Публикации автора

Проведена модернизация астрономической теории изменений климата, основу которой составили результаты расчётов инсоляции Земли, выполненные с высоким пространственным и временным разрешением. В качестве основы для определения причин неоплейстоценовых оледенений принималось облучение всего Северного полушария. Вариации приходящей солнечной радиации, рассчитываемые в астрономической теории климата, были дополнены расчётами вариаций характеристик переноса радиационного тепла. На основе усовершенствованной астрономической теории найдены причины глобальных климатических изменений в неоплейстоцене. Определено, что ледниковые эпохи связаны с периодами положительной средней аномалии зимнего меридионального переноса тепла и влаги и отрицательной средней аномалии интенсивности летнего облучения в Северном полушарии. Межледниковые эпохи связаны с периодами положительных средних аномалий летней интенсивности облучения и отрицательных средних аномалий зимнего меридионального переноса и межполушарного переноса тепла и влаги из летнего Южного в зимнее Северное полушарие. Различие в интенсивности летнего облучения тёплых и холодных настроенных климатических эпох в 100-тысячелетних циклах в среднем составляет 4,91 Вт/м2 (или 1,151 % от среднего для неоплейстоцена значения летней интенсивности облучения Северного полушария). Таким образом, смена палеоклиматических эпох связана в основном с динамикой характеристик летнего облучения и зимнего переноса радиационного тепла и влаги, определяемой астрономическими факторами.

На основе ранее выполненных с высоким пространственным и временным разрешением по данным высокоточных астрономических эфемерид расчётов облучения проведён анализ изменения интенсивности летнего облучения в полярных и экваториальных пятиградусных широтных зонах Северного полушария. За период с 1900 по 2050 гг. отмечается уменьшение интенсивности летнего облучения в полярной и увеличение в экваториальной области. Следствием этого является увеличение меридионального градиента инсоляции и усиление интенсивности меридионального переноса радиационного тепла, с которым связано увеличение приповерхностной температуры воздуха и температуры поверхности океана в Арктике. Опережающий рост температуры в Арктике по сравнению с другими районами объясняется тем, что энергия (тепло) переносится с большей площади (источника тепла) на меньшую (области стока тепла). В летнее полугодие площадь области источника радиационного тепла в 4,5 раза превышает площадь области его стока. В результате этого удельные значения тепловой энергии - температуры - возрастают. Показано, что с использованием найденных связей характеристик природной среды в Арктике с характеристиками её облучения возможен прогноз изменения климата и состояния природной среды в Арктике на основе рассчитываемых в будущее характеристик облучения.

Получены статистические характеристики изменений интенсивности годового и сезонного облучения на верхней границе атмосферы пятиградусных широтных зон Арктического региона в неоплейстоцене. Не выявлена связь интенсивности годового и сезонного облучения пятиградусных широтных зон с эксцентриситетом земной орбиты, однако выявлена положительная заметная связь интенсивности летнего облучения и отрицательная интенсивности зимнего облучения с изменением наклона оси и долготы перигелия. Максимальный размах колебаний зимней интенсивности облучения в Арктике с географической широтой в неоплейстоцене заметно (на 10,211 Вт/м2) уменьшается, в то время как максимальный размах колебаний летней интенсивности облучения с географической широтой слабо (на 4,3 Вт/м2) увеличивается. Коэффициент корреляции летней интенсивности облучения и долготы перигелия в неоплейстоцене с географической широтой уменьшается, а с наклоном оси вращения - увеличивается. Модуль коэффициента корреляции зимней интенсивности облучения с долготой перигелия уменьшается, а с углом наклона оси - увеличивается. Максимальный размах изменений интенсивности годового и сезонного облучения пятиградусных широтных зон в неоплейстоцене на 1-2 порядка превышает максимальные вариации показателя δ18О изотопно-кислородного анализа донных фораминифер, что показывает необоснованность использования его значений для решения задач геохронологии и климатостратиграфии неоплейстоцена.

Рассмотрены динамика площади морских льдов в Северном полушарии и изменение инсоляции на разных высотных уровнях в полярных районах как возможные факторы изменения общего содержания озона в атмосфере. Установлено, что годовой ход общего содержания озона тесно связан с годовым ходом и многолетними изменениями площади морских льдов в Северном полушарии. На основе регрессионной модели выполнен оценочный прогноз общего содержания озона до 2050 г. Показано, что в этой модельной концепции следует учитывать криосферный фактор изменения общего содержания озона в атмосфере (площади морских льдов в Северном полушарии и инсоляции на разных высотных уровнях в полярных районах).

Показаны пространственные соответствия в широтной локализации особенностей общей циркуляции атмосферы: средних положений экваториальной депрессии, субтропических зон высокого и субполярных зон низкого давления, полярных фронтов, умеренных и тропических воздушных масс и интенсивности годового и сезонного облучения Земли на верхней поверхности атмосферы (ВГА) и их меридиональных градиентов. Причины отмеченных широтных соответствий связаны с особенностями в облучении Земли, определяемыми ее формой, наклоном оси ее вращения и орбитальным движением вокруг Солнца.

Найдена синхронность между экстремальными значениями летней инсоляции Северного полушария и двумя глобальными климатическими событиями в голоцене. С максимумом летнего облучения синхронизируется переход от холодной плейстоценовой к теплой голоценовой эпохе. С минимумом летнего облучения Северного полушария синхронизируется Малый ледниковый период. Для голоцена определена ведущая роль клима-тической прецессии в изменениях глобального климата Земли. Выполнена оценка вариаций продолжительности цикла климатической прецессии.

Для современной эпохи определена связь приходящей на верхнюю границу атмосферы солнечной радиации и аномалии температуры поверхности океана (ТПО) как для Земли в целом, так и для отдельных полушарий. Найден эффект усиления межширотного теплообмена в поверхностном слое Мирового океана, связанный с сокращением поступления солнечной радиации в полярные районы и увеличением поступления в экваториальную область Земли. Эффект усиления межширотного теплообмена связан с вековым изменением наклона оси вращения Земли.

Определены пространственные соответствия в широтной локализации особенностей распределения приходящей на верхнюю границу атмосферы солнечной радиации и особенностей общей циркуляции атмосферы: средних положений экваториальной депрессии, субтропических зон высокого и субполярных зон низкого давления, полярных фронтов, умеренных и тропических воздушных масс. Причины найденных широтных соответствий определяются особенностями в распределении приходящей солнечной радиации, связанными с формой Земли, наклоном оси ее вращения и возмущенным орбитальным движением.

Исследуется физическая природа Северо-Атлантической осцилляции и 60-ти летнего колебания в климатической системе Земли. Доказано, что Северо-Атлантическая осцилляция является региональным проявлением 60-ти летнего колебания, характерного для системы океан – атмосфера. Определена гравитационная природа 60-ти летнего колебания в климатической системе Земли. Показано, что 60-ти летнее колебание возникает в океане и может быть результатом синхронизации и резонансного усиления 60-ти летней периодичности генерируемой в окружающем Землю пространстве соизмеримостью в средних движениях Юпитера и Сатурна вокруг Солнца.