Lomonosov Moscow State University
Sternberg Astronomical Institute

Ya. B. Zeldovich All-Moscow Seminar of Astrophysicists

Seminar 17 February 2012

Agenda:

Релаксационная теория климата

Математический анализ данных по температуре T и концентрации диоксида углерода nCO2 за последние 800 тыс. лет, полученных при бурении льдов Антарктиды, выявляет их высокую корреляцию. Сглаженные зависимости T(nCO2) располагаются в узком диапазоне вдоль прямой регрессии

Teq= 0.098nCO2– 27.1ºC

(температура отсчитывается от уровня конца голоцена, концентрация СО2 в частях на миллион, ppm). Этот факт дает возможность применить к отклонениям от регрессии уравнения релаксации с постоянными времени, определяемыми из наблюдений. Физический смысл релаксации состоит в том, что океан с его теплоемкостью, много большей теплоемкости атмосферы, отзывается на отклонения от равновесия с временной задержкой 650—850 лет. Переход от температурных возмущений к вариациям потока энергии поверхностного слоя океана позволяет установить, что спектр этих вариаций имеет максимум на частоте, обратной периоду 39.4 тыс. лет, тогда как в спектре

температурных вариаций доминирует период 100 тыс лет. 3%-ное отличие от 40.5 тыс. лет – периода вариаций наклона земной оси – возможно, связано с рассогласованием между астрономической и геологической шкалами времени.

Предложенная теория релаксации дает возможность предсказания будущего потепления в зависимости от текущего потребления ископаемых топлив путем решения простых дифференциальных уравнений.

 

Бялко А.В. Теория релаксации климата, УФН, т.182, №1, 111.

Экстремумы лунной орбиты в четвертичном периоде

Бялко А. В.

Четвертичный период геологии (2.588 млн. лет назад до настоящего времени) характеризуется общим похолоданием климата и регулярной чередой оледенений и межледниковий. При адаптации климатической теории Миланковича к современным данным [1] был поставлен вопрос о возможном воздействии Луны на климат в те периоды, когда эксцентриситет земной орбиты приближался к максимальным своим значениям (е < 0.058).

Наибольшие возмущения океана и атмосферы происходят при прохождении Луной перигея. Для современной эпохи (е = 0.01674) его минимальная величина Pmin= 365375 км достигалась 4.01.1912, в следующий раз такое же сближение с Луной произойдет в январе 2257 года при е=0.01660.

Зависимость минимального перигея и максимального апогея от эксцентриситета Земли была получена анализом статистики лунных экстремумов за те периоды, когда численные программы [2] дают достаточную точность расчетов движения Луны (от -2000 до 6000 года), а также их сравнением с лунными экстремумами при гипотетической земной орбите с нулевым эксцентриситетом. Оказалось, что апогей слабо зависит от вариаций земной орбиты.

Даже при наибольших эксцентриситетах земной орбиты Луна сближалась с Землей до расстояний, всего лишь на 3% меньших современного минимума. Соответственно, максимальный прилив был на 8—9% выше современного максимума. Трудно сказать, достаточно ли это для существенного воздействия на климат. Не исключено, что полученное решение имеет только методическую ценность.

[1] Бялко А.В. Палеоклимат: дополнения к теории Миланковича // Природа 2009, №12, 18—28.

[2] Meeus J. Astronomical Algorithms.Willmann-Bell, 1998.