Изменения главного магнитного поля и климата в XX веке
Представлено попередні результати порівняння просторово-часової структури баричного та геомагнітного полів у XX віці. Показано збіг розташування Канадського і Сибірського центрів дії атмосфери та Канадської і Східносибірської світових магнітних аномалій. З областю мінімальних значень геомагнітного п...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2011
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/38158 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Изменения главного магнитного поля и климата в XX веке / В. Г. Бахмутов, В.Ф. Мартазинова, Е.К. Иванова, Г.В. Мельник // Доп. НАН України. — 2011. — № 7. — С. 90-94. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-38158 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Бахмутов, В.Г. Мартазинова, В.Ф. Иванова, Е.К. Мельник, Г.В. 2012-10-31T14:28:39Z 2012-10-31T14:28:39Z 2011 Изменения главного магнитного поля и климата в XX веке / В. Г. Бахмутов, В.Ф. Мартазинова, Е.К. Иванова, Г.В. Мельник // Доп. НАН України. — 2011. — № 7. — С. 90-94. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/38158 550.38+551.51 Представлено попередні результати порівняння просторово-часової структури баричного та геомагнітного полів у XX віці. Показано збіг розташування Канадського і Сибірського центрів дії атмосфери та Канадської і Східносибірської світових магнітних аномалій. З областю мінімальних значень геомагнітного поля (λ≈0°) збігається розташування зимового Північно-Атлантичного гребеня та Європейської улоговини, місцезнаходження яких змінилося протягом минулого століття. Отримані результати, на нашу думку, свідчать про існування безпосереднього зв'язку між геомагнітним та баричним полями. Вказано на можливі механізми такого зв'язку. Preliminary results of the comparison of space-time structures of the pressure and geomagnetic fields in the XX-th century are presented. Coincidence of positions of the Canadian and Siberian atmospheric centers of action and those of the Canadian and East Siberian world magnetic anomalies is shown. The location of the winter North Atlantic crest and the European dish, which changes during the XX-th century, coincides with the geomagnetic field minimum region (λ≈0°). The obtained results testify, in our opinion, to the direct connection between the geomagnetic and pressure fields. Possible mechanisms of such relationship are indicated. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Науки про Землю Изменения главного магнитного поля и климата в XX веке Changes of the main magnetic field and the climate in the XX-th century Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Изменения главного магнитного поля и климата в XX веке |
| spellingShingle |
Изменения главного магнитного поля и климата в XX веке Бахмутов, В.Г. Мартазинова, В.Ф. Иванова, Е.К. Мельник, Г.В. Науки про Землю |
| title_short |
Изменения главного магнитного поля и климата в XX веке |
| title_full |
Изменения главного магнитного поля и климата в XX веке |
| title_fullStr |
Изменения главного магнитного поля и климата в XX веке |
| title_full_unstemmed |
Изменения главного магнитного поля и климата в XX веке |
| title_sort |
изменения главного магнитного поля и климата в xx веке |
| author |
Бахмутов, В.Г. Мартазинова, В.Ф. Иванова, Е.К. Мельник, Г.В. |
| author_facet |
Бахмутов, В.Г. Мартазинова, В.Ф. Иванова, Е.К. Мельник, Г.В. |
| topic |
Науки про Землю |
| topic_facet |
Науки про Землю |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Доповіді НАН України |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Changes of the main magnetic field and the climate in the XX-th century |
| description |
Представлено попередні результати порівняння просторово-часової структури баричного та геомагнітного полів у XX віці. Показано збіг розташування Канадського і Сибірського центрів дії атмосфери та Канадської і Східносибірської світових магнітних аномалій. З областю мінімальних значень геомагнітного поля (λ≈0°) збігається розташування зимового Північно-Атлантичного гребеня та Європейської улоговини, місцезнаходження яких змінилося протягом минулого століття. Отримані результати, на нашу думку, свідчать про існування безпосереднього зв'язку між геомагнітним та баричним полями. Вказано на можливі механізми такого зв'язку.
