Реферат: Характеристика климатической системы древней Земли

Неоднократные разрушения плотины Мариба происходили в IV, V и VI вв. н.э., т.е. в пору неблагоприятного климата. Последняя катастрофа - страшное наводнение - произошла в 570 г. н.э. Остальное довершили пески, которые продолжают наступать и ныне. В настоящее время на этой территории растут лишь отдельные кустики мятлика и колючек.

По мере приближения к нашей эре наука располагает все большим количеством косвенных данных, характеризующих климат, особенно его аномалии. Так, косвенные источники о климате Египта, Китая и Южной Европы датированы соответственно 3000, 2500 и 500 гг. до н.э. Для Северной Европы они имеются за всю историю современного летосчисления, для Северной Америки - лишь зa последние несколько сот лет.

Согласно имеющимся источникам, температура за первые два тысячелетия из последних пяти в Китае была на 2° выше, чем теперь. В других районах земного шара нередко отмечались заметные похолодания климата. Последние 3 тыс. лет в Китае температура колебалась в пределах 2-3°С. Большой объем имеющихся фактических данных по истории климата голоцена обобщен в монографии Лэмба (419).

Хорошим индикатором климата прошлого являются уровни открытого моря и озер. Радиоуглеродные методы анализа позволяют восстановить амплитуду этих колебаний.

Рис.5. Колебания уровня озера Чад за последние 80 тыс. лет

На рис.4 приведены данные о колебании уровня океана за последние примерно 200 тыс. лет по данным Вина и Чеппела (419). Особенно низок был уровень в период последней ледниковой эпохи. В период потепления произошло его резкое увеличение. Всего примерно за 4 тыс. лет уровень моря при потеплении повысился почти на 40 м.

Имеется довольно обширная информация о состоянии уровня внутренних озер за период голоцена и даже несколько ранее. Характер колебаний уровня озер не всегда согласуется с колебаниями уровня Мирового океана. Так, уровень озер в Экваториальной Африке (между 5° с. ш. и 9° ю. ш) за последние 20-30 тыс. лет показывал значительные колебания. В качестве примера на рис.5 приведены имеющиеся данные о колебании уровня озера Чад. За период примерно от 30 000 г. до н.э. до приблизительно 6000 г. до н.э. уровень озера понизился более чем на 70 м. Затем были подъемы и опускания. Последний максимум уровня был в период климатического оптимума, после которого уровень моря понизился еще более чем на 25 м.

На Рис.6 показано изменение уровня Каспийского моря (419).50 - 60 тыс. лет назад уровень Каспийского моря был почти на 80 м выше современного. Затем уровень резко падал. Примерно в 6000-4000 гг. до н.э. уровень Каспийского моря был на 20-22 м ниже современного.

Более детальный анализ колебаний уровня озера Чад и уровня Каспийского моря указывает, что на фоне общего понижения уровня этих озер за последние 20 тыс. лет наблюдались отдельные флюктуации, которые носили нерегулярный характер.

В период потепления климата почти на 1000 м повысилась верхняя граница линии лесов в Альпах. Колебания климата в период голоцена сопровождались существенными изменениями циркуляционных процессов. Так, в период последней ледниковой эпохи субтропическая область высокого давления и субполярная область низкого давления смещались к югу. Первая была южнее почти на 20-25° по сравнению с периодом климатического оптимума и на 8-10° южнее современного положения.

Рис.6. Колебания уровня Каспийского моря за последние 80 тыс. лет

Рис.7. Палеотемпературы июля (А), января (Б), года (В) и палеоосадки года (Г) (в отклонениях от средней). Разрезы: 1 - Заруцкое, 2 - Ругозеро, 3 - Хийлисуо, 4 - Бездонное, 5 – Готнаволок

Область низкого давления была южнее почти на 40° широты зимой и только на 10-15° летом по сравнению с периодом оптимума и соответственно на 30 и 10° южнее по сравнению с современным положением. Вполне естественно, что полярный фронт располагался значительно южнее прохождения осей циклонов в ледниковую эпоху. Эти результаты согласуются с результатами приведенных выше численных экспериментов.

В период же климатического оптимума оси циклонов проходили значительно севернее.

5-6 тыс. лет назад климат был сравнительно теплым и влажным не только в Европе, но и в Китае. Археологические данные указывают на то, что в периоды резких изменений климата, в особенности повышения его неустойчивости, возрастала повторяемость сильных наводнений. Такие периоды отмечались около 4000-2400 гг. до н.э. на Ближнем Востоке (419).

Большой интерес представляют характеристики климата периода голоцена и в особенности периода климатического оптимума на территории нашей страны. Так, в работе В.А. Климанова и Г.А. Единой (255) приведены реконструкции палеотемператур и осадков на протяжении всего голоцена для северо-западной части Русской равнины.

На рис. 7 приведены восстановленные палеотемпературы июля (А), января (Б), среднегодовые (В) и количество палеоосадков за год (Г) в промежуток времени от 10 тыс. до 300 лет назад для пяти разрезов. Три из них (Готнаволок, Бездонное, Хийлисуо) расположены к западу от Онежского озера, т.е. относятся к южной части Карелии, два (Ругозеро, Заруцкое) - в северной части Карелии. Прерываемость палеоклиматических кривых означает перерывы в осадконакоплении. Как видно из рисунков, в последнее позднеледниковое время (10-12 тыс. лет назад) климат был значительно холоднее теперешнего. Зимой отличие достигало 12-14°, в то время как июльские температуры были ниже примерно на 4°С. а средневековые - на 6-7°С. Среднегодовая сумма осадков была ниже на 200 мм. В это время наблюдалось чередование небольших потеплений и похолоданий.

Анализ рисунков показывает, что восстановленные палеотемпературы неплохо согласуются с колебаниями климата в других районах земного шара. Весьма характерным является то, что в период потеплений больше повышались летние температуры, а в период похолоданий больше понижались зимние температуры. Амплитуда изменений январских температур в период голоцена значительнее, чем остальных температурных показателей.

В большинстве случаев в периоды похолоданий происходило уменьшение количества осадков, а в периоды потеплений - увеличение. (Такая закономерность не характерна для малого ледникового периода, когда в умеренных широтах похолодание климата было связано с увеличением осадков) Наиболее часто и резко климат менялся в начале голоцена и в последние 2 тыс. лет. Последний факт находит подтверждение и в других показателях климата. На основе проведенного анализа можно сделать однозначный вывод о тенденции естественных изменений климата в сторону похолодания.

Детальный анализ палеоклимата территории СНГ в период голоцена выполнен Хотинским и Савиной (381). По более ранним данным Хотинского, интерпретация палеоботанических данных и данных радиоуглеродного анализа позволяет выделить на территории СНГ три наиболее теплые фазы голоцена: бореальную - 8300-8900 лет назад, позднеатлантическую (собственно климатический оптимум) - 4700-6000 лет назад, среднесуббореальную - 3200-4200 лет назад. Автором было также установлено, что бореальная фаза потепления наиболее четко проявилась на Северо-Востоке и Дальнем Востоке СНГ, среднесуббореальная - на севере Русской равнины, а позднеат-лантическая - в большинстве районов Евразии.

Для бореального периода в поле температур выделяются области, разделяемые линией, проходящей от Кольского полуострова на Урал, к широте 60° с. ш. и далее на Байкал. К северу от этой линии в указанный период было теплее (местами более чем на 5°С), чем теперь, к югу - холоднее. В июле на севере Русской равнины, в северной части Западной Сибири, в центральных районах Средней Сибири было на 1-2°С холоднее, на остальных частях территории - несколько теплее.

Осадков в северной части территории было больше, чем сейчас, а на большей части территории СНГ и Дальнего Востока на 100 мм, а местами на 200 мм меньше.

Циркуляционная интерпретация этих данных свидетельствует о том, что зимнее потепление или летнее похолодание, сопровождаемое увеличением осадков, может указывать на усиление циклонической деятельности. Зимнее похолодание или летнее потепление, совпадающее с уменьшением осадков, может указывать на усиление антициклонического режима.

Исходя из этого можно предположить, что в бореальный период на севере европейской части территории СНГ и над Сибирью зимой была усилена циклоническая деятельность и развита северо-западная периферия Азорского антициклона, что обусловливало похолодание в Западной Сибири. Повышение циклонической деятельности, по-видимому, отмечалось и в летний период. В бореальный период в целом была ослаблена континентальность климата сибирского сектора СНГ и ослаблено океаническое влияние на климат европейской части.

Климат атлантического периода (около 5 тыс. лет назад) на всей территории СНГ был теплее, чем сейчас. Наибольшие положительные аномалии (3-4°С) наблюдались на севере Русской равнины и Западной Сибири, а в Средней Сибири аномалии доходили до 1-5°С. Южнее величины положительных аномалий температуры уменьшаются до 1-2°С, а в Прикаспии - до 3°С. В июле выделяются две области с границей по широте 50° с. ш. К северу от этой границы в целом было теплее, а к югу даже несколько, хотя и немного, холоднее, чем теперь.

Годовые суммы осадков в атлантический период были большими в северных, южных и отчасти восточных районах СНГ. В полосе 50 - 60° с. ш. осадков было примерно столько же, сколько и теперь, а иногда меньше (на 50 мм). Объяснить эти черты климата максимума потепления только циркуляционными процессами трудно, хотя можно предположить усиление отрога Азорского антициклона летом и усиление циклонической деятельности зимой. Это дает основание воспользоваться для объяснения максимума потепления другими физическими факторами.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6