Космические реперы как основа выявления ритмов в элементах

УДК 630*17+582.475+630*561.21
ББК 43.4+20.3
239
Н.В. Ловелиус
КОСМИЧЕСКИЕ РЕПЕРЫ КАК ОСНОВА ВЫЯВЛЕНИЯ РИТМОВ
В ЭЛЕМЕНТАХ АТМОСФЕРЫ, ГИДРОСФЕРЫ, БИОСФЕРЫ
Рассматривается возможность использования регулярно повторяющихся дат гелио- и
астрофизических процессов в качесве реперов для выявления ритмов в элементах климата, гидрологических и биологических объектах с целью их прогноза их многолетних
изменений.
Наличие полиритмичности в изменении природных процессов на Земле и в
Космосе вызывает никакого сомнения,
но датирование их начала и окончания
производится специалистами произвольно и порой вносит закономерные сдвиги
природных аномалий в ранг ошибочных
решений. Ритмам и циклам различной
продолжительности посвящено огромное
количество статей и монографий, но их
анализ не входит в нашу задачу.
Для определения явлений ритмичности
мы находим целесообразным считать космические реперы как начало отсчёта для выявления ритмических колебаний в элементах
атмосферы, гидросферы и биосферы.
В качестве реперов внеземного происхождения могут использоваться даты
аномалий внеземных характеристик, имеющих высокую регулярность повторения
дат экстремумов: 11-летних циклов солнечной активности, галактических космических лучей, скорости вращения Земли,
перигелия и афелия Юпитера и др.
Основным способом обработки временных рядов наблюдений использован метод
наложенных эпох в сочетании с интегрированием. Это сочетание методов было предложено автором впервые [5], и подтверждено в последующих публикациях [6; 19; 20].
В качестве первого опыта использованы данные по температуре и осадкам м.с.
Соловки, островное положение которой
и отсутствие на архипелаге промышленности максимально исключают антропогенное воздействие. Данные наблюдений
были разделены на тёплую и холодную
части года за период с 1890 по 2010 гг. и
обработаны относительно дат максимумов
и минимумов 11-летних циклов солнечной
активности. На рис. 1 приведён результат
анализа сумм среднегодовых температур
и осадков в эпохи максимумов солнечной
активности. Снижение температуры начинается за три года до максимума и мини-
мальных значений достигает в –2-й год, а
их максимум приходится на год максимума
солнечной активности. В распределении
осадков минимальные значения наблюдаются на следующий год после прохождения
максимума активности Солнца. Такие же
параметры распределения температуры и
осадков наблюдаются в тёплую часть года.
Распределение температуры и осадков
в эпохи минимума солнечной активности
имеют другие даты максимумов и минимумов в их распределении (рис. 2). Снижение
температуры начинается со второго года
до минимума и продолжается до второго
года после его прохождения, а после этого
происходит резкое увеличение температуры. Распределение осадков симметрично
ограничено двумя максимумами во вторые
годы и минимальное количество осадков
выпадает в год минимума солнечной активности. В распределении осадков такая
ситуация сохраняется в тёплую и холодную части года, а в распределении температуры сходство только в тёплую часть
года. В холодную часть года минимум температуры наблюдается в первый год после
минимума солнечной активности.
Гидрологический режим рек и озёр также испытывает колебания в эпохи максимума и минимума. На рис. 3 приведён результат анализа изменений уровня Ладожского
озера в эпохи максимума солнечной активности. Максимальный уровень озера приходится на 1-й год до максимума, а границы
ритма ограничены 6-ю годами (–3, 0, +2).
Ритмы биологических объектов также
испытывают опосредованные и прямые
воздействия, что многосторонне обосновано в исследованиях А.Л. Чижевского
[16; 17] и других исследователей. Это явление даёт возможность проследить прирост ели на Соловецком архипелаге [9]. На
рис. 4 приведён результат анализа индексов прироста её годичных колец в эпохи
максимума солнечной активности. С учё-
Cреда обитания
Ключевые слова:
афелий, биомасса, галактические космические лучи, перигелий, поголовье, реперы, уловы, фитомасса, числа Вольфа, Юпитер.
240 том дат высоких значений можно заклю-
чить, что основные изменения в снижении
прироста наблюдаются за пределами даты
максимумов с продолжительностью цикла
равной 5-ти годам.