Preliminary results of the comparison of space-time structures of the pressure and geomagnetic fields in the XX-th century are presented. Coincidence of positions of the Canadian and Siberian atmospheric centers of action and those of the Canadian and East Siberian world magnetic anomalies is shown. The location of the winter North Atlantic crest and the European dish, which changes during the XX-th century, coincides with the geomagnetic field minimum region (λ≈0°). The obtained results testify, in our opinion, to the direct connection between the geomagnetic and pressure fields. Possible mechanisms of such relationship are indicated.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/38158 |
| citation_txt |
Изменения главного магнитного поля и климата в XX веке / В. Г. Бахмутов, В.Ф. Мартазинова, Е.К. Иванова, Г.В. Мельник // Доп. НАН України. — 2011. — № 7. — С. 90-94. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT bahmutovvg izmeneniâglavnogomagnitnogopolâiklimatavxxveke AT martazinovavf izmeneniâglavnogomagnitnogopolâiklimatavxxveke AT ivanovaek izmeneniâglavnogomagnitnogopolâiklimatavxxveke AT melʹnikgv izmeneniâglavnogomagnitnogopolâiklimatavxxveke AT bahmutovvg changesofthemainmagneticfieldandtheclimateinthexxthcentury AT martazinovavf changesofthemainmagneticfieldandtheclimateinthexxthcentury AT ivanovaek changesofthemainmagneticfieldandtheclimateinthexxthcentury AT melʹnikgv changesofthemainmagneticfieldandtheclimateinthexxthcentury |
| first_indexed |
2025-11-24T15:56:15Z |
| last_indexed |
2025-11-24T15:56:15Z |
| _version_ |
1850849591270834176 |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
7 • 2011
НАУКИ ПРО ЗЕМЛЮ
УДК 550.38+551.51
© 2011
В.Г. Бахмутов, В. Ф. Мартазинова, Е.К. Иванова, Г. В. Мельник
Изменения главного магнитного поля и климата
в XX веке
(Представлено академиком НАН Украины В. И. Старостенко)
Представлено попереднi результати порiвняння просторово-часової структури барич-
ного та геомагнiтного полiв у XX вiцi. Показано збiг розташування Канадського i Си-
бiрського центрiв дiї атмосфери та Канадської i Схiдносибiрської свiтових магнiтних
аномалiй. З областю мiнiмальних значень геомагнiтного поля (λ ≈ 0◦) збiгається роз-
ташування зимового Пiвнiчно-Атлантичного гребеня та Європейської улоговини, мiс-
цезнаходження яких змiнилося протягом минулого столiття. Отриманi результати,
на нашу думку, свiдчать про iснування безпосереднього зв’язку мiж геомагнiтним та
баричним полями. Вказано на можливi механiзми такого зв’язку.
Поиски и исследование связей между различными элементами системы Солнце — Земля
являются важной научной задачей, решению которой посвящено множество публикаций.
Свое место в них занимает вопрос о связи вариаций геомагнитного поля и изменений кли-
мата. Такая связь рассматривается как в масштабах тысяч и миллионов лет с привлече-
нием палеоданных, так и за период прямых инструментальных наблюдений климатических
изменений, солнечной и геомагнитной активности. Есть много данных, свидетельствующих
в пользу доказательств ее и опровержения, что вызывает бурные дискуссии [1–4]. Основ-
ными проблемами, вытекающими из сказанного, являются установление достоверных кор-
реляционных связей и вопрос о механизме такого влияния. Наиболее достоверными нам
представляются гипотезы, связанные с космическими агентами (галактические и солнечные
космические лучи соответственно ГКЛ и СКЛ), поскольку последние способны проникать
в глубокие слои атмосферы (несмотря на их сравнительно ничтожно малый вклад по отно-
шению к волновому излучению Солнца). Изменение интенсивности их потока влечет за
собой изменение ряда атмосферных характеристик, включая количества осадков и выделе-
ния латентного тепла [5], оптических характеристик атмосферы [6], на чем и базируются
гипотезы о механизмах связи климатических и погодных изменений с солнечной и гео-
магнитной активностью [5–7]. Характерным для таких механизмов является присутствие
электромагнитной компоненты либо прямое указание на роль магнитных полей разного
происхождения (разных источников).
90 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №7
Например, согласно публикации [7], роль геомагнитного поля состоит в модуляции по-
токов космических лучей: интенсивность высыпания космических частиц в районах гло-
бальных магнитных аномалий заметно превышает среднюю по планете. В ряде работ [8, 9]
показано, что местоположение геомагнитного полюса как центра аврорального овала ока-
зывает влияние на характер атмосферной циркуляции и, следовательно, связано с динами-
кой климатических изменений.
В колебаниях климата в масштабе нескольких сотен — первых тысяч лет была про-
слежена связь с вековыми вариациями земного магнитного поля [9]. Однако, согласно
этим данным, оснований для утверждения, что колебания климата обусловлены вековыми
геомагнитными вариациями, не было. Скорее всего, и те, и другие флуктуации являют-
ся следствием какого-либо другого фактора. В рамках продолжения приведенных работ
нами были обработаны архивы данных инструментальных наблюдений, в результате об-
работки которых была получена пространственно-временная структура барического поля
и главного геомагнитного поля в XX веке. Именно крупномасштабная атмосферная цир-
куляция, связанная с центрами действия атмосферы (ЦДА), определяет изменение земной
температуры. На протяжении прошлого столетия выделяют три периода изменения гло-
бальной температуры: первое глобальное потепление (1911–1943 гг.); период стабилиза-
ции (до середины 70-х гг.); второе глобальное потепление (с 1976 г. до нашего времени)
(http://www.eoearth.org/article/global_warming). Для анализа полей давления использова-
ли архивные данные на уровне моря ВНИГМИ-МЦД (Обнинск), данные ре-анализа Ев-
ропейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF the 40 Years Re-Analysis,
ERA-40, http://data.ecmwf.int/data/d/era40_daily/), а также данные архива приземного
давления отдела климатических исследований и долгосрочного прогноза УкрНИГМИ.
