Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Видякина Светлана Владимировна. Исследование состояния компонентов окружающей природной среды на Европейском Севере в условиях меняющегося климата : диссертация ... кандидата географических наук : 11.00.11.- Архангельск, 2000.- 146 с.: ил. РГБ ОД, 61 01-11/43-0


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

Содержание 2

Введение 4

Глава 1. Обзор литературы, материалов и методов по проблеме изменений климата на
Европейском Севере (ЕС) 9

  1. Характеристика района исследования 9

  2. Основные понятия 12

  3. Об изменениях климата по метеорологическим данным 13

  4. Взаимосвязи между отдельными природными характеристиками и реконструкции климата 15

  5. Изучение климата по косвенным показателям 19

  1. Исследования климата по геотермическим данным 19

  2. Исследования климата по данным о приросте деревьев 22

  1. Математическое моделирование климатических процессов 27

  2. Основные выводы 35

Глава 2. Климат Европейского Севера (ЕС) 37

  1. Результаты обработки данных по температурам воздуха для Европейского Севера России (ЕСР) 37

  2. Результаты обработки данных по температурам почвы и грунта под естественным покровом для арктических станций ЕСР 45

  3. Результаты обработки данных по количеству атмосферных осадков для ЕСР 45

  4. Региональные особенности климатических характеристик для ЕС 53

  5. Основные выводы 58

Глава 3. Реконструкции климата по косвенным данным 61

3.1. Реконструкция климата по геотермическим данным 61

  1. Характеристика исходных материалов 61

  2. Интерпретация геотермических данных 63

  3. Результаты климатической инверсии геотермических данных 65

3.2. Реконструкция климата по дендрохронологическим данным 67

3.2.1. Характеристика исходных материалов 68

  1. Анализ изменчивости состояния окружающей природной среды для района Белого моря 69

  2. Влияние климатических факторов на динамику прироста сосны в районе Белого моря 76

  3. Результаты реконструкции климата по дендрохронологическим данным 81

  1. Пространственно-временная динамика экосистем ЕСР 81

  2. Результаты комплексного анализа процессов в различных природных средах 81

Глава 4. Проблемы охраны природы на ЕС в условиях современных изменений клима
та 84

Заключение 93

Литература 99

Приложения 112



Введение диссертации:

Климат Земли меняется. В настоящее время он значительно отличается от того, каким он был 100 млн. лет назад. Границы тропической растительности доходили до высоких широт. Современный климат отличается даже от климата 18000 летней давности, когда ледниками была покрыта значительная часть Северного полушария. Несомненно, изменения климата будут происходить и в будущем. Частично эволюция климата будет обусловлена природными процессами, такими как, например медленно протекающие в течение многих тысячелетий изменения земной орбиты. В дальнейшем, возможно, не менее важным фактором, влияющим на климат, будет человеческая деятельность. Сбор и изучение косвенных данных, о параметрах характеризующих климат, позволяет изучить влияние изменении компонентов климатической системы (атмосфера - биосфера - океан - криосфера - поверхность суши) па климат в прошлом. Анализ и оценка естественных и антропогенных изменений климата, включая сравнение климатов прошлого с климатом настоящего, является частью мониторинга природной среды (Израэль, 1984).

Выделению антропогенных изменений должен предшествовать тщательный анализ естественной изменчивости климата. Для природы характерна периодичность развития - повторяемость во времени тех или иных явлений. Периодичность существует разной продолжительности: суточная, внутривековая и сверхвековая. Особый интерес представляет изучение продолжительных периодов (11, 22 - 23, 80 - 90 лет и др.) для предсказания изменений состояния природы во времени.

Анализ, оценка современного климата, прогноз его возможных изменений и колебаний требуют большого количества данных и ставят задачу всестороннего анализа состояния окружающей природной среды. Необходимо моделирование климатических изменений в различных регионах (Израэль, 1984).

В настоящее время еще не созданы достаточно совершенные для успешного практического использования модели климата и поэтому работы в этой области представляются весьма перспективными. Возможность же построения для каждого пункта улучшенного метода, учитывающего влияние локальных факторов, часто является полезным преимуществом статистического подхода (Груза, Ранькова, 1983).

Модели глобального климата фиксируют потепление в двадцатом столетии, с максимальными значениями между 1915 и 1940 гг., сменившееся похолоданием. Этот факт объясняют, во-первых, естественными флуктуациями климата. В качестве причин естественных флуктуации климата называют динамическое перераспределение энергии и химических соединений между атмосферой, океаном, льдами, сушей и живыми организмами. Это дает только частичное объяснение резкому потеплению в конце 30-х, похолоданию к 1970 г. и, возможно, даже быстрому потеплению в 70-х -начале 80-х. Данные спутникового зондирования пс обнаружили тенденции к глобальному потеплению в 80-х (Spencer, Christy, 1990). Во вторых, неизвестно какие еще потенциальные форсфакторы (т.е. процессы, ведущие к изменению климата) действовали на протяжении ста лет. При этом наиболее важным остается вопрос: каким будет региональное распределение изменений климата в следующем веке?

Европейский Север (ЕС) привлекает к себе большой международный интерес и внимание, как один из центров рыбной промышленности и имеющий мировое значение по таким ресурсам как нефть, газ, лес, минералы. В течение многих лет ЕС характеризовался политическими границами с малым научным сотрудничеством. Сегодня ситуация меняется, открыты новые возможности сотрудничества. Несмотря на различия политических систем и других культурных и социо-экопомических факторов, регион объединяет окружающая природная среда, которую необходимо изучать как целое. Наблюдаемые изменения климата и их воздействие на литосферу, морские льды, многолетнемерзлые породы и биоту делают ЕС особенно интересной территорией для исследователей.

Актуальность темы. Решение теоретических и прикладных задач охраны природы на ЕС в настоящее время невозможно без учета знаний о современных изменениях климата. По имеющимся данным глобальное потепление климата последних десятилетий наиболее ярко проявляется в высоких широтах. Северные ландшафты наиболее чувствительны к этим изменениям. Можно ожидать значительных трансформаций существующих экосистем в связи с изменением условий теплообеспеченности и увлажнения периода вегетации, показателей биоразнообразия, изменения условий существования миоголетнемерзлых пород. Для оценки и выработки прогноза потенциальных изменений необходим комплексный анализ процессов в различных природных средах па основании имеющихся данных многолетних наблюдений. Для природы

6 характерна периодичность развития, внутри- и межгодовая изменчивость ее состояния. Закономерности проявления этих черт необходимо изучать в целях более глубокого понимания механизмов динамики экосистем, определения естественных пределов их состояний в соотношении с изменчивостью климата как важнейшего внешнего фактора. Необходимость исследования локальных изменений климата на ЕС обусловлена также наличием на территории региона различных по площади ареалов острых экологических ситуаций. Основными факторами антропогенного воздействия являются: деятельность промышленных предприятий различных отраслей, разработка природных ресурсов, вырубка лесов.

Цели и задачи работы. Целью исследования является изучение закономерностей современных пространственно-временных изменений климата в атмосфере (по отдельным метеорологическим характеристикам) и подтперждение их значимости для состояния биосферы и верхних слоев литосферы. Реализация выявленных закономерностей в виде прогноза па ближайшее будущее для ЕС и в виде рекомендаций в решении проблем охраны окружающей природной среды.

Основные задачи исследования.

  1. Изучить состояние проблемы изменений климата на ЕС.

  2. Проанализировать современные изменения климата в регионе, используя результаты статистической обработки данных метеорологических наблюдений по температурам воздуха и почвы, количеству атмосферных осадков.

  3. Оценить возможность использования косвенных данных (по геотермии буровых скважин и годичным приростам деревьев) для подтверждения воздействия современных изменений климата в атмосфере на другие среды для ЕС.

  4. Выполнить краткосрочный прогноз изменения климата на основе комплексного анализа метеорологических и косвенных данных, рассмотреть возможности естественного регулирования компонентов окружающей природной среды и стратегии адаптации общества к изменениям климата.

Научная новизна работы заключается в следующем:

Впервые выполнено обобщение результатов ряда исследований в климатологии, геотермии, дендроклиматохронологии характеризующих территорию ЕС. В частности, изучены вопросы об изменчивости во времени температур, количества атмосферных осадков, развития некоторых видов растений и животных.

Предложен комплексный подход к анализу локальной и региональной климатической информации, учитывающий изменения в атмосфере, литосфере и биосфере. Построены и проанализированы пространственно-временные схемы и графики позволившие охарактеризовать локальные и региональные условия тсплообеспеченности и увлажнения исследуемого региона. При этом использовалась форма представления экспериментальных данных в виде средних и частотных составляющих. Установлено, что изменения температурной составляющей в атмосфере находят отражение в литосфере (в виде тренда многолетних изменений температур нейтрального слоя Земли) и в биосфере (в 20-летнем периоде изменения годичного прироста деревьев).

Выявлены новые долгопериодные закономерности изменения температурной составляющей атмосферы во времени на ЕС.

Установлено, что временной ход межгодовой вариации температур воздуха и количества атмосферных осадков хорошо согласуется с внутригодовой зимней составляющей для большинства исследованных станций.

Обнаружено, что значения трендов для температур воздуха и количества атмосферных осадков, за период с конца 60-х - начала 70-х годов к 90-м годам XX в., не увеличиваются с географической широтой места.

Научная и практическая ценность работы. Полученные результаты могут быть использованы при организации системы комплексного экологического мониторинга на ЕС, моделировании динамики состояния лесных экосистем и при разработке научно-технической политики в регионе.

Полученные результаты были представлены Администрации Архангельской области для обоснования научно-технической политики и развития новых отраслей экономики на областной научно-технической конференции. Полученные результаты используются в лекционных курсах и на практических занятиях по географии, биологии, экологии. Проводится подготовка научных и методических материалов по результатам работ в рамках темы: «Современные изменения климата на ЕС» для использования в учебном процессе школ и ВУЗов ЕСР.

Достоверность результатов. В работе использованы данные стационарных метеорологических наблюдений проводимые федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и данные косвенных показателей изменений климата, обработанные стандартными методами. Основные результаты не-

8 однократно обсуждались на научных конференциях в России и за рубежом, публиковались в печати.

На основе комплексного анализа метеорологических, геотермических, дендро-хронологических данных впервые получены важные результаты представляемые к защите:

1.) Выявленные закономерности современных изменений климата на ЕС в XIX -XX вв.: 100-80 летние и 30 - 40 летние периоды изменения температурного режима.

2.) Полученные результаты реконструкций температур нейтрального слоя Земли и температур приземного слоя атмосферы за вегетационный период для ЕС.

3.) Выявленные изменения природных характеристик по срокам наступления феноявлений у деревьев и смещению границ многолетнемерзлых пород и лес - тундра на ЕС обусловленные закономерностями температурного режима.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на Ломоносовских чтениях (Архангельск, Россия, 1995, 1997), на международных конференциях: Поморье в Баренц регионе (Архангельск, Россия, 1996), Окружающая среда и безопасность (Осло, Норвегия, 1996), Поморье в Баренц регионе (Архангельск, Россия, 1997), Влияние изменений климата па северные экосистемы суши и пресных водоемов (Ровапиеми, Финляндия, 1997). Экология-98 (Архангельск, Россия, 1998). Геодинамика и геоэкология (Архангельск, Россия, 1999). По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций