий, поскольку климатическая система Земли обладает значительной инерцией.

Итоги проведенной в декабре 2005г. Конференции ООН по изменению климата в Монреале способствовали формальному смягчению противоречий между основной массой участников и группой индустриальных стран, возглавляемых США, но не устранили их. «Противники Киото», собирающиеся добиться экономического роста с небольшими уровнями выбросов углекислого газа (США, Австралия, Китай, Индия, Япония и Южная Корея) уже через месяц организовали в Сиднее встречу министров стран Азиатско–Тихоокеанского партнерства по «чистому» развитию. Целью встречи стала организация исследований по развитию новых технологий типа «чистый уголь», а также ядерных исследований и работ по возобновляемым источникам энергии. Предполагалось добровольное сотрудничество, свободное от международных обязательств, которые присущи Киотскому протоколу Официальное начало деятельности нового партнерства было провозглашено в июле 2006г. С другой стороны, в мае 2006г. Германия приняла участников встречи из 180 стран, стремившихся навести мосты между США и их союзниками в вопросах борьбы с изменениями климата. Как и предсказывалось, никаких серьезных прорывов не последовало, но обсуждения признаны полезными.

Высокая активность политиков по развертыванию усилий для преодоления последствий глобального потепления наблюдается в Европе. Премьер-министр Великобритании Тони Блэр несколько раз обращался к нации с призывами осознать грядущую опасность и способствовать борьбе с нею. Правительство рассматривает вопрос о принятии закона для установления ограничений на выбросы парниковых газов английскими предприятиями. Предполагается организация независимого органа для проверки исполнения этого закона. Французское правительство собирается предоставить дешевые кредиты на общую сумму 10 миллиардов евро компаниям и землевладельцам для финансирования проектов по сохранению энергии. Германия собирается уделить значительное внимание вопросам изменения климата, когда она станет председательствовать в Большой Восьмерке со следующего года. Канцлер Меклер ранее занимала пост министра по окружающей среде и сейчас она собирается бороться с выбросами парниковых газов. Отмечается, что Россия в роли председателя Восьмерки вела себя безразлично по отношению к проблеме глобального потепления.

Родионов С.Н. Глобальное потепление: разные мнения о возможных причинах и степени потепления. Препринт ИКИ РАН. 2006. Подготовлено к печати.

к.ф.-м.н., с.н.с. С.Н. Родионов, 333-43-02, Stan.Rodionov@asp.iki.rssi.ru