По данным наблюдений за 1976-2014 гг. выполнен анализ полей температуры воздуха и атмосферного давления на территории Западной Сибири, проведено сравнение изменчивости температуры и давления на двух временных интервалах: 1976-2005 гг. и 1985-2014 гг. Для этих же интервалов проведена оценка вкладов климатообразующих факторов, радиационных и циркуляционных. Установлено, что на исследуемой территории Западной Сибири в период 1985-2014 гг. по-прежнему наблюдается повышение среднегодовой температуры приземного воздуха, однако процесс потепления протекает менее интенсивно по сравнению с периодом 1976-2005 гг. Большую роль в уменьшении темпов роста температуры играют зимние месяцы, в которые во втором временном интервале происходит смена процесса потепления процессом похолодания. Показано, что преобладающий вклад в период с 1985 по 2014 гг. оказали циркуляционные факторы, т.е. механизмы, описываемые индексами глобальной циркуляции.

Приведены результаты структурирования поля приземной температуры Северного полушария для периода современных климатических изменений. В основе предложенной классификации - гипотеза географической обусловленности особенностей фазовой модуляции температурного сигнала. Критерием служит согласованность, а именно фазированность колебаний температуры в отдельных географических районах.Полагаем, что изменения режимов синхронизации природно-климатических процессов в условиях меняющегося климата приводят к пространственной трансформации структуры температурного поля, что есть модулированное колебание. Совокупность внешних и внутренних возмущающих воздействий, оказываемых на климатическую систему, формирует сложный вид фазовой модуляции, но она находится в некотором соответствии этим возмущениям. Исходное пространство 8181 температурных рядов структурировано в 17 региональных кластеров. В них изменения температуры происходят синхронно. Проанализированы свойства полученных структур и их соответствие известным климатическим классификациям. Алгоритм дает возможность исследователю выбирать степень дифференциации исследуемого поля в зависимости от поставленной задачи. Для выявления особенностей трансформации внешнего сигнала в поле приземной температуры была получена оценка индекса фазовой модуляции. Величина отклонения индексов от известных закономерностей для гармонической фазовой модуляции позволяет количественно оценить роль региональных климаторегулирующих факторов. Модуляция, наиболее близкая к гармонической, выявлена в районе Североатлантического термогалинного конвейера.Предложенный подход может использоваться как аналитическая основа для изучения изменений климата в любом пространственном масштабе только по данным о приземной температуре до заданного исследователем качественного уровня. Поиск синхронизации в нелинейных хаотических системах, чувствительных к начальным условиям, может стать одним из перспективных путей оптимизации прогнозных моделей.

Для региона Сибири (50-70 с.ш., 60-110 в.д.) по данным 163 метеорологических станций определены временные ряды усредненных по территории температуры, приземного давления и облачности в зимний период (декабрь-февраль) за 1976-2011 гг. Для этого же временного промежутка по данным приземных синоптических карт сформированы ряды характеристик зимних циклонов: общего числа и давления в центрах. Установлено, что изменчивость климатических характеристик и характеристик циклонической активности различается в двух временных интервалах: 1976-1990 и 1991-2011 гг. В первом их них температура и облачность возрастают, а приземное давление падает. При этом уменьшается число циклонов и происходит их интенсификация. т.е. углубление. Во втором временном интервале происходят изменения противоположного знака. Анализ корреляций между характеристиками климата и циклонической активности позволил непротиворечиво объяснить влияние циклонов на приземное давление и облачность.

Для территории Западной Сибири проводился расчет и анализ оценок температуры и давления, а также таких характеристик их временных рядов, как трендоустойчивость, квазицикличность, долговременная память, с помощью стандартных статистических методов и по методам фрактального и кратно-масштабного анализов. Оценка коэффициентов линейной регрессии в зимний сезон показали, что изменения климатических величин с начала XXI в. являются статистически значимыми, при этом наблюдается согласованность между выявленными периодичностями временных рядов (коэффициент когерентности - 0.9). Полученные результаты говорят о возможности использования данных методов анализа в прогностических целях.

