Смульский Иосиф Иосифович. Основные Свойства Долгих Периодов Изменения Климата

Смульский И.И. Основные свойства долгих периодов изменения климата // П 78 Проблемы криосферы Земли [Электронное издание]: сборник тезисов Всероссийской научной конференции (Пущино, Россия, 12-16 мая, 2025 г.) / отв. ред.: А.В. Лупачев, А.А. Абрамов. - Пущино: ИФХиБПП РАН, 2025. - с. 256-257. eLIBRARY ID: 82711851.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ДОЛГИХ ПЕРИОДОВ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

Смульский И.И.

Институт криосферы Земли ТюмНЦ СО РАН ФИЦ, Тюмень

jsmulsky@mail.ru

100 лет назад Милутин Меланкович создал орбитальную теорию палеоклимата, в которой повторяющиеся ледниковые периоды объяснялись колебаниями солнечного тепла, то есть инсоляции. Эти колебания обусловлены колебаниями орбиты Земли. Однако изменение инсоляции были небольшие (рис. 1, линия L), и они не совпадали с известными изменениями палеоклимата.

Так как эта причина колебания климата казалось мне разумной, то в конце XX века я решил эту теорию проверить и решить по-новому все входящие в неё проблемы. В результате было установлено, что задача об эволюции вращательного движения Земли ранее не была решена. Я ей решил, и колебания инсоляции возросли в 7-8 раз (рис. 1), а ее экстремумы совпали с колебаниями палеоклимата, которые были установлены геологами в XX веке.

0x01 graphic

Рис. 1. Колебания летней инсоляции Q_s⁶⁵^N на двух миллионных интервалах времени за T = -1 Myr и -20 Myr. Q_s⁶⁵^N - в ГДж/м²; Q_s_har⁶⁵^N - гармоника (1); O_I, 1_I, 2_I,... 12_I - экстремумы инсоляционных периодов изменения климата за 200 т.л.н.; 1h, 39h,..., 739h, 777h - номера максимумов гармоники (1); L - изменение летней инсоляции Q_s⁶⁵^N согласно прежней Орбитальной теории изменения климата на примере работы (Laskar et all, 2004).

На верхнем графике рис. 1 синей линией показано изменение за 1 м.л.н. инсоляции за летнее калорическое полугодие Q_s⁶⁵^N на широте 65R Северного полушария. Эта величина является характеристикой климата в высоких широтах. На интервале 200 тыс. лет назад (рис. 1 верхний график) были введены 13 инсоляционных периодов изменения палеоклимата О_I, 1_I, 2_I, , , 12_I (Смульский, 2016).

Период О_I называют оптимумом голоцена. Небольшое потепление в нем отмечает ряд исследователей (Сакс, 1953; Баулин, 1959; Ломанченков, 1966; Васильчук, 1982; Ершов, 1989; Некрасов и др., 1990) [1]. Период 1_I в Западной Сибири называют Сартанским ледниковым периодом, или последним ледниковым максимумом (Архипов, 1997; Архипов и др. 1980; Арсланов и др., 1983; Svendsen et al, 1999; Архипов, 2000). Период 2_I называют Каргинским теплым периодом, значительно более теплом чем оптимум Голоцена (Макеев и др., 1979; Гроссвальд, 1983; Арсланов и др. 1983; Архипов, 1997; Svendsen et al, 1999; Лаухин и др, 2006; Гросвальд, 2009; MacDonald et all, 2012; Илларионов, 2013). Период 3_I называют предпоследним ледниковым максимумом, который был более суровым, чем первый 1_I. В западной Сибири его называют Ермаковским ледниковым периодом (Волков и др., 1969; Волков, Архипов, 1978; Архипов и др., 1980; Svendsen et al, 1999; Архипов, 2000; Гросвальд, 2009).

