ГЛОБАЛЬНІ І РЕГІОНАЛЬНІ КОЛИВАННЯ (ЗМІНИ) КЛІМАТУ ТА МОЖЛИВІ ЕКОЛОГІЧНІ НАСЛІДКИ ВІД НИХ НА ТЕРИТОРІЇ УКРАЇНИ: НАПІВЕМПІРИЧНІ МОДЕЛІ, СЦЕНАРІЇ : ГЛОБАЛЬНЫЕ И РЕГИОНАЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ (ИЗМЕНЕНИЯ) КЛИМАТА И ВОЗМОЖНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ОТ НИХ НА ТЕРРИТОРИИ УКРАИНЫ: полуэмпирические модели, СЦЕНАРИИ

Краткое описание

ІНСТИТУТ ГЕОФІЗИКИ ІМЕНІ С.І. СУББОТІНА
На правах рукопису
Бойченко Світлана Григорівна
УДК 551.461.24

ГЛОБАЛЬНІ І РЕГІОНАЛЬНІ КОЛИВАННЯ (ЗМІНИ) КЛІМАТУ
ТА МОЖЛИВІ ЕКОЛОГІЧНІ НАСЛІДКИ ВІД НИХ НА ТЕРИТОРІЇ УКРАЇНИ: НАПІВЕМПІРИЧНІ МОДЕЛІ, СЦЕНАРІЇ
11.00.09 метеорологія, кліматологія, агрометеорологія

Дисертація
на здобуття наукового ступеня
доктора географічних наук

Науковий консультант:
Волощук Володимир Михайлович
доктор фізико-математичних наук, професор

Київ 2005

ЗМІСТ

Загальний вступ

6

РОЗДІЛ 1.

РЕАКЦІЯ КЛІМАТИЧНИХ УМОВ ЗЕМЛІ НА «ОРБІТАЛЬНИЙ СИГНАЛ»

Вступ

19

1.1. Коливання ексцентриситету земної орбіти і зміни температурного режиму Землі за останні 420 тис. років

28

1.2. Прогноз великомасштабного похолодання клімату Землі протягом декількох наступних десятків тисяч років

30

1.3 Вплив орієнтації вісі власного обертання Землі відносно екліптики на кліматичні умови на нашій планеті

32

Висновки до розділу

40

РОЗДІЛ 2.

НАПІВЕМПІРИЧНІ МОДЕЛІ СУЧАСНОЇ ТРАНСФОРМАЦІЇ ЗОНАЛЬНОЇ СТРУКТУРИ КЛІМАТИЧНИХ ПОЛІВ (ТЕМПЕРАТУРИ ПРИЗЕМНОГО ПОВІТРЯ ТА СУМИ АТМОСФЕРНИХ ОПАДІВ)

Вступ

42

2.1. Особливості змін (коливань) глобального температурного режиму приземного повітря в 20-ому ст.

42

2.1.1. Широтний розподіл зональної температури приземного повітря в сучасну епоху

47

2.1.2. Напівемпірична модель широтного розподілу глобального потепління

54

2.1.3. Сучасна динаміка глобального приземного температурного режиму

59

2.2. Характерні закономірності глобального розподілу атмосферних опадів

72

2.2.1. Оцінка ролі термічного фактору в процесах формування кліматичного поля опадів

72

2.2.2. Оцінка ролі загальної циркуляції атмосфери при формуванні зональної структури кліматичного поля опадів

76

2.2.3. Напівемпірична модель широтного розподілу зонального кліматичного поля річної суми атмосферних опадів в Північній півкулі

78

Висновки до розділу

81

РОЗДІЛ 3.

ПАРАМЕТРИЗАЦІЯ ДЕМПФІРУЮЧОГО ВПЛИВУ СВІТОВОГО ОКЕАНУ НА СУЧАСНИЙ ГЛОБАЛЬНИЙ КЛІМАТИЧНИЙ РЕЖИМ

Вступ

83

3.1. Динаміка рівня Океану в останні 420 тис. років

85

3.2. Оцінка сучасних глобальних водних ресурсів Землі

88

3.3. Демпфіруюча роль Світового океану в процесах формування коливань приземної температури повітря

93

3.4. Напівемпірична модель широтного розподілу амплітуди сезонного коливання сучасної зональної температури приземного повітря

104

Висновки до розділу

114

РОЗДІЛ 4.

