Глава II

2.1а Среднегодовые параметры метеоданных ГУ-Красноярский ЦГМС-Р

за все годы наблюдений

    Тенденции изменения климата изучались по данным ГУ-Красноярский ЦГМС-Р. Его специалистами рекомендован и осуществлён подбор материала, оказано содействие в решении организационных задач.

Среднегодовые температуры

    По данным таблиц о климате можно сказать следующее: Караул находится почти 2 месяца в условиях полярной ночи, Кызыл получает максимум света от солнца, ГМО Туруханск максимальная защищённость корневых систем растений в лесах, ГМО Минусинск и Кызыл наоборот, в степи она минимальна, Караул кинетическая энергия атмосферных процессов наиболее высока, а в ГМО Минусинск минимальна, Караул потенциальная энергия наиболее высока, Кызыл наоборот низка, Красноярск оп. поле и ГМО Минусинск наиболее тепло, ГМО Енисейск влажность наиболее высока, Караул низка, Игарка максимум осадков, Кызыл минимум.

   Из таблиц пункта 2.1а следует, наиболее продуктивен для сельского хозяйства район Минусинска. Ниже графики показывают относительную однородность хода атмосферных процессов вдоль Енисея, подтверждая обоснованность выбора наиболее продолжительных рядов ГМО Енисейска для суждений о тенденциях климата региона вдоль Енисея, пункт 2.1б.

2.1б относительная однородность хода атмосферных процессов вдоль Енисея.

Ход изменений среднемесячных величин метеоэлементов, усреднённых за многолетний период метеостанций расположенных вдоль Енисея

Осадки мм.

Скорости ветра м/сек

Давление водяного пара (упругость гПа)

Атмосферное давление (гПа)

Запасы воды на последний день декады (мм)

Продолжительность солнечного сияния часы.

Все графиках показывают синхронность изменения большинства метеорологических  параметров, которым атмосферные давления асинхронны, скорости ветра имеют в году 4 экстремальных значения, остальные параметры 2. Суждений и данных пунктов 2.1а-2.1б недостаточно для определения направленности изменений климата.

 2.2 Метод анализа и обработки метеоданных

    Отвлекаясь от «лишнего» важно то, что творится в течение лет в пределах биосферного слоя, вмещающего кроны и корни деревьев, их высота в Сибири редко превышает 50м., а глубина корней достигает 5м. Именно здесь производится пища и существует растительность и животный мир.

    Сконцентрировав энергетические (тепловые) параметры в параллелипипед высотой 50м. и сечением 1м². , и сведя их к обобщённому индексу полной энергии можно определить, где комфортней. Данных для этого, даже без температур почвы, в пункте 2.1 достаточно. Энергии кинетическую mv², потенциальную mgh, выделившуюся при конденсации паров ml, остывании получившейся воды mcdt , замерзания воды ml и остывании льда mcdt, запас теплоты в воздухе mcdt получить можно. Где m-массы, v-скорость ветра, g - ускорение свободного падения, h - высота центра биосферного слоя, l - удельные теплоты парообразования и плавления льда, c - удельные теплоёмкости воды, льда, воздуха и почвы, dt- разности температур в процессах поглощения или выделения тепла.

     Фотосинтезу благоприятствует продолжительность солнечного сияния, но ниже 5° С он прекращается. В пригородах Красноярска при среднесуточной температуре 5° С разность ночной и дневной температур может достигать 20° С. Пункт 2.1 необходимо дополнить температурами почвы для определения теплосодержания почвы. Данные сгруппировать в одну формулу и обработать Excel.

   Для однозначного определения потепление или похолодание, в какой либо точке для неё необходимы ряды средне годичных данных, прежде всего температуры воздуха и почвы, скорости ветра, атмосферного давления, количества осадков воды и снега. Обработанные многолетние данные, в т.ч. полная энергия (суммарный тепло запас), выводом графиков, показом трендов дадут искомый ответ, а подвергнутые 11-летнему сглаживанию можно проверить на связь с активностью солнца. Далее графики метеопараметров, продолжительных рядов.