Анализ уловов трески в Северной Арктике после устранения многолетнего тренда путём нормирования данных об уловах
от средней 10-летней нормы показал наличие ритмических колебаний, которые
отчётливо прослеживаются на рис. 5. Ритмичность колебаний уловов позволила
предположить, что количество добытой
рыбы может служить основанием для численности ее стад, которые изменяются под
влиянием внешних факторов и в том числе
солнечной активности в 11-летнем цикле.
На рис. 6–а приведены результаты анализа уловов трески в Северной Арктике в
эпохи максимумов солнечной активности.
Максимальные значения уловов наблюдаются за два года до максимума и минимальных значений достигают в 1-й и 2-й
годы. После этого начинается увеличение
уловов, которое достигает максимума в 6й год. Следовательно, продолжительность
ритма равна 9-ти годам. На рисунке 6–б
приведён результат анализа уловов трески
в эпохи минимума солнечной активности.
Он позволяет проследить, что в эпохи минимума активности Солнца наблюдается
увеличение уловов трески, и максималь-
Рис.
1.
Распределение
температуры
воздуха
и
осадков
на
Соловецком
архипелаге
в эпохи
Рис.
1.
Распределение
температуры
воздуха
и
осадков
на
Соловецком
архипелаге
в эпохи
максимумов
солнечной
активности
в
11-летнем
цикле.
активности
максимумов
солнечной
в 11-летнем
цикле.
воздуха и осадков на Соловецком архипелаге в эпохи максимумов
Рис. 1. Распределение
температуры
солнечной активности в 11-летнем цикле.
Рис.
1.
Распределение
температуры
воздуха
и
осадков
на
Соловецком
архипелаге
эпохи
Рис. 1. Распределение температуры воздуха и осадков на Соловецком архипелаге в вэпохи
максимумовсолнечной
солнечнойактивности
активностив в11-летнем
11-летнемцикле.
цикле.
максимумов
Terra Humana
Рис.
Распределение температуры
воздуха
и осадков
на Соловецком
архипелагеархипелаге
в эпохи минимума
Рис.
2.2.2.
Распределение
температуры
воздуха
ииосадков
на
ввэпохи
Рис.
Распределение
температуры
воздуха
осадков
наСоловецком
Соловецком
архипелаге
эпохи
солнечной активности в 11-летнем цикле.
минимума
солнечной
активности
в
11-летнем
цикле.
минимума солнечной активности в 11-летнем цикле.
Рис.2.2.Распределение
Распределениетемпературы
температурывоздуха
воздухаи иосадков
осадковнанаСоловецком
Соловецкомархипелаге
архипелагев вэпохи
эпохи
Рис.
минимумасолнечной
солнечнойактивности
активностив в11-летнем
11-летнемцикле.
цикле.
минимума
470
-3
-2
-1
0
годы
1
2
Рис. 3. Уровни Ладожского озера в эпоху максимума солнечной активности [3; 12; 7].
ных значений они достигают за 2 года до год после его прохождения. Таким обра- 241
минимума. В уловах пикши на Севере Арк- зом, в эпохи максимума галактических костики (рис. 7) прослеживается прямая связь мических лучей ритм продолжается 8 лет.
с солнечной активностью, что в общих
На рис. 9 приведён результат анализа
чертах показывает на противоположную уловов трески в эпохи максимума галакреакцию, в сравнении с уловами трески, тических космических лучей, из которого
и ритм равен 5-ти годам. Максимальный следует, что максимальные уловы наблюи минимальный уловы приходятся на 1-й даются за три года до максимума солнечгод после максимума/минимума солнеч- ной активности и сохраняется на этом
ной активности.
уровне до её максимума, а минимальные
Модельный ряд по уловам трески послу- значения приходятся на –5-й и + 2-й годы,
жил основой для расчёта их изменений в эпо- продолжительность ритма 8 лет.
хи афелия Юпитера (рис. 8). Из него следует,
Анализ добычи гренландского тюленя
что большие уловы трески наблюдаются при (рис. 10) также в эпохи максимума проявмаксимальном удалении Земли от Юпитера. ляет обратную связь с изменениями солРис. 4. Прирост
ели на Соловецком
архипелаге
эпоху максимумов продолсолнечной активности в
Продолжительность этого симметричного
нечной
активности
и всовпадении
11-летнем равной
цикле [9]. 8-ми годам.