ХАРАКТЕРНІ ОСОБЛИВОСТІ АНТРОПОГЕННОГО ПІДСИЛЕННЯ ГЛОБАЛЬНОГО АТМОСФЕРНОГО ПАРНИКОВОГО ЕФЕКТУ

Вступ

117

4.1. Фізична природа атмосферного парникового ефекту

119

4.2. Особливості вікової динаміки вмісту вуглекислого газу в атмосфері

125

4.2.1. Сучасний круговорот вуглекислого газу в земній кліматичній системі

125

4.2.2. Динаміка вмісту вуглекислого газу в атмосфері в минулому

128

4.2.3. Сучасна динаміка вмісту вуглекислого газу в атмосфері

136

4.3. Особливості вікової динамки відносного вмісту метану в атмосфері

139

4.3.1. Основні джерела та стоки атмосферного метану

140

4.3.2. Сучасний сезонно-широтний розподіл відносного вмісту метану в тропосфері

143

4.3.3. Напівемпірична модель сучасного вертикального профілю відносного вмісту метану в середній атмосфері

145

4.3.4. Динаміка відносного вмісту метану в атмосфері в минулому

146

4.3.5. Сучасна динаміка відносного вмісту метану в атмосфері

147

4.4. Особливості вікової динаміки відносного вмісту закису азоту в земній атмосфері

149

4.4.1. Основні джерела та стоки атмосферного закису азоту

150

4.4.2. Про геофізичну роль закису азоту

153

4.4.3. Широтний розподіл закису азоту в нижній тропосфері

155

4.4.4. Вертикальний профіль відносного вмісту закису азоту в атмосфері

156

4.4.5. Динаміка відносного вмісту закису азоту в атмосфері в минулому

157

4.4.6. Сучасна динаміка відносного вмісту N2O в атмосфері

159

4.5. Сценарії реакції глобальних кліматичних умов на антропогенне підсилення атмосферного парникового ефекту

160

4.5.1. Емпіричні сценарії динаміки вмісту основних парникових газів в атмосфері в 21-ому ст.

162

4.5.2. Сценарії динаміки глобальної приземної температури повітря

167

Висновки до розділу

170

РОЗДІЛ 5.

ХАРАКТЕРНІ ОСОБЛИВОСТІ ЕФЕКТУ ЕКСИТАЦІЇ КАТАСТРОФІЧНИХ КЛІМАТО-ЕКОЛОГІЧНИХ ЯВИЩ НА ТЕРИТОРІЇ УКРАЇНИ ПРИ ЗМІНАХ ГЛОБАЛЬНОГО КЛІМАТУ

Вступ

172

5.1. Особливості коливань приземного термічного режиму Північної півкулі в останньому тисячолітті

175

5.2. Рейтинг клімато-екологічних катастрофічних явищ в останньому тисячолітті на території різних фізико-географічних регіонів Європи

186

5.3. Індекс кліматичної аномальності

193

5.4. Сценарії динаміки повторюваності кліматичних катастрофічних явищ в Європі на основі індексу кліматичної аномальності

202

Висновки до розділу

210

РОЗДІЛ 6.

НАПІВЕМПІРИЧНІ МОДЕЛІ ТА СЦЕНАРІЇ ТРАНСФОРМАЦІЇ КЛІМАТИЧНИХ УМОВ УКРАЇНИ ПІД ВПЛИВОМ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛІННЯ

Вступ

213

6.1. Використана методика визначення залежності метеоелементу від географічних координат, сезону та висоти місцевості над рівнем моря на території України

216

6.2. Напівемпіричні моделі трансформації кліматичних полів приземної температури повітря та атмосферних опадів на території України під впливом глобального потепління

222

6.4. Сценарії трансформації кліматичних умов України під впливом подальшого глобального потепління

237

Висновки до розділу

241

РОЗДІЛ 7.

ОСНОВНІ ЕКОЛОГІЧНІ НАСЛІДКИ НА ТЕРИТОРІЇ УКРАЇНИ ВІД ПОДАЛЬШОГО ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛІННЯ

Вступ

244

7.1. Сценарії трансформації природних зон на території України при глобальних змінах клімату

245

7.1.1. Модельні напівемпіричні оцінки реакції природних фізико-географічних зон на коливання клімату.