График №1 Температура (1872-2007 гг.) ГМО Енисейск, тренд показывает её рост к концу Х XI века, около 0,7° С.

    Огромна роль атмосферы в тепловых процессах на Земле. Однако глубина жидкой атмосферы (сжать её можно при критических температуре и давлении -140,73°С и 38,5 ат.) была бы около 10 м, а глубины мирового океана достигают 11 км и он занимает 71% земной поверхности. В сумме атмосфера и гидросфера стабилизатор суточных и годовых температур поверхности Земли, сглаживающий температуры разных широт.

    Напомним, объёмная теплоёмкость почвы в среднем 0,5-0,6 кал/см³ град, удельная теплоёмкость воздуха при давлении 1 атм. 0,241 кал/г.×град, воды 1 кал/г.×град. льда 0.5 кал/г.×град. Удельная теплота парообразования воды при температуре кипения и нормальном давлении 539,7 кал/г. что в 2239,4 раза больше удельной теплоёмкости воздуха. Удельная теплота плавления воды (льда) при температуре 0°С 79,7 кал/г. 1ккал=0,24 кдж.

     Дополним от М.Г.Приходько: «С поверхности океанов в течение года испаряется слой воды толщиной 1423мм (5,14•10¹⁴ т воды), с поверхности материков- 423мм (0,63•10¹⁴ т воды), а возвращается в виде осадков соответственно 1024мм (3,69•10¹⁴ т воды) и 700мм (1,04•10¹⁴ т воды). В атмосфере содержится в среднем 1,29•10¹⁴ т воды ». Выпадение осадков сопровождается выделением тепла. Пары воды создают парниковый эффект, спасая в ночное время растения от поздних заморозков весной и ранних в конце лета. Осадки стабилизируют температуру у поверхности земли и в почве, увеличивают теплопроводность почвы летом.

    Приведём данные Б.Б.Богословского. Объёмы воды объектов Земного шара в тыс. км³: Мировой океан 1 338 000, подземные воды до глубины 2 км 23 400, ледники 24 064, подземные льды зоны вечной мерзлоты 300, озёра 176, почвенная влага 16,5, вода в атмосфере 12,9, болота 11,5, реки 2,12. Объём воды всех рек Земли составляет 0,0002% от её полного объёма.

   Для Европейской территории СССР Х.П.Погосян и З.Л.Туркетти привели расчёты. Согласно которым, над этой территорией за год переносится 8507 км³ воды, среднегодовое количество осадков 480мм или 3120 км³, речной сток с этой территории 928 км³. Значит, 8507 км³ уносится в основном в восточном направлении. Сток Енисея средний за многолетний период около 580,5027 км³ (Примечание автора).

    А.М.Шустова про суммарные водные ресурсы России. Ср. многолетний объём возобновление км³/год и Статический запас км³: речной сток - 4270, озера – 532 и 26 600; болота – 1000 и 3000; ледники- 110 и 39 890; подземные воды – 787 и 28 000; почвенная влага – 3500. Всего 8302 и более 97 000.

    Из поверхностных вод в социально-экономическом развитии страны приоритет принадлежит речному стоку. Объем местных водных ресурсов речного стока на территории России составляет 4043 км³/год, что составляет 237 тыс. м³/год на 1км² территории и 27-28 тыс. м³/год на одного жителя. Сток из сопредельных территорий равен 227 км³/год. Характерно, что на территории Российской Федерации формируется около 10% мирового речного стока. Реферат: Состояние водных ресурсов России и Сибири. bestreferat@mail.ru Сибирская Академия Государственной Службы, Новосибирск, 2003.

График №3  Сток воды Енисея в течение 1999 года тыс. м³/сек. Игарка.

Сделано по http://www.r-arcticnet.sr.unh.edu/v3.0/index.html

График №4 Сток Енисея Игарка 1936-2007 гг. км³/год

     Тренд роста стока 1936 -2007 гг., (71 год). Внутривековая цикличность.