В работе по данным наблюдений за 1975-2005 гг. для Азиатской территории России (АТР) выполнен анализ полей температуры, давления и осадков. Рассчитаны как средние поля этих величин, так и поля их линейных трендов для указанного интервала времени. Установлено, что для 1975-2005 гг. потепление на территории имело место во все календарные месяцы года, за исключением декабря. Состоятельные оценки средних по территории трендов потепления установлены для марта, мая-августа и октября с величинами средних по территории трендов в интервале от 0,37 до 0,65С/10 лет. Для среднегодовых значений температуры изменение составило 0,34С/10 лет при среднеквадратичном отклонении 0,20С/10 лет. Поле давления характеризуется отрицательными трендами во все месяцы, кроме июля, августа, ноября и декабря, в которые изменение либо отсутствует (июль, август), либо является слабоположительным (ноябрь, декабрь). Для среднегодового давления найдена оценка - 0,22 гПа/10 лет при среднеквадратичном отклонении 0,17 гПа/10 лет.Для осадков установлена тенденция к их снижению, как в отдельные календарные месяцы, так и за год в целом, однако значения трендов нигде не превышают их среднеквадратичные отклонения.

Для региона Сибири (50 70 гр.с.ш.; 60-100 гр. в.д.) по данным 163 метеорологических станций определены временные ряды усредненных по территории температуры, приземного давления и облачности в зимний период (декабрь-февраль) за 1976-2011 гг. Для этого же временного промежутка по данным приземных синоптических карт определено общее количество антициклонов и давление в их центрах. Установлено, что изменчивость климатических характеристик и характеристик антициклональной активности различается в двух временных интервалах : 1976-1990 гг. и 1991-2011 гг. В первом из них температура и облачность возрастают, а приземное давление падает. При этом уменьшается число антициклонов и происходит их интенсификация, т.е. рост давления в центрах. Во втором временном интервале происходят противоположные изменения. Анализ корреляций между характеристиками климата и антициклонической активности позволил однозначно объяснить влияние антициклонов на приземное давление и облачность.

Страшно подумать — мы находимся всего в 30 километрах от раскаленных земных недр, где при чудовищных температуре и давлении плавятся железо и базальт. А совсем рядом, на поверхности Земли, взвиваются к небу гигантские воздушные вихри, накатываются на берег штормовые волны. Не проходит недели, месяца, чтобы где-то не обрушились на людей страшные смерчи, циклоны, тайфуны, не тряслась под ногами земля и потоки воды не сносили города и селения. Что это, просто стихийные бедствия, глобальное потепление, последствия деятельности человека или... что-то иное? Так что же ждет нашу страну в ближайшие 10 лет, чего нам следует опасаться и на что уповать? Правда ли, что в будущем Россия станет одним из самых безопасных мест на Земле?.

В работе рассмотрены результаты трендового и корреляционного анализа температуры воздуха и вегетационного индекса NDNI за теплый период для территории тайги и тундры Западной Сибири в 1982-2015 гг. Выявлено, что при значимых (а=0.05) положительных трендах температур воздуха в отдельные месяцы весенне-летнего периода, как для зоны тайги, так и для зоны тундры наблюдается значимое увеличение NDVI . Рассчитаны тренды температуры воздуха и NDVI для зон тайги и тундры с апреля по октябрь 1982-2015 гг. и показана неравномерность их пространственного распределения по рассматриваемой территории. Выявлено, что развитие растительности в теплый период в значительной степени определяется ее развитием в первый месяц теплого периода - май для тайги и июнь для тундры. Показано, что значение NDVI в мае в зоне тайги формируется под воздействием температур апреля-мая , а в июне в зоне тундры- под воздействием температур июня , однако, в последние годы в связи с потеплением вклад температур воздуха мая в формирование растительного покрова тундры увеличивается. Значимые коэффициенты корреляции NDVI с осредненной температурой апреля-мая и мая -июня характерны практически для всей территории региона, за исключением прибрежных северных районов в первом случае и юго-западных - во втором.

Что является движущей силой истории? Усилия человеческого разума и воли, божественное Провидение или естественные силы природы, в наиболее полной мере выраженные в колебаниях климата? В книге построена сравнительная хронология основных событий климатической и социальной истории за последние пять тысяч лет. Эта хронология показывает, что в эпохи локального ухудшения климата (похолодания, или уменьшения количества осадков, или и того, и другого) доминирующими оказываются тенденции к объединению племен и народов, массовым переселениям, образованию новых государств, необычайному обострению человеческого разума и интеллекта, когда осуществляются невиданные культурные и технологические прорывы. Эпохи улучшения климата оставляют совсем другие следы в истории — им сопутствует ослабление централизованной власти, внешне беспричинное обострение внутренних противоречий, распад веками существовавших государств, крушение империй. Колебания климата — не пассивный фон, на котором разыгрывается драма всемирной истории, а ее важное действующее лицо. Книга предназначена для историков, географов, климатологов, а также широкого круга читателей, интересующихся влиянием колебаний климата на всемирный исторический процесс.

Затронуты важнейшие вопросы современной климатологии, без которых нельзя ответить на вопросы, почему изменяется климат и каким будет климат последующих десятилетий. Наиболее подробно обсуждается реальность антропогенного фактора и обоснованность прогнозов о грядущей термической катастрофе Земли. На основе анализа эмпирических данных показано, что в последние годы парниковый эффект от возрастающей концентрации СО2 усиливается, но его вклад в изменения климата не является основным. Показано, что вопрос о причинах изменений климата сводится к вопросу о внешних факторах.

В результате статистического анализа накопленных в мировой сети инструментальных данных выявлены закономерности наблюдаемых климатических и экосистемных изменений в Сибирском регионе. Показано, что потепление в Сибири за последний климатический (30-летний) период характеризуется неоднородной субрегиональной структурой с мезомасштабными очагами ускоренных темпов потепления до 0,5С/10 лет. Тренды приземного атмосферного давления за тот же период имеют менее контрастную субрегиональную структуру с уменьшением среднегодового давления до 0,2-0,4 Гпа/10 лет.Во временной изменчивости климатических параметров за прошедшее столетие по результатам вейвлет-анализа выделены масштабы периодичностей в 10-12 и в 30-50 лет. По вейвлет-спектрам для приземной температуры Западной Сибири и индекса Северо-Атлантического колебания выявлена их корреляционная связь в 1940-1990 гг. с временным сдвигом до семи лет в отдельные годы. Этот климатический феномен объясняется возможными инерционными механизмами океанического переноса тепла.По результатам анализа наземных и аэрокосмических инструментальных наблюдений обсуждаются климатические эффекты сибирских болот (на примере Большого Васюганского болота).

В сборник включены материалы докладов по методологии и результатам исследований современного состояния и тенденций изменения климатической системы Сибирского региона. Рассмотрены научно-методические вопросы организации многокомпонентного мониторинга мезомасштабных природно-территориальных комплексов Сибири по физической, химической, биологической и техногенной компонентам системы. Представлены доклады по методологии и результатам исследований, оценке состояния и выявлению происходящих изменений в экосистемах бореальных лесов. Рассмотрены вопросы заболачивания ландшафтов таёжной зоны. Представлены доклады о влиянии антропогенных факторов на трансформацию ландшафтов Сибири.Сборник представляет интерес для специалистов в области климатологии, метеорологии, экологии, охраны окружающей среды, а так же по физическим и техническим проблемам климато-экологических изменений.

Анализируются эмпирические данные, касающиеся роли таких региональных климаторегулирующих факторов в Западной Сибири, как орографический и арктический, факторы Сибирского максимума (антициклона) и болотных систем. Влияние орографического фактора, обусловленного наличием Уральских гор с запада и Среднесибирского плоскогорья с востока. а также прилегающими реками Обь и Енисей с их поймами, приводит к воздействию на воздушные потоки в нижней тропосфере, вследствие чего в зимние месяцы широтная зональность изотерм приближается к меридиональной. Влияние арктического фактора в Западной Сибири связано преимущественно с Карским морем, ледовое покрытие которого обусловлено режимом атмосферной циркуляции и океанических течений в Северном ледовитом океане. Влияние Сибирского максимума с центром в Горном Алтае, включая Монгольский Алтай, вызвано блокированием зонального переноса в Западной Сибири и даже за ее пределами. В частности, не исключается, что наблюдаемые в последние годы в Карском море тренды к потеплению связаны не только с изменениями океанической циркуляции, но и с влиянием Сибирского максимума, изменяющего меридиональный температурный градиент и режим атмосферной циркуляции в нижней тропосфере. Роль болотных систем зависит от особенностей изменения температурного режима на их территории за счет теплофизических свойств торфяных залежей и гидрологического режима, что определяет уменьшение амплитуды колебаний среднемесячных температур на 7% по сравнению с таковой для прилегающих территорий. Особая роль фактора болотных систем состоит также в регулировании углеродного баланса вследствие стока и эмиссии таких парниковых газов, как углекислый газ и метан. Результаты анализа позволяют обосновать необходимость учета этих факторов при мониторинге и моделировании глобальных и региональных климатических или экосистемных изменений.

Для азиатской территории России, ограниченной 45-80 с.ш. и 60-180 в.д., по данным реанализа JRA-25 за период современного глобального потепления 1979-2008 гг. исследованы изменчивости пространственно-временных распределений температуры и элементов радиационного и теплового балансов. Показано, что с начала 90-х гг. ХХ в. наблюдается рост отраженной системой "земная поверхность-атмосфера" коротковолновой радиации. Этот рост находится в соответствии с динамикой облачного покрова и приходящего на поверхность коротковолнового излучения. Среднегодовые значения радиационного баланса на верхней границе атмосферы являются отрицательными, что соответствует отрицательным значениям усредненных по территории среднегодовых температур воздуха. Нисходящий тренд радиационного баланса ярко выражен в период после начала 90-х гг. ХХ вв.

Представлены результаты исследования пространственно-временной изменчивости температуры приземного воздуха и температуры почвы на глубинах на территории Западной Сибири в конце ХХ и начале ХХI вв. Установлено, что на севере и юге региона наблюдаются сезонные различия во временных изменениях климатических величин: в начале ХХI в. наибольшие темпы потепления сохраняются весной по всем регионе, а в зимний сезон на севере и юге наблюдаются разнонаправленные тенденции. Проведено сравнение полученных оценок с данными инструментальных наблюдений. Определено, что, несмотря на выявленные особенности в сезонном ходе величин трендов температуры почвы на разных глубинах, для описания изменчивости регионального климата предпочтительно использование данных реанализа. Установленные тенденции в колебании температуры почвы на глубинах в целом подобны изменениям температуры воздуха. Исследование температуры почвы в слоях 28-100 и 100-255 см, представленных в данных реанализа, показало что, в отличие от ситуации 1979-1998 гг., в период 1999-2015 гг. эта величина уменьшается осенью и зимой и значимо растет в весенне-летний период с максимальной скоростью весной в арктической зоне территории. Наблюдаемые по данным реанализа изменения указывают на рост температуры в верхних слоях почвы в зоне многолетней мерзлоты, что в свою очередь. может приводить к увеличению глубины слоя сезонного протаивания.

Обледенение является одним из наиболее опасных метеорологических явлений для авиации. Обледенение воздушного судна происходит в результате отложения льда на его поверхности при кристаллизации переохлажденных капель воды в условиях отрицательной или слабоположительной температуры воздуха. В работе на основе данных бортовой погоды за 2012-2018 гг. исследуются региональные особенности возникновения обледенения воздушных судов в районе аэродромов Новосибирска, Санкт-Петербурга и Ростова-на- Дону. В частности, рассмотрена повторяемость и интенсивность обледенения воздушных судов в исследуемых регионах в зависимости от формы облачности и температуры воздуха. Наибольшее количество сообщений об обледенении за период с 2012 по 2018 г. поступало от воздушных судов в районе аэродрома Новосибирска. Основным фактором, определяющим частоту возникновения обледенения, являются климатические условия аэродромов. Наибольшее количество случаев обледенения в районах рассмотренных аэродромов, включая сильное обледенение, отмечалось при фронтальной облачности, а именно: при сочетании слоисто-кучевой облачности с высоко-кучевыми и перистыми облаками. В районах аэродромов Новосибирска и Ростова-на-Дону обледенение воздушных судов наблюдалось в основном при отрицательных температурах на уровне земли, а в районе аэродрома Санкт-Петербурга в большинстве случаев - при положительных приземных температурах.

Материалы наблюдений за максимальной и минимальной суточными температурами, накопленные с конца XIX до начала XXI в. на тысячах метеостанций, - огромный пласт информации, которая используется весьма слабо, в основном для ежедневных прогнозов погоды, в которых сообщаются значения самой высокой и самой низкой температур воздуха за все годы наблюдений за данные сутки, причем только в областном (краевом, столичном) центре. В настоящей работе приведено около 150 карт изолиний средней, максимальной и минимальной годовых, месячных и декадных температур воздуха на территории Сибири за многолетний период наблюдений, в основном за XX столетие, а также приводятся таблицы наблюденных и прогнозных температур воздуха по 34 метеостанциям Сибири. Справочник должен стать настольной книгой для специалистов планирующих органов, проектных институтов, учреждений, предприятий и жителей не только Сибири, но и всей России, а также других стран, специалистов фирм, сотрудничающих с россиянами, для всех, кто интересуется климатами Сибири и их термическими характеристиками. Книга будет полезна школьникам, студентам, аспирантам, научным работникам, производственникам всех специальностей.

Настоящая монография является логическим продолжением комплекса исследований, проводимых в течение длительного времени коллективом авторов. В начале становления данных работ основное внимание было уделено вопросам информационного обеспечения научных исследований по экологической тематике и методам математического моделирования загрязнения отдельных объектов окружающей среды. В 1998-2004 гг. основные усилия были направлены на моделирование возможных экологических последствий от объектов радиационного риска в Европейской Арктике. В ходе выполнения работ были реализованы несколько международных проектов: "Риск и радиоактивные отходы", "Арктический Риск", "Риск и окружающая среда" и "Северный Риск" и SOL — мегагрант, который продолжается до настоящего времени. В рамках исследований была разработана методология долгопериодного моделирования и оценки радиационного риска, которая в дальнейшем была развита для более широкого класса загрязнителей и источников риска. Результаты исследований, предлагаемые в рамках данной книги, сфокусированы на моделирование долгопериодного атмосферного переноса и выпадения загрязнителей с оценкой последствий для окружающей среды и климата. На основе анализа данных наблюдений и развития численных моделей исследуются физические процессы изменения климата, взаимодействия его с океаном, долгопериодного атмосферного переноса и выпадения загрязнителей от медно-никелевых предприятий Севера России, оцениваются возможные последствия для Арктики и Севера Евразии. Книга представляет интерес для преподавателей и студентов, изучающих экологию и метеорологию, специалистов по изменению климата и охране окружающей среды.

Работа посвящена исследованиям отклика разных типов растительного покрова Западно-Сибирской равнины на наблюдаемые в последние десятилетия температурные изменения. В работе проведен анализ трендов рядов вегетационного индекса NDVI и температуры воздуха в районах метеостанций Западно-Сибирской равнины, характеризующихся различными типами растительности. Выявлены фазы роста (1982-1997 гг.) и стабилизации (1997-2015 гг.) значений NDVI на фоне наблюдаемого эффекта замедления глобального потепления, уменьшения солнечной активности и смены фаз температуры поверхности океана в регионе Эль-Ниньо (ONI) с положительной на отрицательную. Показано, что весенние месяцы вносят основной вклад в вариации сезонного значения NDVI. Проведен корреляционный анализ весенних значений NDVI и температуры воздуха в периоды роста и стабилизации NDVI. Показано, что характер отклика растительности на наблюдающееся увеличение температуры зависит от ее типа и местоположения. Так, связь NDVI и температуры воздуха в зоне тундры возрастает, на сильно заболоченных территориях лесотундры и северной тайги - снижается, на территории Обь-Енисейского междуречья от лесотундры до подтайги в большинстве случаев снижается, на территории левобережья Оби- возрастает.

Проанализирована динамика температуры по актуальным данным со станций Алтайского региона. Проведенное исследование показало, что изменения климатических характеристик в регионе происходят синхронно. Синхронность в изменении составляющих температурных рядов на всех рассмотренных станциях характеризуется высокой связностью каждой из составляющих с соответствующим типовым полем. Выявлено, что часть изменчивости рядов температуры, описываемая скрытыми периодичностями, составляет в среднем 1,3%, что гораздо больше влияния трендов, которое для большинства станций не превышает 0,3%. Наибольший вклад в изменения температуры в Алтайском регионе вносят гармоники с периодом 20 лет (средние годовые), 40 и 9 лет (зимние), 18 лет (летние), 5-8 лет (осень, весна). Получен долгосрочный прогноз изменения температуры воздуха в регионе до 2030-х гг.