248

7.1.2. Співставлення просторових характеристик природних фізико-географічних зон сучасної епохи з розміщенням природних зон розглянутих теплих епох минулого.

249

7.1.3. Аналіз основних підходів до визначення індексу сухості.

251

7.1.4. Аналітичні сценарії можливої трансформації природних зон України.

255

7.2. Гіпотеза про катастрофічні екологічні наслідки від можливого зсуву північної периферії поясу субтропічних антициклонів на південні регіони України при подальшому глобальному потеплінні.

257

7.3. Сучасна динаміка рівнів Чорного та Азовського морів

263

7.4. Особливості сучасної просторово-часової трансформації озонового екрану

268

7.4.1. Геофізична роль атмосферного озону.

268

7.4.2. Особливості вертикального і сезонно-широтного розподілу загального вмісту озону в Північній півкулі

277

7.4.3. Закономірності вікового ходу загального вмісту озону над територією України

280

7.5. Глобальна демографічна проблема і Україна

283

Висновки до розділу

293

Загальні висновки

295

Перелік використаної літератури

300

Загальний Вступ
Актуальність теми. Надійно встановлене стрімке глобальне потепління клімату, яке розпочалося в другій половині 19-ого ст. і ще з більшою інтенсивністю продовжувалося протягом 20-ого ст. та в перших роках 21-ого ст., спричинене, як вважають, не тільки, а, можливо, і не стільки природними факторами, наприклад довгоперіодним підвищенням активності Сонця, яке дійсно в останні 100-150 років спостерігалося, але і антропогенним підсиленням глобального атмосферного парникового ефекту Франкліна-Тіндала, причому є всі підстави вважати, що саме антропогенний фактор (інтенсивні антропогенні викиди в атмосферу парникових газів) відіграє в сучасну епоху домінуючу роль у процесах формування змін глобального клімату та регіональних особливостей його динаміки. Сучасне глобальне потепління може потенційно призвести до різких крупномасштабних змін у геофізичних, геохімічних і біологічних системах нашої планети і істотним чином вплинути на екологічні та соціально-економічні умови життєдіяльності людства. Але несприятливі екологічні наслідки від змін клімату володіють все-таки певним часом релаксації (в крайньому разі, від декількох десятків до декількох сотень років), а тому вони протягом певного початкового проміжку часу можуть бути мало помітними. Таким чином можна очікувати, що негативний екологічний результат сучасного глобального потепління проявлятиметься уповільнено, причому все більш виразно лише з часом, приймаючи лише через певний проміжок часу різко виражений катастрофічний характер. Серед геоекологічних процесів, спровокованих глобальним потеплінням, найбільш несприятливими вважаємо наступні: потужна трансгресія Світового океану на прибережні низовинні ландшафти через підвищення його рівня і рівнів гідродинамічно зв’язаних з ним морів в результаті теплового розширення верхнього шару його вод і деградацію полярних льодових покривів; незворотне опустелювання південних і південно-східних регіонів України в результаті повільного зміщення північної периферії поясу субтропічних антициклонів на ці регіони України; географічне зміщення та просторова трансформація природних зон дислокації рослинного світу; підвищення повторюваності та загостреності клімато-екологічних подій в деяких фізико-географічних регіонах планети тощо.
На сучасному етапі досліджень по кліматичній проблемі найскладнішими і найбільш актуальними задачами є наступні: 1) регіоналізація клімату для окремих фізико-географічних регіонів планети; 2) дослідження ролі можливих фізичних механізмів, які відповідальні за формування особливостей сучасного клімату і клімату в минулому, та математична параметризація основних фізичних закономірностей, які проявились у динаміці глобального та регіональних кліматичних режимів; 3) розробка науково обґрунтованих принципів побудови сценаріїв можливих глобальних та регіональних змін клімату в найближчому майбутньому.
Вирішити ці три задачі сучасної кліматології можна тільки при спільних, скоординованих зусиллях учених різних наукових спеціальностей, направлених на детальне вивчення всіх ланок земної кліматичної системи (атмосфера-океан-кріосфера-біосфера-літосфера) та фізичних і фізико-хімічних механізмів, які відповідальні за формування різномасштабних коливань глобального та регіонального клімату.
Саме вирішенню зазначених вище задач сучасної кліматології присвячено ряд міжнародних програм CLIVAR, TOGA, WOCE тощо. Однією з найважливіших міжнародних дій з проблеми захисту земної кліматичної системи від негативних наслідків глобального потепління, викликаного антропогенними чинниками, є розробка та прийняття Рамкової Конвенції зі змін клімату (Ріо-де-Жанейро, 1992 р.), Кіотського протоколу (Кіото, 1996 р.) та інших міжнародних угод, які ратифіковані Україною. Зауважимо, що задачі по підвищенню інтенсивності і ефективності наукових досліджень з питань глобальних і регіональних змін клімату та з питань оцінки регіональних екологічних і соціально-економічних наслідків від цих змін поставлені і в низці багатьох інших екологічних міжнародних угод (Порядок денний на 21-е ст. Програма дій ООН, Конвенція ООН по боротьбі з опустелюванням, Конвенція про біологічне різноманіття тощо), в рамках яких проводяться широкі дослідження з міжнародних та національних програмам і проектів. Міжурядовою групою експертів зі змін клімату (МГЕЗК), яка створена в 1988 р. ВМО та ЮНЕП для реалізації Програми ООН по навколишньому середовищу, були представлені три оціночні Доповіді щодо змін клімату (1990, 1995, 2001 рр.), підготовлені, головним чином, на основі узагальнених оцінок результатів досліджень міжнародних та національних груп учених, представлених IPCC.
Очевидно, що стратегію соціально-економічного розвитку України необхідно розробляти з урахуванням екологічних та соціально-економічних наслідків від можливих змін клімату, в т. ч. на основі отриманих оцінок можливої вразливості сільського господарства, паливо-енергетичної галузі, гідроресурсів та інших екологічних та соціально-економічних умов країни до змін регіонального клімату. Особливе занепокоєння викликає підвищення повторюваності катастрофічних природних явищ на території України (посухи, повені, буревії тощо) та можливе катастрофічне виснаження ресурсів прісної води в умовах опустелювання південних і південно-східних регіонів України, очікуваного від зміщення північної периферії поясу субтропічних антициклонів.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Наукові результати, наведені в дисертації, отримані при проведенні досліджень за наступними темами: «Оцінка екологічних наслідків на території України від глобального потепління клімату, спричиненого антропогенним забрудненням атмосфери оптично активними газо-аерозольними домішками” (План НДР НДЧ Київського національного університету імені Тараса Шевченка, 2001-2003 рр.), виконавець; «Розробка напівемпіричних статистичних моделей можливої трансформації кліматичного поля атмосферних опадів на території України в першій половині 21 століття» (Київський національний університет імені Тараса Шевченка, розділ НДР Кліматичної програми України, 1999-2001 рр.), виконавець.
Мета і задачі дослідження. Метою проведеної роботи є дослідження основних закономірностей трансформації в 20-21 ст. регіонального кліматичного режиму України під впливом глобального потепління та оцінка можливих негативних регіональних екологічних наслідків. Для досягнення цієї мети в проведеному дослідженні поставлені і вирішені наступні наукові задачі:

дослідити можливі фізичні механізми різномасштабних коливань клімату планети та оцінити їх вплив на клімат, в тому числі на регіональний кліматичний режим України;

вияснити і науково обґрунтувати, яких несприятливих екологічних наслідків для України можна очікувати при подальшому глобальному потеплінні, та провести оцінку їх характерних особливостей;

розробити наукові принципи побудови напівемпіричних моделей і сценаріїв можливих змін кліматичних умов України та пов’язаних з ними екологічних наслідків при подальшому глобальному потеплінні (в тому числі, теорію подібності розглянутих процесів, конструкції критеріїв подібності та критеріальних співвідношень, емпіричні та напівемпіричні моделі, емпіричні оцінки комплексних параметрів тощо);

провести аналіз вікового ходу параметрів основних глобальних кліматоформуючих факторів, розробити необхідні параметризації їх можливого впливу на основні характеристики глобального клімату Землі і уточнити опубліковані сценарії змін глобального клімату в 21-ому ст.;

побудувати і обґрунтувати напівемпіричні моделі і сценарії трансформації кліматичних умов України протягом 21-ого ст. та пов’язаних з нею можливих негативних екологічних наслідків в Україні;

сконструювати і обґрунтувати напівемпіричні моделі і сценарії можливої інтенсифікації катастрофічних клімато-екологічних процесів на території України, пов’язаних з подальшим глобальним потеплінням.

