Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2017. № 3(19). C. 90-99. ISSN 2079-6641

Содержание выпуска

DOI: 10.18454/2079-6641-2017-19-3-90-99

УДК 550.383

КОЛЕБАНИЯ КЛИМАТА — ФЛИККЕР ШУМ

В. В. Кузнецов

Институт космофозических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, 684034, с. Паратунка, ул. Мирная, 7
E-mail: vvkuz38@mail.ru

Изменения климата в течение 700 – 800 тыс. лет хорошо известны: четко выделяются несколько периодов колебаний температуры. Длительность периода, в состав которого входят этап медленного понижения температуры – оледенения и период быстрого повышения температуры поверхности Земли и таяние ледников, равняется примерно 100 тыс. лет. На этом фоне можно выделить ещё несколько более короткопериодных колебаний температуры. Такие вариации обычно объясняются т.н. астрономической гипотезой (теорией) Миланковича [1]. Однако более тщательный анализ данных показывает, что колебания климата — это хорошо известный в природе фликкер шум. Этот подход позволяет по-новому подойти к пониманию природы климата и прогнозу его колебаний.

Ключевые слова: климат, фликкер шум, накопление заряженных частиц в стратосфере, похолодание.

MSC 86A17

CLIMATE VARIATION AS FLICKER NOISE

V.V. Kuznetsov

Institute of Cosmophysical Research and Radio Wave Propagation FEB RAS, 684034, Paratunka, Mirnaya str., 7, Russia
E-mail: vvkuz38@mail.ru

Climate variation during the last 700 – 800 kyr is known to reveal some periods of the temperature fluctuation. It is during about 100 kyr when temperature is slowly lowering, glaciation, and then it quickly raises resulting in ice melting. Some short period temperature fluctuations usually interpreted by Milancovich theory [1] are argued here to be a well known flicker noise. This approach allows a new insight into climate mechanism and prognosis of its variation.

Key words: climate, flicker noise, accumulation of charged particles in stratosphere, climate cooling

Список литературы

  1. Миланкович М., Математическая климатология и астрономическая теория колебаний климата, ГОНТИ, М.-Л., 1939. [Milankovich M., Matematicheskaya klimatologiya i astronomicheskaya teoriya kolebaniy klimata, GONTI, M.-L., 1939].
  2. Ramirez-Rojas A., Munoz-Diosdado A., Pavia-Miller C.G., Angulo-Brown F., “Spectral and multifractal study of electroseismic time series associated to the Mw = 6.5 earthquake of 24 October 1993 in Mexico”, Natural Hazards and Earth System Sciences, 4 (2004), 703-709.
  3. Yano J-I, Fraedrich K., Blender R., “Tropical convective variability as 1/f noise”, Journal of climate, 14 (2001), 3608–3616.
  4. Imbre J., Berger A., Boyle E et al., “On the structure and origin of major glaciation cycles. The 100.000-year cycle”, Paleoceanography, 8 (1993), 699–735.
  5. Жвирблис В. Е. Загадка фликкер шума, Журнал «Знание – сила», 1983, №9, 36–39. [Zhvirblis V. E. Zagadka flikker shuma, Zhurnal «Znanie – sila», 1983, №9, 36–39].
  6. Гончаренко Ю.В., Кивва Ф. В., “О размерах частиц атмосферного аэрозоля в отражающих слоях, появляющихся после сильных солнечных вспышек”, Радиофизика и электроника, 7:3 (2002), 509–512. [Goncharenko Yu.V., Kivva F.V., “O razmerakh chastits atmosfernogo aerozolya v otrazhayushchikh sloyakh, poyavlyayushchikhsya posle sil’nykh solnechnykh vspyshek”, Radiofizika i elektronika, 7:3 (2002), 509–512].
  7. Harrison R.G., Atmospheric electricity and cloud microphysics, CERN, Geneva, 2001.
  8. Rampino M.R., Self S., Stothers R.B., “Volcanic winters”, Ann. Rev. Earth Planet. Sci., 16 (1988), 73–99.
  9. Ивлев Л. С., Довгалюк Ю. А., Физика атмосферных аэрозольных систем, СПбГУ, Санкт-Петербург, 2000, 258 с. [Ivlev L. S., Dovgalyuk Yu. A., Fizika atmosfernykh aerozol’nykh sistem, SPbGU, Sankt-Peterburg, 2000, 258 pp.]
  10. Гундиенков В. А., Яковленко С. И., “Взаимодействие заряженных пылинок в плазме”, ЖТФ, 28:21 (2002), 81-90. [Gundienkov V. A., Yakovlenko S. I., “Vzaimodeystvie zaryazhennykh pylinok v plazme”, ZhTF, 28:21 (2002), 81-90].
  11. Thomas H., Morfill G.E., Demmel V. et al., “Plasma crystal: coulomb crystallization in dusty plasma”, Phys. Rev. Lett., 73:5 (1994), 652–655.
  12. Ikezi H., “Coulomb Solid of Small Particles in Plasmas”, Phys. Fluids, 29 (1986), 1764–1766.
  13. Scales W. A., Ganguli G., “Electrodynamic structure of charged dust clouds in Earth’s middle atmosphere”, NJP, 6:12 (2004), 1–15 http://www.njp.org/.
  14. Кузнецов В. В., Кузнецова Н. Д., Влияние космического излучения и вековых вариаций геомагнитного поля на климат и эволюцию жизни на Земле http://kcs.dvo.ru/ikir/Russian/Science/2004/3-11.pdf. [Kuznetsov V.V., Kuznetsova N. D., Vliyanie kosmicheskogo izlucheniya i vekovykh variatsiy geomagnitnogo polya na klimat i evolyutsiyu zhizni na Zemle. http://kcs.dvo.ru/ikir/Russian/Science/2004/3-11.pdf].
  15. Chen J., Carlson B.E., Del Genio A.D., “Evidence for strengthening of the tropical general circulation in the 1990s”, Science, 295 (2002), 838–841.
  16. Palle E., Goode P.R., Montanes-Rodriguez P., Koonin S.E., “Can Earth’s albedo and surface temperature increase together?”, EOS, 87:4 (2006), 37–43.
  17. Головко В. А., Современный энергетический дисбаланс Земли: доказательства существования и возможные последствия, Конференция ИКИ, Москва, 2006. [Golovko V. A., Sovremennyy energeticheskiy disbalans Zemli: dokazatel’stva sushchestvovaniya i vozmozhnye posledstviya, Konferentsiya IKI, Moskva, 2006].

