На всех постах наблюдаются одинаковые ритмические вариации параметра хаотизации: 20 лет (0.05 циклов/год), 10 лет (0.1 циклов/год), 1 год (1 цикл/год), 6 мес (2 цикла/год), 4 мес (цикла/год).
Ритмы 10 и 20 лет попеременно сменяют друг друга. Годичный ритм преобладает на протяжении всего временного интервала для Махачкалы, наблюдается в основном до 1960 г. для Баку и Красноводска и очень низкоамплитуден для Форта Шевченко. Полугодовой ритм самый стабильный и устойчивый. 4-мссячный ритм прослеживается на протяжении всего временного интервала для Форта Шевченко, наблюдается в основном после 1960 г. для Баку и Красноводска и очень низкоамплитуден для Махачкалы. В более высокочастотной области наблюдается набор ритмов разной интенсивности.
Квазипериодичиость межгодовых процессов в акватории Каспийского моря по данным разных авторов
| Процессы и параметры | Периоды выявленных ритмических составляющих (годы) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Вертикальные движения: геодезические данные, уровнемерные данные | 60 | 40 | 25-30 |
| 10-15 | 5-7 | 3-4 |
|
| Грязевой вулканизм | 50-60 |
| 25-30 |
| 10 |
|
|
|
| Сейсмический режим Кавказа | 50-60 |
| 20-30 |
| 10-15 |
|
|
|
| Сейсмический режим Кавказа |
|
| 30 | 15-16 | 10-11 | 5-7 |
| 2-3 |
| Солнечная активность | 55 | 35 | 22 |
|
| 5.5; 7.2 | 3; 4 | 1.5; 2.1 |
| Индекс геомагнитной возмущенности | 60 | 35 | 22 | 16.1 | 10.5; 12.5 | 5.2; 7.1 | 3.7; 4.3 | 1.47; 2.15; 2.8 |
| Годовые и месячные значения уровня Каспийского моря |
|
| 20-30 |
| 9-18 | 5-6 |
| 2.5-3.5 |
| Годовые и месячные приращения уровня по разным постам |
| 35 | 18-20 |
| 11-12 | 7 | 5 | 2.5-3.5 |
Выводы
Впервые проанализирована спектрально-временная структура годовых и месячных вариаций уровня Каспийского моря и их приращений для временного интервала 1900-2007 гг. Вариации уровня характеризуются сложной и нерегулярной формой и имеют трендовую, ритмическую и хаотическую составляющие. Ритмическая структура временных рядов сложна и непостоянна.
Однако на СВАН-диаграммах уверенно выделяются высокоамплитудные межгодовые ритмы с периодами около 35, 18-20, 10-12, около 7, 4 и 2 лет, которые находят свое место в иерархии ритмов, наблюдаемых в Каспийском регионе. На СВАН-диаграммах также прослеживаются внутригодовые ритмы с периодами 1 год, 6 и 4 мес. Существуют и более высокочастотные ритмы. Различия в динамике низкочастотных ритмов между рядами разных постов очень невелика. Динамика высокочастотных ритмов индивидуальна для каждого поста.
Основной вклад в изменения уровня Каспийского моря вносят климатический, тектонический и антропогенный факторы. Скорее всего, тектонические процессы более всего ответственны за поведение трендовых составляющих в рядах вариаций уровня (не приращений) воды, в том числе за различия этих составляющих на разных водомерных постах.
По нашему мнению, ритмические вариации (не считая годовых и полугодовых) связаны более всего с вариациями элементов водного баланса, в частности стока воды в Каспийское море (на эту тему сделаны подробные сопоставления в работе) и в меньшей мере с другими факторами, в том числе с антропогенными и космическими. Годовые и полугодовые ритмы носят сезонный характер.
Анализ процессов самоорганизации и хаотизации уровня Каспийского моря позволяет сделать вывод о том, что высокое стояние воды соответствует самоорганизации низкочастотного процесса, а падение уровня — хаотизации. Рубеж 1950-1960-х годов является временем общей перестройки процессов в акватории Каспийского моря.
Для разных постов Каспийского моря выявлено сходство общей динамики ритмических вариаций и ее различие в деталях — амплитуды ритмов и степени их хаотичности, особенно в высокочастотной области. Различия динамики связаны с различным соотношением составляющих водного баланса для каждого конкретного поста и с комплексом индивидуальных процессов, происходящих на каждом посту.
Резюмируя, можно сделать вывод, что изменения уровня Каспийского моря на разных постах характеризуются как общими глобальными, так и индивидуальными локальными закономерностями динамики, т.е. имеет место глобальная устойчивость процесса на некоторых периодах в сочетании с его локальной неустойчивостью для конкретно рассматриваемого поста. Этот вывод был получен нами ранее при анализе сейсмичности Кавказа.
В дальнейшем мы намерены продолжить анализ вариаций уровня воды в Каспийском море и его приращений и сопоставить результаты с другими параметрами, в частности с атмосферными осадками, стоком рек в Каспийское море и сейсмичностью прилегающих регионов.