Геофизические процессы и биосфера: статья

РОЛЬ РАДИАЦИОННОГО ФАКТОРА В ГЛОБАЛЬНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ СОБЫТИЯХ ПОЗДНЕГО ГОЛОЦЕНА
В.М. ФЕДОРОВ1
Д.М. ФРОЛОВ1
Э.В.М.Н. ВЕЛАСКО2
В.В. СУН3,4
Р.Г. СИОНКО5
1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
2 Институт геофизики, Национальный автономный университет Мексики
3 Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики
4 Институт физики Земли и космических наук
5 Национальный технологический университет
Журнал: Геофизические процессы и биосфера
Том: 20
Номер: 3
Год: 2021
Страницы: 5-19
УДК: 551.551.1+551.581
DOI: 10.21455/GPB2021.3-1
Информация об авторах
Аннотация
Библиографический список
Ключевые слова: инсоляция, характеристики инсоляции, теплообмен, солнечная активность, поздний голоцен, малый ледниковый период, средневековый климатический оптимум
Аннотация: На основе выполненных с учетом изменения активности Солнца расчетов инсоляции и инсоляционных характеристик определены обстоятельства глобальных климатических событий в Северном полушарии в позднем голоцене. Основные причины малого ледникового периода - продолжительный и глубокий минимум летней инсоляции и инсоляционной сезонности. Значения минимумов фиксируются в диапазоне приблизительно 1400-1750 гг. Глубина минимумов в Северном полушарии за последние 5000 лет с учетом изменения активности Солнца составляет около 8 Вт/м
Список литературы: Борисенков Е.П., Пасецкий В.М. Тысячелетняя летопись необычайных явлений природы. М.: Мысль, 1988. 524 с.

Изменение климата / Ред. Дж. Гриббин. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 360 с.

Миланкович М. Математическая климатология и астрономическая теория колебаний климата. М.; Л.: ГОНТИ, 1939. 208 с.

Монин А.С., Шишков Ю.А. Климат как проблема физики // Успехи физ. наук. 2000. Т. 170, № 4. С. 419-445.

Сидоренков Н.С. Атмосферные процессы и вращение Земли. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. 200 с.

Сун В., Яскелл С. Минимум Маундера и переменные солнечно-земные связи. М.; Ижевск: Ин-т комп. исслед., 2008. 336 с.

Федоров В.М. Межгодовые вариации продолжительности тропического года // Докл. РАН. 2013. Т. 451, № 1. С. 95-97. https://doi.org/10.7868/S086956521319016X

Федоров В.М. Проблема меридионального переноса тепла в астрономической теории климата // Геофизические процессы и биосфера. 2019а. Т. 18, № 3. С. 117-128. https://doi.org/10.21455/GPB2019.3-8

Федоров В.М. Анализ составляющих различной физической природы в межгодовой изменчивости полного потока солнечного излучения // Астрон. вестн. 2019б. Т. 53, № 5. С. 394-400. https://doi.org/10.1134/S0320930X19040029

Федоров В.М., Фролов Д.М. Пространственная и временная изменчивость приходящей на верхнюю границу атмосферы солнечной радиации // Косм. исслед. 2019. Т. 57, № 3. С. 177-184. https://doi.org/10.1134/S0010952519030043

Федоров В.М., Костин А.А., Фролов Д.М. Влияние формы Земли на характеристики ее облучения // Геофизические процессы и биосфера. 2020. Т. 19, № 3. С. 119-130. https://doi.org/10.21455/GPB2020.3-7

Шараф Ш.Г., Будникова Н.А. Колебания солнечного облучения Земли, вызванные вековыми изменениями элементов земной орбиты // Докл. АН СССР. 1968. Т. 182, № 2. С. 291-293.

Berger A. Long-term variations of daily insolation and quaternary climatic changes // J. Atmosph. Sci. 1978. V. 35 (12). P. 2362-2367.

Bertrand C., Loutre M.F., Berger A. High frequency variations of the Earth’s orbital parameters and climate change // Geophys. Res. Let. 2002. V. 29, N 18. P. 40-1-40-3. https://doi.org/10.1029/2002GL015622

Borisenkov Ye.Р., Tsvetkov A.V., Agaponov S.V. On some characteristics of insolation changes in the past and the future // Climatic Change. 1983. N 5. P. 237-244.