    На западе водосборная площадь Енисея граничит с таковой Оби. Н.И.Маккавеев, Р.С.Чалов (1970) обнаружили в строении поймы средней Оби признаки существования не менее трёх циклов периодического изменения величины стока. Продолжительность отдельного цикла 1800-2000 лет. Со ссылкой (Тушинский, 1966) они заметили, что в настоящее время относительно холодная и влажная фаза цикла уступает место более тёплой и сухой. Н.И.Маккавеев, Р.С.Чалов учитывая работы ряда учёных, в т.ч. начальника ГМЦ Красноярска Н.П.Бахтина (1957) говорят: «Описанные в долине Оби особенности русловых процессов и морфологии поймы, связанные с периодическими изменениями нормы стока, характерны для большинства крупных равнинных рек».

Графики № 5 и № 6

Стоки Оби у Салехарда  1930 - 1994 гг., Лены 1935-1998 гг. у Кузура немного увеличились, признаки внутривековой цикличности, http://www.r-arcticnet.sr.unh.edu/v3.0/index.html.

   Некоторый рост суммарного стока с водосборных площадей Лены, Енисея и Оби свидетельство циклического потепления в конце ХХ века. Синхронности в стоках этих рек нет. Наличие роста суммарного стока Оби, Енисея и Лены сроком более века, и согласованности изменений их стоков, по моему мнению, можно было бы рассматривать, как аргумент глобального потепления.

    Дополние по И.П.Дружинину. Графики стоков Оби, Енисея, Лены, рек имеющих ГЭС не точны. Новосибирская ГЭС (пуск агрегатов 1957-1959 гг.), Красноярская- (1967-1971 гг.), Братская -(1961-1967 гг.), Иркутская- (1956-1958 гг.) На стоки влияет режим заполнения водохранилищ. В 1982г. Была создана комиссия для изучения водохозяйственной обстановки на юге Сибири, в марте этого года ею была дана оценка возможной приточности воды в крупные водохранилища ГЭС. Ожидалось, что маловодье на Оби начавшееся в 1962г. продлиться не менее чем до 2000г., маловодье Енисея начавшееся 1967г. до 2000-2005 гг.. Окончания маловодий бассейнов озера Байкал и верхней части бассейна Ангары, начавшихся в 1976г. ожидаются в 2010-2015 гг. Для ряда водохранилищ ГЭС с годовой заблаговременностью с 1973г. Сибирским энергетическим институтом СО АН СССЗ составлялись прогнозы годового притока воды.

   Среднегодовые приточности м³/сек ГЭС прогноз / факт: Иркутская 1280-1865/1996, Братская 950-1180/1065, Красноярская 2740-3580/2935, Новосибирская 1230-1860/ 1450. И.П. Дружининым неоднократно говориться о необходимости и сложности прогнозирования метеорологических элементов и стока рек.

    Им выявлена несогласованность годовых стоков рек бассейна Оби вцелом, и в то же время согласованность повышений и понижений в разных районах. Показана высокая согласованность колебаний средне сезонных температур воздуха европейской части СССР. Сказано, что в экстремальные годы и многолетия имеет место наиболее широкий охват территорий однородными атмосферными процессами. Согласованность стоков рек отражает подобие процессов атмосферы. Согласованность приточностей в водохранилища Новосибирской и Красноярской ГЭС колеблется от 81%, а Новосибирской и Иркутской от 47%.

    Для достоверного определения тенденций изменения климата нужны данные отражающие глобальные продолжительные события. Люди всегда селились поближе к рекам на высоте безопасной от половодий. С.М.Цейтлин говорит о необычайно высоком расположении над урезами рек некоторых стоянок раннего и развитого мезолита. Возраст их культуры лежит в пределах 12-9 тыс. лет от нашего времени, вероятно, не моложе 10 тыс. лет, высота над урезом 25-50м. С.М.Цейтлин предполагает, что в то время паводки превышали современные в 2-3 раза. Из его данных, в абсолютной датировке чередование климатических условии следующее: 12600-12200 - потепление; 12200-11800 - похолодание; 11800-11000 - потепление; 11000-10000 - похолодание; с 10000 до сих пор - Голоцен. Из суждений С.М.Цейтлина совпадение холодных условий с высочайшими паводками пока труднообъяснимо. Позднемезолитические памятники обычно расположены на уровне, не превышающем 10-15м. над урезами рек. Подобие финала Голоцена, предшевствующему ему сроку в 2600 лет может реализоваться.