ритма равна 7 годам (–3 – 0 + 3).
жительности ритмов
В качестве реперов для анализа уловов
трески были использованы даты максимумов внутривековых колебаний притока
галактических космических лучей на границу атмосферы, что дало возможность
оценить изменение уловов в эпохи максимумов (рис. 9). Максимальные значения
уловов наблюдаются в эпохи максимумов
притока галактических космических лучей, а границы ритма начинаются за 5 лет
до максимума -1
и заканчиваются
во второй
см
510
-1
510
500
см
500
490
Рис.5. Уловы трески (К%) в Северной Арктике [21].
Рис.5. Уловы трески (К%) в Северной Арктике [21].
а)
а)
490
480
480
470
-2
-1
470
0
1
2
годы
-3
-2
-1
0
1
2
годы
с. 3. Уровни Ладожского озера в эпоху максимума солнечной активности [3; 12; 7].
Рис. 3. Уровни
озера
в эпоху активности [3; 12; 7].
Рис. 3. Уровни Ладожского
озера вЛадожского
эпоху максимума
солнечной
максимума солнечной активности [3; 12; 7].
а
б)
б)
Cреда обитания
-3
б
Рис. 6. Изменение уловов трески на Севере АркРис. 6. Изменение
уловова)трески
на Севере
Арктики:солнечной
а) в эпохи максимумов
тики:
в эпохи
максимумов
актив- солнечной
Рис. 4. Прирост ели на Соловецком архипелаге
. Прирост ели на
Соловецком
архипелаге
в эпоху максимумов
солнечной
активности
вб) в эпохицикле;
ности цикле;
в 11-летнем
б) в солнечной
эпохи минимумов
активности
в 11-летнем
минимумов
активности в 11-летнем
в эпоху
максимумов
солнечной
активности
с. 4. Прирост ели на Соловецком
архипелаге
в эпоху
максимумов
в активности
11-летнем
цикле
[9].
солнечной
в 11-летнем
в 11-летнем
цикле
[9].
Рис. 6.солнечной
Изменениеактивности
уловов трески
на Севере
Арктики:
а) в эпохицикле.
максимумов солнечной
цикле.
11-летнем цикле [9].
активности в 11-летнем цикле; б) в эпохи минимумов солнечной активности в 11-летнем
цикле.
Рис.5. Уловы трески (К%) в Северной Арктике [21].
Рис.5. Уловы трески (К%) в Северной Арктике [21].
242
Менее продолжительный ритм просле- минимумы дисперсии скорости вращения
живается при анализе поголовья домашних Земли [15]. Результаты анализа внутриоленей на Таймыре в эпохи максимумов вековых изменений уровня Каспийского
солнечной активности, равный 5-ти годам моря показаны на рис. 12, из которого сле(рис. 11): с минимумами в –1-й год до макси- дует, что по уровням моря отчётливо промума и в +3-й год после его прохождения. слеживается прямая связь уровней моря
Рис.
Уловы
на
вв эпохи
Рис.9.
9.год
Уловытрески
трески
на Севере
Севере Арктики
Арктики
эпохи максимума
максимума
галактических
космически
Максимум поголовья наблюдается через
со скоростью
вращения
Земли, галактических
даже при космически
лучей
лучей (по
(по станции
станции Мурманск).
Мурманск).
после максимума солнечной активности.
исключительно высокой многолетней тенОпределённый интерес представляют денции исходного ряда данных.
реперы с более продолжительными ритмами, к их числу относятся максимумы и
Рис. 10. Изменение поголовья гренландского
Рис.
Рис.10.
10.Изменение
Изменение поголовья
поголовья гренландского
гренландского тюленя
тюленя вв эпохи
эпохи максимума
максимума 11-летнх
11-летнх цикло
цикло
тюленя
вактивности
эпохи максимума
11-летнх
циклов
солнечной
вв интегральном
солнечной активности
интегральном исчислении.
исчислении.
солнечной активности в интегральном
исчислении.
Рис. 7. Уловы пикши на Севере Арктики в эпохи максимумов (ма) и минимумов (ми)
солнечной активности.
Рис. 7. Уловы пикши на Севере Арктики в эпохи
Рис. 7. Уловы пикши
на Севере Арктики
эпохи максимумов
и минимумов (ми)
максимумов
(ма) ивминимумов
(ми) (ма)
солнечной
солнечной активности.
активности.
Рис. 11. Изменение поголовья домашних оленей
Рис.
Рис.11.
11.Изменение
Изменение поголовья
поголовья домашних
домашних оленей
оленей на
на Таймыре
Таймыре вв эпохи
эпохи максимумов
максимумов солнечн
солнечн
на Таймыре
в эпохи
максимумов
солнечной
активности
вв 11-летнем
цикле
активности
11-летнем
цикле [2].
[2].
Рис. 8. Изменение
трески
на вСевере
Арк- Юпитера в
Рис. 8. Изменение
уловов трескиуловов
на Севере
Арктики
эпохи афелия
тики
в эпохи
Юпитера
в отклонениях
отклонениях
отафелия
многолетней
нормы (%).
Диапазон 36,2%.
активности в 11-летнем цикле [2].
М
1,1
от многолетней нормы (%). Диапазон 36,2%.
Рис. 8. Изменение уловов трески на Севере Арктики в эпохи афелия Юпитера в
отклонениях от многолетней нормы (%). Диапазон 36,2%.
1
МА
1
0,9
0,8
0,7
МИ
Terra Humana
0,6
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
Рис
12. Каспийского
Изменение
уровня
моря
Рис 12. Изменение
уровня
моря
в эпохиКаспийского
максимальных (ма)
и минимальных (ми)
Рис.
9.
Уловы
трески
на
Севере
Арктики
в
эпохи
в
эпохи
максимальных
(ма)
и
минимальных
дисперсий
приливных
колебаний
скорости
вращения
Земли
]11].
Рис. 9. Уловы трески на Севере Арктики в эпохи максимума галактических космических
максимума
галактических
космических лучей
(ми) дисперсий приливных колебаний скорости
лучей
(по станции Мурманск).
(по станции Мурманск).
вращения Земли ]11].
В итоге анализа временных рядов температуры воздуха, уловов рыбы, добычи тюленей,
поголовья оленей, уровня моря относительно дат реперов солнечной активности,
галактических космических лучей, экстремумов дисперсии скорости вращения Земли и
афелия Юпитера есть основание утверждать, что на одни и те же аномалии в Космосе разные
объекты реагируют по-своему. Общим для всех является их обязательная реакция, хотя она
прослеживается в виде ритмов разной продолжительности и амплитуд колебаний. Принимая
во внимание устойчивость повторяемости космических реперов, появляется возможность их
использования в качестве прогностических признаков для определения направленных
колебаний с большой заблаговременностью.
Выполненный анализ реакции элементов атмосферы, гидросферы и биосферы на
воздействие аномалий космического происхождения показал, что все элементы откликаются
на них. Каждый из элементов по-разному откликается на внешние воздействия по амплитуде
Рис. 10. Изменение поголовья гренландского тюленя в эпохи максимума
11-летнх циклов ритмов, что и создаёт полиритмическую структуру изменения
и продолжительности
солнечной активности в интегральном исчислении.
природных процессов на Земле.
Автор отдаёт себе отчёт в том, что каждому из названных в статье элементов может быть
посвящена отдельная работа с попыткой обоснования причинной обусловленности их
В итоге анализа временных рядов температуры воздуха, уловов рыбы, добычи
тюленей, поголовья оленей, уровня моря
относительно дат реперов солнечной активности, галактических космических
лучей, экстремумов дисперсии скорости
вращения Земли и афелия Юпитера есть
основание утверждать, что на одни и те же
аномалии в Космосе разные объекты реагируют по-своему.
Общим для всех является их обязательная реакция, хотя она прослеживается в виде ритмов разной продолжительности и амплитуд колебаний. Принимая
во внимание устойчивость повторяемости
космических реперов, появляется возможность их использования в качестве прогностических признаков для определения
направленных колебаний с большой заблаговременностью.
Выполненный анализ реакции элемен- 243
тов атмосферы, гидросферы и биосферы на
воздействие аномалий космического происхождения показал, что все элементы откликаются на них. Каждый из элементов
по-разному откликается на внешние воздействия по амплитуде и продолжительности ритмов, что и создаёт полиритмическую структуру изменения природных
процессов на Земле.