Brouwer D., Van Woerkom A.J.J. The secular variation of the orbital elements of the principal planets // Astron. Papers. 1950. V. 13. P. 81-107.

Büntgen U., Hellmann L. The Little Ice Age in scientific perspective: Cold spells and caveats // J. Interdisciplinary History. 2014. V. 44, is. 3. P. 353-368. https://doi.org/10.1162/JINH_a_00575

Cionco R.G., Soon W.W.-H. Short-term orbital forcing: A quasi-review and a reappraisal of realistic boundary conditions for climate modeling // Earth-Sci. Rev. 2017. V. 166. P. 206-222.

Cionco R.G., Valentini J.E., Quaranta N.E., Soon W.W.-H. Lunar fingerprints in the modulated incoming solar radiation: In situ insolation and latitudinal insolation gradients as two important interpretative metrics for paleoclimatic data records and theoretical climate modeling // New Astron. 2018. V. 58. P. 96-106.

Cionco R.G., Soon W.W.-H., Quaranta N.E. On the calculation of latitudinal insolation gradients throughout the Holocene // Adv. in Space Res. 2020. V. 66. P. 720-742. https://doi.org/10.1016/j.asr.2020.04.030

Degroot D. The frigid golden age: Climate change, the Little Ice Age, and the Dutch Republic. N.Y.: Camb. Univ. Press, 2018. P. 1560-1720.

Davis B.A.S., Brewer S. Orbital forcing and role of the latitudinal insolation/temperature gradient // Clim. Dyn. 2009. V. 32. P. 143-165.

Fedorov V.M., Kostin A.A. The calculation of the Earth’s insolation for the period 3000 BC-AD 2999 processes in GeoMedia // Springer Geology. 2020. V. 1. P. 181-192. https://doi.org/10.1007/978-3-030-38177-6_20

Grove J.M. The Little Ice Age. London; N.Y.: Methuen, 1988. 498 p.

Hodell D.A., Brenner M., Curtis J.H., Medina-González R., Ildefonso-Chan Can E., Albornaz-Pat A., Guilderson T.P. Climate change on the Yucatan Peninsula during the Little Ice Age // Quater. Res. 2005. V. 63 (2). P. 109-121.

Kopp G., Lean J. A new lower value of total solar Irradiance: Evidence and climate significance // Geophys. Res. Let. 2011. V. 37. L01706. https://doi.org/10.1029/2010GL045777

Ladurie E.R. Times of feast, times of famine: A history of climate since the year 1000 / Trans. from the French by Barbara Bray. Garden City; N.Y.: Doubleday, 1971. 426 p.

Lamb H.H. The early medieval warm epoch and its sequel // Palaeogeogr. Palaeoclim. Palaeoecol. 1965. V. 1. P. 13-37.

Lamb H.H. The cold Little Ice Age climate of about 1550 to 1800. Climate: Present, past and future. London: Methuen, 1972. 107 p.

Laskar J., Joutel F., Boudin F. Orbital, precessional and insolation quantities for the Earth from -20 Myr to +10 Myr // Astron. and Astrophys. 1993. V. 287. P. 522-533.

Lean J. Evolution of the Sun’s spectral irradiance since the Maunder minimum // Geophys. Res. Let. 2000. V. 27, N 16. P. 2425-2428.

Lean J., Beer J., Bradley R. Reconstruction of solar irradiance since 1610: Implications for climate change // Geophys. Res. Let. 1995. V. 22. P. 3195-3198.

Lean J., Rottman G., Harder J., Kopp G. Source contributions to new understanding of global change and solar variability // Solar Physics. 2005. V. 230. P. 27-53.

Liu Z., Zhu J., Rosenthal Y., Zhang X., Otto-Bliesner B.L., Timmermann A., Smith R.S., Lohmann G., Zheng W., Timm O.E. The Holocene temperature conundrum // Proc. of the Nat. Acad. of Sci. 2014. V. 111. E3501-E3505.

Loutre M.F., Berger A., Bretagnon E., Blanc P.-L. Astronomical frequencies for climate research at the decadal to century time scale // Climate Dynamics. 1992. V. 7. P. 181-194.