Список литературы (ГОСТ)

  1. Миланкович М. Математическая климатология и астрономическая теория колебаний климата. М., Л.: ГОНТИ, 1939.
  2. Ramirez-Rojas A., Munoz-Diosdado A., Pavia-Miller C.G., Angulo-Brown F. Spectral and multifractal study of electroseismic time series associated to the Mw = 6.5 earthquake of 24 October 1993 in Mexico // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2004. vol. 4. pp. 703-709.
  3. Yano J-I, Fraedrich K., Blender R. Tropical convective variability as 1/f noise // Journal of climate. 2001. vol. 14. pp. 3608-3616.
  4. Imbre J., Berger A., Boyle E et al. On the structure and origin of major glaciation cycles. The 100.000-year cycle // Paleoceanography. 1993. vol. 8. P. 699-735.
  5. Жвирблис В.Е. Загадка фликкер шума // Журнал «Знание – сила». 1983. №9. С. 36-39.
  6. Гончаренко Ю.В., Кивва Ф.В. О размерах частиц атмосферного аэрозоля в отражающих слоях, появляющихся после сильных солнечных вспышек. // Радиофизика и электроника. 2002. Т. 7. № 3. С. 509–512.
  7. Harrison R.G. Atmospheric electricity and cloud microphysics. CERN. Geneva. 2001.
  8. Rampino M.R., Self S., Stothers R.B. Volcanic winters // Ann. Rev. Earth Planet. Sci. 1988. vol. 16. pp. 73-99.
  9. Ивлев Л.С., Довгалюк Ю.А. Физика атмосферных аэрозольных систем. Санкт-Петербург: СПбГУ. 2000. 258 c.
  10. Гундиенков В.А., Яковленко С.И. Взаимодействие заряженных пылинок в плазме // ЖТФ 2002. Т. 28. вып. 21. С. 81-90.
  11. Thomas H., Morfill G.E., Demmel V. et al., Plasma crystal: coulomb crystallization in dusty plasma // Phys. Rev. Lett.1994. vol. 73. no. 5. pp. 652-655.
  12. Ikezi H. Coulomb Solid of Small Particles in Plasmas // Phys. Fluids. 1986. vol. 29. pp.1764–1766
  13. Scales W.A., Ganguli G. Electrodynamic structure of charged dust clouds in Earth’s middle atmosphere // NJP. 2004. vol. 6. no. 12. pp. 1–15. http://www.njp.org/
  14. Кузнецов В. В., Кузнецова Н. Д. Влияние космического излучения и вековых вариаций геомагнитного поля на климат и эволюцию жизни на Земле. URL:http://kcs.dvo.ru/ikir/Russian/Science/2004/3-11.pdf
  15. Chen J., Carlson B.E., Del Genio A.D. Evidence for strengthening of the tropical general circulation in the 1990s. // Science. 2002. vol. 295. pp. 838-841
  16. Palle E., Goode P.R., Montanes-Rodriguez P., Koonin S.E. Can Earth’s albedo and surface temperature increase together? // Eos, 2006. vol. 87. no 4. pp. 37–43.
  17. Головко В.А. Современный энергетический дисбаланс Земли: доказательства существования и возможные последствия // Конференция ИКИ. Москва. 2006.

Для цитирования: Кузнецов В. В. Колебания климата — фликкер шум // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2017. № 3(19). C. 90-99. DOI: 10.18454/2079-6641-2017-19-3-90-99.
For citation: Kuznetsov V.V. Climate variation as flicker noise, Vestnik KRAUNC. Fiz.-mat. nauki. 2017, 19: 3, 90-99. DOI: 10.18454/2079-6641-2017-19-3-90-99.

Поступила в редакцию / Original article submitted: 22.06.2017

 

 

    КузнецовKuznetsov Владимир Валерьевич – доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник комплексной геофизической обсерватории «Паратунка» Института космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, Россия.
  Kuznetsov Vladimir Valeryevich – Dr. Sci. (Tech.), Leading Researcher comprehensive geophysical observatory «Paratunka», Institute of Cosmophysical Researches and Radio Wave Propagation FEB RAS, Russia.

Скачать статью Кузнецов В.В.