Итак, при отрицательной аномалии облачности в течение года лето должно бать жарким, а зима - холодной. Как отмечалось выше, такие аномалии температуры наблюдались в годы близкие к 2010 г., 1972 г., 1936/1938 г. и 1901 г. Значит, в интервалы времени близкие к этой последовательности лет должны наблюдаться отрицательные аномалии количества облачности.
При облачной погоде значительно уменьшается поступление солнечной радиации днем, но зато ночью существенно сокращаются потери тепла за счет инфракрасного излучения. Поэтому при облачной погоде знаки аномалий температуры воздуха изменяются на обратные: летом преобладают отрицательные аномалии, а зимой - положительные. Итак, при положительной аномалии облачности в течение года лето должно бать прохладным, а зима - теплой. Такие условия наблюдались в годы близкие к 1990 г., 1956 г. и 1919 г. Значит, в интервалы времени близкие к этой последовательности лет должны наблюдаться положительные аномалии количества облачности.
Проверить реальность изложенного выше механизма формирования биений годовых колебаний Т помогли Заведующие метеорологической обсерватории МГУ А.А. Исаев и Е.И. Незваль и Главные научные сотрудники ВНИИГМИ МЦД А.И Неушкин и Б.Г. Шерстюков. Они подготовили ряды среднесуточного количества общей облачности в Москве с 1936 г. по 2010 г.; ряды сумм продолжительности солнечного сияния за каждый месяц с 1955 г. по 1990 г. по станции ВВЦ и за каждый день с 1966 г. по 2010 г. по наблюдениям обсерватории МГУ. В итоге был получен ряд месячных сумм продолжительности солнечного сияния в Москве с 1955 г. по 2010 г. Зав. кафедрой Казанского федерального университета Ю.П. Переведенцев подготовил ряд продолжительности солнечного сияния за каждый день с 1966 г. по 2010 г. в г. Казани.
Количество общей облачности и особенно продолжительность солнечного сияния имеют ярко выраженный годовой ход. Чтобы отфильтровать его и выделить многолетние составляющие мы вычислили скользящие средние за год, а также за пять лет суточные значения этих характеристик с 1956 г. по 2010 г. (рис. 7). Продолжительность солнечного сияния измеряется по записям гелиографа и является более объективной характеристикой количества облачности на небе за день.
Рис. 7. Скользящие пятилетние средние продолжительности солнечного сияния за день в г. Москве с 1956 г. по 2011 г.
Рис. 8. Скользящие пятилетние средние продолжительности солнечного сияния за день в г. Казани с 1966 г. по 2010 г.
Средняя за 55 лет продолжительность солнечного сияния в Москве составляет 4,8 часа в день. Проявляется положительный линейный тренд (примерно 0,25 часа за 54 г.). На рис. 7 видно, что положительные аномалии солнечного сияния преобладали с 1963 г по 1975 г. и с 1995 г. по 2011 г., отрицательные аномалии наблюдались с 1956 г. по 1962 г. и с 1976 г. по 1994 г. Такой ход свидетельствует о существовании генерируемого Луной 35 летнего цикла в продолжительности солнечного сияния, и количества облачности. Максимальная продолжительность солнечного сияния (5,9 час.) отмечалась в 2002 г., а минимальная около 3,9 часа - в 1990 г. и 1993 г. В годы с жаркими летними сезонами и холодными зимами средняя продолжительность солнечного сияния за день была примерно на 1,5 часа (31%) больше, чем в годы с прохладными летними сезонами и теплыми зимами. Еще больший размах (от 3,7 часа до 6,8 часа) аналогичного колебания наблюдается в г. Казань (рис. 8).
Прямые актинометрические наблюдения полностью подтверждают существование квази 35 летних колебаний притока солнечной радиации в масштабах территории Российской Федерации. По этим данным [3] в 1961-1975 годах на всей территории России отмечались положительные аномалии приходящей солнечной радиации. В конце 80-х - начале 90-х гг. 20 века повсеместно отмечается пониженное поступление солнечной радиации. В последние пять лет 20 столетия и начале 21 века происходит возврат к значениям приходящей радиации, близким к норме.
