На главную Написать сообщение Поиск по сайту Новости публикаций Плакаты и знаки по охране труда и БЖД Видео по охране труда и технике безопасности Зарубежные средства индивидуальной защиты Юридическая консультация онлайн
В начало разделаБезопасность жизнедеятельности и окружающая природная среда → Человек и окружающая среда

Сравнение ритмической структуры рядов в окружающей среде


Сравнение ритмической структуры рядов осадков гмс Усть-Цильма и Чердынь показало, что они очень похожи (коэффициент корреляции 0.64), тогда как для пар Усть-Цильма - Архангельск и Чердынь - Архангельск он равен соответственно 0.22 и 0.28. Максимальные коэффициенты корреляции ритмической структуры рядов температуры для пар Архангельск - Усть-Цильма, Усть-Цильма - Чердынь составляют 0.47 и 0.50, соответственно.


Графики скользящей структурной функции по рядам температуры воздуха (1 - гмс Усть-Цильма и 3 - гмс Чердынь) и максимальной плотности древесины двух региональных хронологий (2 - северной части Русской равнины и 4 - Урала)

Рис. 8.3. Графики скользящей структурной функции по рядам температуры воздуха (1 - гмс Усть-Цильма и 3 - гмс Чердынь) и максимальной плотности древесины двух региональных хронологий (2 - северной части Русской равнины и 4 - Урала). Окно анализа 50 лет, шаг - 1 год. На вертикальной оси - ориентировочная шкала времени. Амплитуда структурной функции нормировалась на максимум в каждом временном окне. Для облегчения визуального восприятия на рисунке структурные функции последовательно смещены друг относительно друга на 0.05


Графики скользящей структурной функции построены таким образом, что каждая последующая кривая смещена относительно предыдущей на один и тот же временной шаг 0.05. Если при переходе от одной кривой к другой периоды и амплитуды ритмов не меняются, кривые располагаются строго друг над другом и не пересекаются.


Стрелками и крестиками выделены пакеты таких ритмов. Нетрудно заметить, что такие пакеты появляются одновременно в структуре рядов метеопараметров и соответствующих рядов максимальной плотности. Например, в рядах температуры гмс Усть-Цильма и плотности древесины северной части Русской равнины выделяются ритмы с периодами 21, 23, а также 16 лет, которые прослеживаются в течение временного интервала около 20 лет.


В рядах температуры гмс Чердынь и плотности древесины Урала ритмы с периодами 11 и 21 год сохраняются еще более продолжительное время (до 25 лет). Одновременное появление одинаковых ритмов может свидетельствовать о наличии причинно-следственных связей между этими параметрами. Кроме того, такой анализ позволяет понять, благодаря каким ритмам существует такая тесная связь между ритмическими структурами рядов метеопараметров и индексов региональных хронологий.


Обращает на себя внимание и существование сходства структуры рядов скорости вращения Земли и ширины ранней древесины, коэффициенты их корреляции в интервале периодов Т = 1-45 составляют для Кольского полуострова 0.78, Карелии - 0.68, а для северной части Русской равнины и Урала - 0.84. Как и в выше описанном случае, мы пока не можем дать убедительного экологического обоснования этому факту, это предмет дальнейших исследований.


Следует отметить, что наличие корреляционных связей между какими-то рядами отнюдь не означает существования между ними причинно-следственных связей, поэтому к интерпретации ритмической структуры рядов разного происхождения следует подходить с осторожностью, прежде всего принимая во внимание механизмы воздействия (или взаимодействия), которые могут объяснить ритмическое сходство разных рядов. Имея в виду эти положения, объяснение происхождения ритмов, обнаруженных нами в дендрохронологических данных, следует отнести к гипотетическим.


Основные результаты приведенного анализа сводятся к следующему. Хронологии ранней древесины в большей степени отражают длиннопериодные вариации (Т = 40-100 лет), тогда как для хронологий максимальной плотности характерны и более короткопериодные ритмы (Т = 5-20 лет).


Временные ряды чисел Вольфа (а) и скорости вращения Земли в отн. единицах десятого знака (б) за 1714-1990 гг.

Рис. 8.4. Временные ряды чисел Вольфа (а) и скорости вращения Земли в отн. единицах десятого знака (б) за 1714-1990 гг.:
1 - временные ряды, 2 - соответствующие им амплитудные спектры, 3 - результаты вейвлет-анализа, 4 - графики структурной функции. Структурная функция ряда чисел Вольфа построена после предварительной фильтрации 11-летней составляющей. Частота опроса 1 год


Наиболее интересные черты ритмической структуры ряда солнечной активности за рассматриваемый период - заметные вариации 11-летнего ритма (Т = 9-13 лет) в первой его половине и относительная стабилизация - во второй. Доминирующий длиннопериодный ритм испытал дрейф примерно от 50-летнего в первой половине исследуемого интервала наблюдений до 100-летнего во второй.


Особенности скорости вращения в этот период - резкое ее изменение: от максимального значения за весь рассматриваемый период около 1870 г. до самых минимальных значений в 1900-1910 г. В ритмической структуре доминируют ритмы с периодами 30 и 60 лет.


Во всех региональных хронологиях ширины ранней древесины и максимальной плотности колец присутствуют 100-летний и 11-летний циклы, которые, скорее всего, связаны с солнечной активностью. Ритм с периодом около 60 лет, который отмечен в подавляющем большинстве хронологий, является доминирующим для вариаций скорости вращения Земли и присутствует в структуре ряда солнечной активности.


Более высокочастотные ритмы (в интервале Т = 1-45 лет), обнаруженные в древесно-кольцевых хронологиях, скорее всего, связаны с климатическими флуктуациями. Хронологии Урала существенно отличаются от других рассмотренных здесь региональных хронологий. Это согласуется с современными представлениями о климате севера европейской части России.


Работа выполнена в рамках программы Президиума РАН № 16 «Окружающая среда в условиях изменяющегося климата: экстремальные природные явления и катастрофы» и Интеграционного проекта «Исследование региональных экологических последствий изменений климата и разработка мер по адаптации населения и экономики регионов к ним».