Было выполнено меридиональное осреднение январского поля давления воздуха для каждо-
го десятилетия и получена его интегральная характеристика для Северного полушария [10].
Это позволило провести анализ крупномасштабной циркуляции атмосферы, формировав-
шей погодные условия в каждом десятилетии, и проследить их изменения от десятилетия
к десятилетию. Рассмотрена территория Северного полушария от 40◦ до 70◦ с.ш., в пре-
делах которой расположены основные ЦДА, формирующие погодные условия в средних
широтах.
В результате меридионального осреднения значений поля в узлах регулярной сетки (10◦
по долготе ×5◦ по широте) была определена интегральная характеристика поля давления
P j для каждого десятилетия в виде вектора-строки.
Наибольшие и наименьшие значения интегральных характеристик P j определяют мес-
то положения ЦДА в умеренных широтах Северного полушария (рис. 1, а). Как видно
с графика а — это трехвихревая система, имеющая три максимума, наибольшие значения
которых соответствуют основным центрам действия атмосферы — Канадскому и Сибирско-
му антициклонам и Северо-Атлантическому гребню: в зимнее время он наблюдается в виде
гребня, а в летнее — объединяется и усиливается Азорским максимумом. Минимальные зна-
чения на кривой P j показывают положение климатических центров низкого давления: два
постоянно действующих центра имеют наименьшие значения — Исландский и Алеутская
депрессия, и третий, расположенный над Европой, — Европейская ложбина. Представлен-
ные кривые P j от десятилетия к десятилетию отличаются друг от друга, и эти отличия
формируют свои погодные условия. Состояние ЦДА определяет климат каждого десяти-
летия, его температурный и влажностный режим как в целом над территорией Северного
полушария, так и в его отдельных регионах.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №7 91
Рис. 1. Изменение величины осредненного атмосферного давления для января (а) и модуля полного вектора
геомагнитного поля (б ) в диапазоне широт от 40◦ до 70◦ с.ш. для каждого десятилетия XX века
Более наглядное представление об изменении характера кривых дает временная диаг-
рамма векторов — строк P j последовательно с 1 по 10 десятилетие XX века (рис. 2, а).
Она позволяет оценить активность центров действия атмосферы в зависимости от времени
и их изменения от десятилетия к десятилетию. Из диаграммы следует, что состояние ЦДА
в XX веке изменялось под влиянием глобального потепления, но на протяжении столетия
основные климатические циклоны и антициклоны сохраняли географическое положение
центра своего образования, что не относится к Северо-Атлантическому гребню и Европейс-
кой ложбине.
Аналогично была получена интегральная характеристика для компонент и модуля пол-
ного вектора геомагнитного поля T по коэффициентам IGRF для каждого десятилетия
XX века для 40–70◦ с.ш. (см. рис. 1, б ). Наиболее широко используемая глобальная мо-
дель магнитного поля Земли IGRF (International Geomagnetic Reference Field) позволяет
вычислять значения компонент вектора геомагнитного поля в любой точке пространства
от ядра Земли до космоса. IGRF — это серия математических моделей главного магнит-
ного поля и его вековых вариаций. Она рассчитывается каждые пять лет группой иссле-
дователей Международной Ассоциации Геомагнетизма и Аэрономии (IAGA), а последняя
генерация IGRF позволяет проводить расчеты во временном интервале с 1900 по 2020 гг.
(http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/igrf/index.html).
92 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №7
Рис. 2. Временные диаграммы изменения крупномасштабной атмосферной циркуляции в январе (изоба-
ры проведены через 5 мбар) (а) и модуля полного вектора напряженности геомагнитного поля (изолинии
проведены через 2000 нТл) (б ) от десятилетия к десятилетию в XX веке
На графике (см. рис. 1, б ) выделяются два максимума, соответствующие Канадской (λ ≈
≈ −110◦) и Восточносибирской (λ ≈ 110◦) мировым магнитным аномалиям. На временной
диаграмме (рис. 2, б ) проявляется уменьшение интенсивности Канадской аномалии почти
на 4000 нТл и возрастание интенсивности Восточносибирской аномалии к концу XX века.