Таким образом, ход облачности, продолжительности солнечного сияния, притока солнечной радиации и изменения годовой амплитуды температуры воздуха подтверждают предположение о том, что взаимодействие гравитационных лунно-солнечных приливов с радиационными условиями в атмосфере (из-за изменения количества облачности) создают квази 35 летние колебания локального климата от континентального (с жарким летом и холодной зимой) до морского (с прохладным летом и теплой зимой).
Квази 35 летние изменения облачности приводят к колебаниям радиационного баланса земных регионов. Амплитуда этих колебаний очень быстро возрастает с увеличением широты, так как продолжительность дня (летом) и ночи (зимой) на полюсах достигает полгода. Когда в полярных областях преобладает ясная погода, то летом она приводит там к притоку аномально большого количества тепла от Солнца, а зимой к столь же большой потере тепла. В таких случаях происходят радикальные возмущения межполушарной циркуляции, приводящие к большим аномалиям обмена массой воздуха, водяного пара и загрязнений между северным и южным полушариями [7]. Мы не имеем прямых данных об этих аномалиях. Но на их существование указывают следующие косвенные факты.
Жаркие летние сезоны и холодные зимы в европейской части России наблюдались в годы близкие к 2002/2010 г., 1972 г., 1936/1938 г. и 1901 г. Именно вблизи этих лет наблюдались изменения декадных тенденций изменения температуры Северного полушария, смена эпох атмосферной циркуляции, интенсивности индийского муссона, массы ледниковых щитов Антарктиды Гренландии, режимов скорости вращения Земли (рис. 9 и 10).
Рис. 9. Скорость вращения Земли (синяя), накопленные аномалии формы цикуляции Г.Я. Вангенгейма С (красная) и скользящие средние за пять лет глобальные аномалии температуры воздуха HadCRUT3 (TЧ1400)°С (черная).
Рис. 10. Вариации удельной массы льда (г/см2) в Антарктиде: 1 - теоритические оценки; 2 - данные наблюдений В.Н.Петрова и Н.Н. Брязгина [7, 13].
Декадные изменения климата приводят к колебаниям массы ледниковых щитов Антарктиды и Гренландии. Из-за этого изменяется тензор момента инерции Земли и, как следствие, вектор угловой скорости вращения Земли [7, 13].
По данным наблюдений в Москве и Казани за полстолетие выявляется не только квази 35 летнее колебание, но и положительный линейный тренд солнечного сияния. Так что наблюдающееся на ЕТР с 1972 г. потепление, возможно, в какой-то степени тоже связано с увеличением продолжительности солнечного сияния.
Бытует мнение, что эффекты гравитационных приливов должны быть однозначными на глобальных пространственных масштабах. Наш многолетний опыт свидетельствует о том, что в моменты экстремумов приливных сил в оболочках Земли действительно почти везде наблюдаются изменения, но знаки и фазы этих изменений везде различные. Подобно тому, как в Мировом океане каждый порт имеет свой индивидуальный прикладной час для вычисления максимального прилива, так и в атмосфере проявление луно-солнечных приливов имеет локальный характер. Происходит это потому, что приливные волны, которых в современных разложениях приливного потенциала выделяют уже до 28000 составляющих, двигаясь в атмосфере, отражаются от орографических препятствий, барических и термических неоднородностей интерферируют между собой, создавая пеструю интерференционную картину. Судя по результатам изучения океанских приливов, в атмосфере могут существовать узловые амфидромические точки, (точки, в которых высота прилива в любой момент времени равна нулю), где приливные колебания отсутствуют, и пучности, где приливы усиливаются в десятки раз.
Некоторое подтверждение этому выводу служат построенные в [12] средние за период 1948-2010 гг. композитные поля: (рис. 11А) разности высоты геопотенциала поверхности 300 гПа в дни минимального и в следущие через примерно две недели дни максимального склонения Луны, а также (рис. 11В) разности высоты геопотенциала 300 гПа в дни максимального и в следующие через примерно две недели дни минимального склонения Луны.
