Солярная теория климата

Солярная теория климата (Solar climate theory) или точнее Солярная теория изменения климата (СТИК, Solar theory of climate change) разработана в МГУ имени М. В. Ломоносова В. М. Федоровым на основе, рассчитанной совместно с А. А. Костиным, инсоляции Земли. В отличие от антропогенной теории, СТИК объясняет современные изменения климата и глобальные климатические события позднего голоцена естественными причинами.

Общая информация

В СТИК на основе высокоточных расчетов инсоляции (разрешение при расчетах по пространству составляло 1 градус по широте и долготе, по времени – 1/360 часть продолжительности тропического года – приблизительно сутки) по астрономическим эфемеридам DE-406 (NASA) и корреляционного анализа инсоляции, инсоляционной контрастности (характеристик солярного климата) с характеристиками глобального климата доказываются естественные причины изменения современного глобального климата Земли. Одной из основных причин является изменение угла наклона оси вращения Земли, которое регулирует распределение приходящей к Земле солнечной радиации по широтам и сезонам. Изменением угла наклона оси вращения Земли определяется интенсивность меридионального переноса радиационного тепла из экваториальной области в полярные районы. Другой важнейшей причиной является геодинамическое колебание с периодом около 60 лет, известное в Северной Атлантике как Атлантическая мультидекадная осцилляция (АМО).

На основе анализа выполненных расчетов инсоляции определены тенденции изменения солярного климата Земли в интервале от 3000 г. до н.э. до 2999 г., которые проявляются в усилении широтной контрастности и сглаживании сезонных различий. Вычислены малые вариации солярного климата Земли, для которых характерна 2-х и 3-х летняя периодичность в инсоляции Земли, связанная с соизмеримостью в орбитальном движении Земли и ближайших планет Марса и Венеры.

На основе регрессионной модели СТИК с учётом климатической мультидекадной осцилляции объясняется 86,4 % многолетних изменений приповерхностной температуры воздуха (ПТВ) в Северном полушарии и 84,0 % — в Южном полушарии, 86,6 % и 85,9 % многолетних изменений температуры поверхности океана (ТПО) в Северном и Южном полушарии соответственно, более 90 % изменений уровня Мирового океана, 95,5 % изменений суммарного баланса массы льда в ледниковых районах Северного полушария и 76,0 % многолетних изменений площади морских льдов в Северном полушарии. СТИК объясняются причины Малого ледникового периода и малого (средневекового) климатического оптимума голоцена.

Солярная теория изменения климата является результатом дальнейшего развития Астрономической теории климата (АТК) М. Миланковича и её приложением к исследованию и объяснению причин изменения современного солярного и глобального климата и климата позднего голоцена. В СТИК учитываются не только вариации приходящей радиации (как в АТК и солярном климате), но также механизмы теплообмена: меридиональный перенос радиационного тепла из экваториальной области (источник тепла) в полярные районы (сток тепла), теплообмен межу материком и океаном, межполушарный теплообмен.

Механизмы теплообмена определяются характеристиками солярного климата Земли. Меридиональный градиент инсоляции или инсоляционная контрастность (обобщенно, по областям источника и стока тепла, отражающая меридиональный градиент инсоляции), регулирует меридиональный перенос радиационного тепла; инсоляционная сезонность полушарий регулирует теплообмен в системе океан – материк в связи с сезонной сменой областей источника и стока тепла, инсоляционной сезонностью Земли определяется межполушарный теплообмен.

СТИК представляет собой физическую основу точного расчёта радиационного баланса Земли, ее поверхности и атмосферы, а также математического моделирования и прогноза климатических изменений.

Литература

1. Федоров В. М. Инсоляция Земли и современные изменения климата. М.: Физматлит, 2018. 232 с.  [1] [2]
3. Федоров В. М. Вариации инсоляции Земли и особенности их учета в физико-математических моделях климата // Успехи физических наук, 2019. Т. 189. № 1. С. 33–46. DOI: 10.3367/UFNr.2017.12.038267. [3] [4]
5. Федоров В. М. Астрономические причины изменения глобального климата // Земля и Вселенная, 2019. № 2. С. 6–79.  [5]
7. Федоров В. М. Эволюция современного глобального климата Земли и ее возможные причины // Геориск, 2020, том 14, № 4, с. 16–29. DOI: 10.25296/1997-8669-2020-14-4-16-29 [6]
9. Федоров В. М., Фролов Д. М. Малый ледниковый период в жизни Земли и его возможные причины // Жизнь Земли, 2020, том 42, № 1, с. 4–12. DOI: 10.29003/m875.0514-7468.2020_42_1/4-12.  [7] [8]
11. Федоров В. М., Гребенников П. Б. Малый (средневековый) климатический оптимум голоцена и его возможные причины // Жизнь Земли, 2020, том 42, № 4, с. 395–405.  [9] [10]
13. Федоров В. М., Костин А. А. Вычисление инсоляции Земли для периода от 3000 г. до н.э. до 2999 г. н.э // Процессы в геосредах, 2019. № 2. С. 254–262.  [11]
15. Fedorov V. M., Kostin A. A. The calculation of the earth's insolation for the period 3000 BC–AD 2999 (англ.) // Springer Geology. – 2020. – Vol. 1. – P. 181–192. – ISSN 2197-9553 2197-9545, 2197-9553. – doi:10.1007/978-3-030-38177-6_20 [12]
17. Fedorov V. M. Theoretical calculation of the interannual variability of the Earth`s insolation with daily resolution // Solar System Research, 2016. V. 50. № 3. Pp. 220–224 DOI: 10.1134/S0038094616030011  [13]
19. Fedorov V. M. Spatial and temporal variations in solar climate of the Earth in the present epoch // Izvestiya, Atmospheric and oceanic physics, 2015. V. 51. № 8. Pp. 779–791. DOI:10.1134/S0001433815080034
21. Fedorov V. M., Frolov D. M. Spatial and temporal variability of solar radiation arriving at the top the atmosphere // Cosmic Research, 2019. V. 57. № 3. Pp. 156–162. DOI: 10.1134/S0010952519030043  [14]
23. Федоров В. М., Сократов С. А., Фролов Д. М. Тенденции изменения приходящей на верхнюю границу атмосферы солнечной радиации и их пространственная локализация //  Исследования Земли из космоса. — 2019. — Вып. 5. — С. 50–58. — ISSN 0205-9614. — doi:10.31857/S0205-96142019550-58  [15]
25. Миланкович М. Математическая климатология и астрономическая теория колебаний климата. М.-Л., ГОНТИ, 1939. 207 с.  [16]
27. Fedorov V. M. The problem of meridional heat transport in the astronomical climate theory // Izvestia, Atmospheric and oceanic physics, 2019. V. 55. № 10. Pp. 1572–1583. DOI: 10.1134/S0001433819100025  [17]