Сопоставление графиков интегральных характеристик модуля полного вектора маг-
нитного поля T и полей давления P j показывает достаточно хорошее их совпадение (см.
рис. 1, а, б ). На временных диаграммах барического поля и вариаций модуля T на протяже-
нии XX века также прослеживается совпадение местоположения Канадского и Сибирского
ЦДА и Канадской и Восточносибирской мировых магнитных аномалий (см. рис. 2, а, б ).
С областью минимальных значений геомагнитного поля (λ ≈ 0◦) совпадает положение
зимнего Северо-Атлантического гребня и Европейской ложбины, местоположение которых
изменяется в течение прошлого столетия.
Таким образом, учитывая абсолютно разные источники исходного материала, трудно
предположить, что такое совпадение является случайным. Если причинно-следственная
связь есть, то очевидно, что геомагнитное поле каким-то образом может влиять на бари-
ческое поле, но не наоборот. На возможность такой связи (и вероятные механизмы) ука-
зывалось в [7] — магнитное поле Земли способно не только модулировать заряженные час-
тицы, приходящие из космоса, но и упорядочивать стоки этих частиц из магнитосферы
в атмосферу Земли, и закреплять их в пространстве в районе мировых магнитных анома-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №7 93
лий. С учетом существующих гипотез о механизмах влияния потоков ГКЛ и СКЛ, которые
способны проникать в глубокие слои атмосферы и влиять на состояние облачности, а также
на присутствие в них электромагнитной (магнитной) составляющей, связь климата с гео-
магнитным полем нам представляется вполне реальной. Не исключается роль третьего,
вероятнее всего, космического фактора, воздействия которого приводят как к изменению
барических полей, так и к вариациям главного магнитного поля.
1. Мартазинова В.Ф., Бахмутов В. Г. К вопросу о связи геомагнитной активности и атмосферной
циркуляции // Геофиз. журн. – 2006. – 28, № 4. – С. 135–139.
2. Courtillot V., Gallet Y., Le Mouël J.-L. et al. Are there connections between the Earth’s magnetic field
and climate? // Earth Planet Sci. Lett. – 2007. – 253. – P. 328–339.
3. Bard E., Delaygue G. Comment on “Are there connections between the Earth’s magnetic field and cli-
mate?” // Ibid. – 2008. – 265. – P. 302–307.
4. Courtillot V., Gallet Y., Le Mouël J.-L. et al. Response to Comment on “Are there connections between
the Earth’s magnetic field and climate?” // Ibid. – 2008. – 265. – P. 308–311.
5. Tinsley B.A., Hoeksema J. T., Baker D.N. Stratospheric volcanic aerosols and changes in air-earth current
density at solar wind magnetic sector boundaries as conditions for the Wilcox tropospheric vorticity effect //
J. Geophys. Res. – 1994. – 99, D8. – P. 16805–16813.
6. Пудовкин М.И., Распопов О.М. Механизм воздействия солнечной активности на состояние нижней
атмосферы и метеопараметры // Геомагнетизм и аэрономия. – 1992. – 32, № 5. – С. 1–9.
7. Витинский Ю.И., Оль А.И., Сазонов Б.И. Солнце и атмосфера Земли. – Ленинград: Гидрометео-
издат, 1976. – 351 с.
8. Буха В. Связь между корпускулярной радиацией и изменениями атмосферной циркуляции // Докл.
АН СССР. – 1981. – 258, № 2. – С. 790–793.
9. Бахмутов В. Г. Палеовековые геомагнитные вариации. – Киев: Наук. думка, 2006. – 298 с.
10. Мартазинова В.Ф., Бахмутов В. Г., Чайка Д.Ю. Влияние глобального потепления на изменение
крупномасштабной атмосферной циркуляции и формирование аномальных погодных условий в Ук-
раине // Доп. НАН України. – 2006. – № 2. – С. 105–110.
Поступило в редакцию 19.11.2010Институт геофизики им. С.И. Субботина
НАН Украины, Киев
Украинский научно-исследовательский
гидрометеорологический институт
НАН Украины и МЧС Украины, Киев
V.G. Bakhmutov, V. F. Martazinova, E.K. Ivanova, G.V. Melnyk
Changes of the main magnetic field and the climate in the XX-th
century
Preliminary results of the comparison of space-time structures of the pressure and geomagnetic
fields in the XX-th century are presented. Coincidence of positions of the Canadian and Siberi-
an atmospheric centers of action and those of the Canadian and East Siberian world magnetic
anomalies is shown. The location of the winter North Atlantic crest and the European dish, which
changes during the XX-th century, coincides with the geomagnetic field minimum region (λ ≈ 0◦).
The obtained results testify, in our opinion, to the direct connection between the geomagnetic and
pressure fields. Possible mechanisms of such relationship are indicated.
94 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №7
|