Периоды 4_I - 6_I в Западной Сибири отмечают как Казанцевское межледниковье с двумя небольшими потеплениями 4_I и 6_I (Волкова, 1991; Архипов и др.,1995; Архипов, 1997); Слои этого теплого периода перекрывают морену ледникового периода 7_I (Архипов, 1997). Согласно унифицированной региональной стратиграфической схеме четвертичных отложений Западно-Сибирской равнины выделены тазовский ледниковый горизонт (9_I) ширтинский теплый (10_I), самаровский ледниковый (11_I), и тобольский теплый горизонт (12_I) (Волкова, 1999; Гусев и др., 2019). Отмечаются слои еще более древнего теплого периода 14_I с максимумом 239 т.л.н. (Гусев и др., 2019).

Все инсоляционные периоды на рис. 1 имеют свои особенности и не повторяются. В соответствии с этими особенностями они проявляются в потеплениях и похолоданиях, которые происходили за последние 250 тыс. лет.

Как видно из графиков рис. 1, колебания инсоляции Q_s⁶⁵^N неравномерные. Значительные потепления и похолодания следуют не регулярно. Однако почти все колебания согласуются с гармоникой Q_s_har⁶⁵^N, показанной тонкой красной линией:

Q_s_har⁶⁵^N = Q₀ + Q_a"sin(fi₀ +2T/ P_prm), (1)

где Q₀ = 6.099 ГДж/м²; Q_a = 1.2711 ГДж/м²; fi₀ = 0; T - время в тыс. лет; P_prm = -25.7478 тыс. лет - средний период прецессии оси вращения Земли.

На нижнем графике рис. 1 изменения инсоляции Q_s⁶⁵^N показаны за 20-й м.л.н. Из сравнения инсоляции с гармоникой Q_s_har⁶⁵^N на всех графиках за 20 млн. лет следует, что значительные экстремумы инсоляции совпадают с экстремумами гармоники, или находятся вблизи них. Поэтому период прецессии P_prm оси Земли является основным периодом изменения климата Земли.

Были также введены (Смульский,2016) три градации теплого климата: умеренно теплый, теплый и очень теплый уровни; и три холодного: умеренно холодный, холодный и очень холодный уровни. На графике за -20 Myr на рис. 1 границы между уровнями показаны пунктирными линиями. Эти границы отстоят на одинаковое значение Q_s от средней за 20 м.л.н. летней инсоляции Q_s⁶⁵^N и равной Q_sm⁶⁵^N = 6.055 ГДж/м², которая показана горизонтальной оранжевой линией.

Многие представляют ледниковые периоды как похолодания на всем земном шаре. Это не так. Количество тепла, поступающего на Землю, не изменяется. Изменяется его распределение по широтам Земли. В очень холодные периоды в высоких широтах тепла становится меньше за летнее полугодие. Поэтому снег не успевает растаять и образуется ледниковый покров. В это время в экваториальных широтах тепла поступает больше. В эти периоды зимы на всей Земле становятся теплее. Это способствует увеличению снежного покрова в высоких широтах, а, следовательно, и росту ледников.

В очень теплые периоды в высоких широтах тепла летом больше, чем сейчас на экваторе. Поэтому тают полярные ледники, в том числе ледники Гренландии и Антарктиды. А зимы - холодные и малоснежные, поэтому ледники за зиму не восстанавливаются. Это приводит к увеличению уровня океана и затоплению низменностей. Так что при общем постоянстве количества солнечного тепла, эти колебания климата происходят по всему земному шару.

1. Смульский И.И. Инсоляционная причина долгопериодических изменений климата // Геофизические процессы и биосфера. 2024. Т. 23, ! 2. С. 25-39. DOI: 10.21455/GPB2024.2-3. https://www.ikz.ru/~smulski/Papers/IPDIKl03_1JP.pdf.

Оставить комментарий © Copyright Смульский Иосиф Иосифович Размещен: 05/05/2026, изменен: 05/05/2026. 9k. Статистика. Статья: Естествознание Иллюстрации/приложения: 1 шт. Скачать FB2		Ваша оценка:
Аннотация: Здесь представлены тезисы моего доклада на Всероссийской научной конференции: Проблемы криосферы Земли (Пущино, Россия, 12-16 мая, 2025 г.).

Смульский Иосиф Иосифович Основные Свойства Долгих Периодов Изменения Климата

Смульский Иосиф Иосифович
Основные Свойства Долгих Периодов Изменения Климата