Mann M. Little Ice Age // Encyclopedia of global environmental change. V. 1. The Earth system: Physical and chemical dimensions of global environmental change / Eds M.C. MacCracken, J.S. Perry. N.Y.: John Wiley & Sons, 2003. P. 504-509.

Matthews J.A., Briffa K.R. The Little Ice Age: Re-evaluation of an evolving concept // Geografiska Annaler. Ser. A. Physical Geography. 2005. V. 87. P. 17-36. https://doi.org/10.1111/j.0435-3676.2005.00242.x

Miller G.H., Áslaug G., Yafang Z., Darren L.J., Bette O.-B.L., Marika H.M., David B.A., Kurt R.A., Scott L.J., John S.R., Chance A., Helgi B., Thorvaldur T. Abrupt onset of the Little Ice Age triggered by volcanism and sustained by sea-ice/ocean feedbacks // Geophys. Res. Let. 2012. V. 39 (2). https://doi.org/10.1029/2011GL050168

Nesje A., Dahl S.O. The «Little Ice Age» - only temperature? // The Holocene. 2003. V. 13, N 1. P. 139-145.

Ogilvie A.E.J., Jónsson T. Little Ice Age. Research: A perspective from Iceland // Climatic Change. 2001. V. 48. P. 9-52. https://doi.org/10.1023/A:1005625729889.7

Oliva M., Ruiz-Fernandez J., Barriendos M., Benito G., Guadrat J.M., Dominguez-Castro F., Garcia-Ruiz J.M., Giralt S., Gomez-Ortiz A., Hernandez A., Lopez-Costas O., Lopez-Moreno J.I., Lopez-Saez J.A., Martinez-Cortizas A., Moreno F., Prohom M., Saz M.A., Serrano E., Tejedor E., Trigo R., Valero-Garces B., Vicente-Serrano S.M. The Little Ice Age in Iberian mountains // Earth-Sci. Rev. 2017. V. 177. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2017.11.010

Owens M.J., Lockwood M., Hawkins E., Usoskin I., Jones G.S., Barnard L., Schurer A., Fasullo J. The Maunder minimum and the Little Ice Age: An update from recent reconstructions and climate simulations // J. Space Weather and Space Climate. 2017. V. 7. A3.

Soon W., Legates D.R. Solar Irradiance modulation of Equator-to-Pole (Arctic) temperature gradients: Empirical evidence for climate variation on multi-decadal timescales // J. Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2013. V. 93. P. 45-56.

Soon W., Velasco Herrera V.M., Selvaraj K., Traversi R., Usoskin I., Chen C.-T.A., Jiann-Yuh Lou J-Y., Kao S-J., Carter R.M., Pipin V., Severi M., Becagli D. A review of Holocene solar-linked climatic variation on centennial to millennial timescales: Physical processes, interpretative frameworks and a new multiple cross-wavelet transform algorithm // Earth-Sci. Rev. 2014. V. 134. P. 1-15. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2014.03.003

Steinhilber F., Beer J., Fröhlich C. Total solar irradiance during the Holocene // J. Geophys. Res. 2009. V. 36. L19704. https://doi.org/10.1029/2009GL040142

Steinhilber F., Abreu J.A., Beer J., Brunner I., Christl M., Fischer H., Heikkilä U., Kubik P.W., Mann M., McCracken K.G., Miller H., Miyahara H., Oerter H., Wilhelms F. 9,400 years of cosmic radiation and solar activity from ice cores and tree rings // PNAS. 2012. V. 109 (16). P. 5967-5971. https://doi.org/10.1073/pnas.1118965109

Usoskin I.G., Alanko-Huotari K., Kovaltsov G.A., Mursula K. Heliospheric modulation of cosmic rays: Monthly reconstruction for 1951-2004 // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. A12108. https://doi.org/10.1029/2005JA011250

Usoskin I.G., Solanki S.K., Kovaltsov G.A. Grand minima of solar activity during the last millennia // Inter. Astron. Union. 2012. https://doi.org/10.1017/S174392131200511X

Velasco Herrera V., Mendoza B., Velasco Herrera G. Reconstruction and prediction of the total solar irradiance: From the Medieval warm period to the 21st century // New Astron. 2015. V. 34. P. 221-233.

Vernekar A. Long-period global variations of incoming solar radiation. Amer. Meteorol. Soc., 1972. 128 p. (Ser. Meteorol. Monographs. V. 12, N 34).