Автор отдаёт себе отчёт в том, что каждому из названных в статье элементов может быть посвящена отдельная работа с
попыткой обоснования причинной обусловленности их внутривековой и многовековой изменчивости. На пути к решению
очередных задач, на наш взгляд, космические реперы могут быть одним из предикторов для долгосрочного прогноза анализируемых элементов природной среды.
[1] Голованов Л.В. Созвучье полное в природе. – М.: Мысль, 1977. – 175 с.
[2] Колпащиков Л.А., Михайлов В.В. Мухачёв А.Д, Экосистема: Северные олени – пастбища – человек.
– СПб: Изд. Политехн. ун-та, 2011. – 336 с.
[3] Ладожское озеро. Мониторинг, исследование современного состояния и проблемы управления Ладожсим озером и другими большими озёрами / Под ред. Н.Н. Филатова. – Петрозаводск: Кар.НЦ
РАН, 2000. – 490 с.
[4] Леонов Е.А. Космос и сверхдолгосрочный гидрологический прогноз. – СПб.: АЛЕТЕЙЯ. Наука.
2010. – 352 с.
[5] Ловелиус Н.В. Изменение прироста деревьев. Дендроиндикация природных процессов и антропогенных воздействий. – Л.: Наука, 1979. – 232 с.
[6] Ловелиус Н.В. Природные условия в годы аномальных изменений рыбных ресурсов Ладожского
озера // Геоэкологические проблемы Ладожского озера. Сб. научных трудов. – СПб.: Прикладная
экология, 2010. – С. 127–139.
[7] Ловелиус Н.В. Уровни Ладожского озера, сток Невы и космические факторы среды // Геоэкологические проблемы Ладожского озера. Сб. научных трудов. – СПб: Прикладная экология, 2010. – С.
140–150.
[8] Ловелиус Н.В., Ретеюм А.Ю. Влияние планет на земные объекты: пример озера Виктории// Общество. Среда. Развитие. – 2010, № 1. – С. 198–203.
[9] Ловелиус Н.В., Соболев А.Н., Феклистов П.А. Черты единства в изменении прироста сосны и ели на
Соловецком архипелаге // Общество. Среда. Развитие. – 2012, № 4. – С. 262–267.
[10] Максимов Е.В. Проблемы оледенения Земли и ритмы в природе. – Л.: Наука, 1972.
[11] Максимов Е.В. Ритмы на Земле и в Космосе. – Тюмень: Мандр и К. – 309 с.
[12] Охрана и рациональное использование водных ресурсов Ладожского озера и других больших озёр.
Труды IV Международного симпозиума по Ладожскому озеру. Великий Новгород, 2–6 сентября
2002 г. / Под ред. В.А. Румянцева. – СПб.: АССПИН, 2003. – 512 с.
[13] Панин Г.Н., Мамедов Р.М., Митрофанов И.В. Современное состояние Каспийского моря. – М.: Наука. 2005. – 356 с.
[14] Панин Г.Н., Мамедов Р.М., Митрофанов И.В. Современное состояние Каспийского моря. – М.: Наука. 2005. – 356 с.
[15] Сидоренков Н.С. Лунно-солнечные приливы и атмосферные процессы // Природа. – 2008, № 2. – С.
23–31.
[16] Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. – М.: Мысль, 1973. – 250 с.
[17] Чижевский А.Л. Космический пульс жизни. Земля в объятьях Солнца. Гелиотераксия. – М.: Мысль.
1995. – 768 с.
[18] Шнитников А.В. Внутривековая изменчивость общей увлажнённости (очерки). – Л.: Наука. 1969.
– 246 с.
[19] Шнитников А.В., Ловелиус Н.В.,. Седова Л.И Дендроиндикация внутривековой изменчивости общей увлажнённости // Озёра Срединного региона. – Л.: Наука. 1976. – С. 181–196.
[20] Dilysolarindeces. - Интернет ремурс. Режим доступа: ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/STP/SOLAR_DATA/SUNSPOT_NUMBERS
[21] ICES Advice 2006, book 3. Data provided by Working Group members.
[22] UK Solar System Data Center. – Интернет ресурс. Режим доступа: http//www.ukssdc.ac.uk/wdcl/wdc_
menu.html
Cреда обитания
Список литературы: