www.solar-climate.com
 
 

СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ И КЛИМАТ ЗЕМЛИ


«Издавно известно и не подлежит сомнению, что солнечная радиация – главный источник тепла для земного шара»
А.И. Воейков

Метеорология.
С.- Петербург, Издание картографического заведения А. Ильина,
1903., с. 39.

 

«Важнейшей причиной всех тепловых явлений на земной поверхности и в атмосфере является солнечная радиация, ее пространственное распределение, обусловленное формой земной поверхности, и ее изменения со временем, связанные с обращением Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси»
М. Миланкович
Математическая климатология и астрономическая теория
колебаний климата. – М.–Л.: ГОНТИ, 1939., с. 5
.

 

Проблема изменения современного глобального климата и, прежде всего, его температурных характеристик представляется актуальной для современной науки и практики (http://www.ipcc.ch/). Эта проблема определяется необходимостью прогнозирования последствий климатических изменений для природной среды и общества. Наиболее важным в проблеме исследования и прогнозирования изменений климата является вопрос о причинах, вызывающих эти изменения (Кондратьев, 1987, 1992; Монин, Шишков, 2000).

 

Климат – это многолетнее состояние природной среды, которое характеризуется усредненными по времени для некоторого района (или Земли) гидрометеорологическими, почвенно–биологическими и другими показателями. Среднее многолетнее состояние природной среды принимается за климатическую норму. Изменения состояния природной среды относительно нормы характеризуется аномалией. Погода - текущее состояние природной среды. Климат характеризуется погодными условиями, но не определяется ими. Типы погоды соответствуют типу климата и определяются им, т.е. многолетним состоянием природной среды в данном месте. Предметом наших исследований является климат Земли (глобальный климат).

 

Важнейшей характеристикой климатических условий является температурный режим, определяющий многие особенности жизни населения и окружающей природной среды. Приповерхностная температура воздуха (ПТВ) и температура поверхности Мирового океана (ТПО) характеризует термическое состояние климатической системы Земли, которое определяется приходящей от Солнца лучистой энергией и парниковым эффектом планеты. Изменения глобальной температуры являются важнейшим показателем изменения климата.

 

Солнечная радиация является основным источником энергии, определяющим радиационный и тепловой баланс Земли (Зубов, 1938; Шулейкин, 1953; Лоренц, 1970; Будыко, 1968, 1980; Кондратьев, 1980; Монин, Шишков, 2000). С широтными особенностями распределения солнечной радиации связано расположение климатических поясов (широтная зональность). В древности Гиппархом (древнегреческий астроном, географ и математик II-го века до нашей эры) было дано объяснение годовой смене климатических сезонов. Эта смена объяснялась изменением наклона падения солнечных лучей, связанным с орбитальным движением Земли и наклоном оси ее вращения (климат в переводе с греческого языка означает – наклон). Кроме этого, отмечаются вековые, периодические и межгодовые изменения климата, причины которых пока однозначно не определены.

 

В регулировании поступления солнечной радиации к Земле (без учета атмосферы) и распределении ее по земной поверхности (солярный климат Земли) выделяются два механизма, имеющие различную физическую природу. Один механизм связан с изменением активности Солнца. Другой механизм определяется небесно-механическими процессами, изменяющими элементы земной орбиты (расстояние Земля – Солнце, продолжительность тропического года и др.), наклон оси вращения и связанные с ними изменения в инсоляции Земли. Этот механизм анализируется в наших исследованиях. В перераспределении тепла в климатической системе Земли (в атмосфере и океане) участвуют механизмы межширотного теплообмена («тепловая машина первого рода»), теплообмена в системе океан – материк, связанного с реверсивной сезонной сменой областей холода и тепла («тепловая машина второго рода»), в системе океан – атмосфера и др. (Шулейкин, 1953). Важным фактором в регулировании термического режима Земли является состав атмосферы (прежде всего, содержание Н2О), определяющий роль парникового эффекта и ее изменение (Монин, Шишков, 2000, Алексеев, 2016; Малинин, Гордеева, 2015).

 

В XX веке отмечена тенденция повышения глобальной приповерхностной температуры, однако причины этого однозначно не определены (http://www.cru.uea.ac.uk/cru/data/temperature). Широко распространено мнение о том, что основной причиной изменения глобального климата является «парниковый» эффект, связанный, главным образом, с эмиссией парниковых газов, определяемой антропогенным фактором (http://www.ipcc.ch/; http://www.wmo.int/pages/index_ru.html). В то же время, не подвергается сомнению то, что солнечная радиация имеет важнейшее значение в генезисе климата. Таким образом, вопрос о причинах изменения климата (антропогенные или естественные причины) остается открытым.

 

На исследование причин изменения климата направлен ряд международных научных программ, например, координируемые МСНС (Международный совет научных союзов), ЮНЭСКО и ВМО (Всемирная метеорологическая организация) Всемирная климатическая программа и Всемирная программа исследования климата. Повышенное внимание в настоящее время уделяется исследованиям изменения аномалии ПТВ в связи с изменением парникового эффекта планеты (http://www.ipcc.ch/). В то же время, вопросы изменения аномалии ПТВ в связи с пространственными и временными вариациями инсоляции исследованы еще не достаточно.

 

Основная задача наших научных исследований – определение влияния инсоляции и ее изменений, связанных с небесно-механическими процессами, на формирование и изменение аномалии ПТВ и ТПО отражающее современное состояние и динамику термического режима климатической системы Земли. Поскольку проблема изменения климата в настоящее время приобрела научное и политическое содержание (Киотский протокол, Парижское соглашение по климату, Климатическая доктрина РФ), другой нашей задачей является изменение общественных и политических представлений относительно причин и последствий изменения климата. Постановка и необходимость решения этой второй задачи определяется результатами, полученными при решении основной научной задачи.

 

 

 

SOLAR RADIATION AND CLIMATE
OF THE EARTH

 
© www.solar-climate.com
 
     

**
1