Рис. 11 показывает, что при смещении Луны из южного полушария в северное возникают гребни над Чукоткой, Исландией и Западной Европой, Уралом и Таймыром. При этом на северо-востоке Канады и Нью-Фаундленда, в Поволжье и Беринговом море возникают ложбины. При возвращении Луны из северного полушария в южное локализация гребней и ложбин меняется почти на противоположную. Эффект склонения Луны, почти не заметный в низких широтах, быстро усиливается по мере приближения к полюсам.
Рис. 11. Композитные кары разностей высоты (в метрах гПа) поверхности 300 гПа:
А) между отрицательными - положительными экстремумами склонения Луны за период 1948-2010 гг. по данным NCEP/NCAR реанализа;
В) То же самое для разностей высоты между положительными - отрицательными экстремумами склонения Луны.
Выводы
Погода генерируется Солнцем с годовым периодом 365,24 сут. С другой стороны изменения погоды синхронизуются лунно-солнечными приливами с периодом лунного года 355 суток. Сложение этих двух колебаний порождает 35 летнее биение метеоэлементов: температуры, давления, облачности и т. д. В результате этих квази 35 летних биений климат на ЕТР становится то «континентальным» с преобладанием холодных зим и жарких летних сезонов (как в периоды с 1963 г по 1975 г. и с 1995 г. по 2011 г.), то «морским» с частыми теплыми зимами и прохладными летними сезонами (как в периоды с 1956 г. по 1962 г. и с 1976 г. по 1994 г.).
Квази 35 летние изменения облачности приводят к колебаниям радиационного баланса земных регионов. Амплитуда этих колебаний увеличивается с ростом широты и становится особенно большой в полярных областях, где день (летом) и ночь (зимой) могут длиться полгода. Большие колебания теплового режима полярных областей порождают радикальные возмущения межполушарной циркуляции, приводящие к большим аномалиям обмена массой воздуха, водяного пара и загрязнений между северным и южным полушариями. Из-за этого возникают эпохи атмосферной циркуляции, декадные вариации интенсивности индийского муссона, изменения массы ледниковых щитов Антарктиды и Гренландии, приводящие к декадным вариациям параметров вращения Земли [7, 13].
Список литературы
1. Авсюк Ю.Н., Суворова И.И. 2008. Изменение широт и вынужденные перемещения твердого ядра Земли. Сборник научно-популярных статей - победителей конкурса РФФИ 2007 года. Выпуск 11. М.: Изд. «Октопус», 2008. С. 221-229.
2. Е.П. Борисенков, В.М. Пасецкий. Издательство: «Мысль» ISBN: 5-244- 00212-0 Год издания: 1988 Страниц: 522
3. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2010 год. Москва, Росгидромет. 2011 г.
4. Зигель Ф., Виновато Солнце. М., ДЛ., 1972. 192 с.
5. Г. Крафт «Подлинное и обстоятельное описание построенного в С.-Петербурге в 1740 г. Ледяного дома и о бывшей во всей Европе жестокой стуже, сочиненное для охотников до натуральной науки». (http://memoirs.ru/texts/Kraft_1741.htm).
6. Сидоренков Н. С., 2000. Приливные колебания атмосферной циркуляции. Труды Гидрометцентра России. - 2000. - Вып. 331. - С. 49-63.
7. Сидоренков Н.С. Атмосферные процессы и вращение Земли. - СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. - 366 с.
8. Н.С.Сидоренков, Лунно-солнечные приливы и атмосферные процессы. Природа, № 2, 2008, С. 23-31.
9. Сидоренков Н.С., Сумерова К.А. Геодинамика и гидрометеорологические прогнозы. Сборник «80 лет Гидрометцентру России». Москва. ТРИАДА ЛТД. 2010. С. 254-263
10. Francis Bacon. (1561-1626). Essays, Civil and Moral. LVIII Of Vicissitude of Things
11. Brьckner, E. Klimaschwankungen seit 1700. Geographische Abhandlungen 14 (1890), 325
12. Krahenbuhl, D. S., M. B. Pace, R. S. Cerveny, and R. C. Balling Jr. (2011), Monthly lunar declination extremes' influence on tropospheric circulation patterns, J. Geophys. Res., 2011, V. 116, D23121, doi:10.1029/2011JD016598.
13. N.S. Sidorenkov, The interaction between Earth's rotation and geophysical processes. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2009. 317 pp.