    Глобальной динамике колоссальных масс и объёмов воды и воздуха соответствуют обмены энергией, теплотой. При этом объём воды в Мировом океане для малых отрезков времени можно считать постоянным. Например, С.И.Романовский (1985) об уровне океана заметил: «В настоящее время он повышается на 1мм в год». Г.Н.Смирнов (1974) указал, что в придонных слоях океанов температура меняется в узких пределах от +1,0° С до -2° С. Температура поверхности вод океанов от экватора, где она достигает 23° С, понижается к полюсам до -1,0° С. Х.П.Погосян и З.Л.Туркетти (1970) напомнили, что только Гольфстрим за год переносит из экваториальной зоны в Северную Атлантику количество тепла, равное 80-100 ккал/см². Тем самым подогревая там атмосферу, насыщая её парами воды. Часть этих тепла и влаги достигает Красноярского края.

    Выявление хода энергетического процесса требует учёта теплосодержания воздуха и осадков. Считается, что теплосодержание тела при t = 0° С равно 0. Метеостанция Караул самая низкая среднегодовая температура -10,4° С. При кондесации пара, остывании капель воды, замерзании воды и остывании льда (снега) выделяется тепло.

 График №7*  Теплосодержание  осадков и столба воздуха высотой 100м.  (1891-2006 гг.) ГМО Енисейск

График № 8*  Средняя годовая скорость ветра.

(1936-2006 гг.) ГМО Енисейск.

Падение скорости ветра за 70 лет на 1м/сек.

  Следовательно, падение градиентов давления на дистанции Сибирь – Атлантика. Циклоны, поставляющие нам тёплые массы воздуха и воду с её теплосодержанием, зарождаются там. Вековой очевидный рост стока рек можно считать убедительным признаком потепления, но данных  мало.

График № 9* Суммы энергии ветра и теплосодержания воздуха и осадков  (1936-2006 гг.) ГМО Енисейск. Аргумент похолодания.

2.3 Результаты обработки рядов метеоданных (ГМО Енисейск)

    График №1. Температуры (1872-2007 гг.) , тренд показывает её рост к концу XI века, на 0,7° С. График №2*. Осадки (1891-2007 гг.), тренд показывает их убывание. График №7*. Теплосодержание осадков и столба воздуха высотой 100 м. (1891-2006 гг.). Вывод о потеплении невозможен. График № 8*. Средняя годовоя скорость ветра. (1936-2006 гг.) ГМО. Падение скорости ветра за 70 лет на 1м/сек. График № 9.* Суммы энергии ветра и теплосодержания воздуха и осадков (1936-2006 гг.). Значительное понижение.

График №10*. Расход воды в мае тыс. м³/сек (месяц максимального расхода) Северной Двины у Усть-Пинеги, впадающей в Ледовитый океан, 1882-1999 гг.., (117 лет), ничтожный рост.

График № 4. Сток Енисея (Игарка) 1936-2007 гг. км3/год, до 1971г. спад, затем рост. Без водохранилищ тренд был бы положе. Стоки Оби Салехард 1930 - 1994 гг., Лены 1935-1998 гг. Кузур графики № 5 и 6  Стоки Лена, Енисей, Обь с признаками внутривековой цикличности и роста.

   Из графиков  на основе рядов, 5 с меткой * из 9-ти  отвергают вывод о потеплении, остальные для вывода о угрожающем потеплении неубедительны. 60-летние ряды стоков Оби и Лены, сток Енисея ряд 71 год предположение циклического внутривекового потепления возможно. Графики сток Северной Двины ряд 117 лет, № 2 116 лет, № 7 115 лет. Вывод «глобальное потепление» исключают. Жаль потепления в енисейском регионе нет.