Об’єкт дослідження основні ланки земної кліматичної системи (атмосфера-океан-кріосфера-біосфера-літосфера), взаємодія яких визначає природні різномасштабні і різноперіодні коливання та антропогенні зміни клімату Землі, а також характер процесів, які відповідальні за формування та загостреність несприятливих екологічних наслідків, в тому числі за динаміку повторюваності клімато-екологічних катастрофічних подій.
Предмет дослідження глобальний і регіональний статистичний режим земної кліматичної системи та фізичні механізми, які формують різномасштабні і різноперіодні коливання або зміни його параметрів.
Методи дослідження:

статистичний аналіз емпіричних часових рядів аномалій різних характеристик земної кліматичної системи, отриманих або в результаті відповідної обробки даних спостережень, або шляхом різного типу опосередкованого оцінювання;

фізичний аналіз досліджуваних кліматичних та клімато-екологічних процесів у відповідності з відомими принципами фізичної теорії подібності з метою визначення основних комплексних критеріїв їх подібності;

побудова на основі встановлених принципів фізичної теорії подібності розглянутих процесів відповідних критеріальних співвідношень між параметрами, які характеризують стан та динаміку досліджуваних характеристик земної кліматичної системи;

розробка напівемпіричних та емпіричних моделей розглянутих процесів шляхом статистичної оцінки емпіричних значень констант для встановлених критеріальних співвідношень між фізичними параметрами досліджуваних кліматичних процесів;

обґрунтування відповідних фізичних припущень щодо подальшої динаміки земної кліма

Список литературы

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ
1. Виявлені і обґрунтовані наступні, раніше невідомі, фізичні ефекти у процесах трансформації глобального і регіонального кліматичного режиму планети:

зміщення вперед фази сезонного ходу двох послідовних хвиль квазіперіодичного коливання глобальної температури приземного повітря у 20-ому ст., а саме: зсув максимуму у віковому ході глобальної температури з листопада-січня (для хвилі 1890-1945 рр.) на лютий-квітень (для аналогічної хвилі 1945-2000 рр.); зсув мінімуму з травня-липня (для хвилі 1890-1945 рр.) на серпень-жовтень (для аналогічної хвилі 1945-2000 рр.);

екситація рейтингу катастрофічних клімато-екологічних подій у різних фізико-географічних регіонах Європи при відхиленнях глобальної приземної температури повітря протягом певного періоду часу 100 років в ту чи іншу сторону від деякого оптимального рівня, інтенсивність якої визначається введеним нами вперше безрозмірним критерієм подібності індексом кліматичної аномальності;

«насичення» ефекту деконтинеталізації клімату України, тобто темпів зниження амплітуди сезонного ходу приземної температури повітря через виснаження природної протяжності полярного льодового покриву Океану у відповідності з розробленою в роботі теорією ефекту демпфірування сезонних коливань приземної температури відкритими акваторіями Світового океану;

«насичення» ефекту інтенсифікації опадоформуючих процесів у південних та південно-східних регіонах України, спричиненої ростом абсолютного вологовмісту атмосфери по закону Клапейрона-Клаузіуса при підвищенні її температури через обґрунтовану нами вперше в цій роботі можливість зміщення північної периферії поясу субтропічних антициклонів на ці регіони України.

існування істотної реакції інтенсивності опадоформуючих процесів над територією України на глобальне потепління тільки в період перехідних часових інтервалів їх сезонного ходу весною та осінню. В роботі доказано, що саме перехідні сезони (весна та осінь) найбільш чутливі з точки зору інтенсивності атмосферних опадів на території України до коливань глобального термічного режиму.

Для вирішення задач регіоналізації стану та динаміки сучасного клімату в роботі розроблені наукові основи фізичної теорії подібності різномасштабних і різноперіодних кліматичних та клімато-екологічних процесів і визначена математична форма відповідних критеріальних співвідношень, в тому числі для:

істотних крупномасштабних похолодань для чотирьох кліматичних циклів останніх 420 тис. років;

широтних розподілів в Північній півкулі зональних середньорічних температур приземного повітря та річних сум опадів і зональної амплітуди річної гармоніки сезонного ходу температури в Північній та Південній півкулях;

процесів екситації катастрофічних клімато-екологічних подій на території України та інших фізико-географічних регіонів Європи при змінах глобального термічного режиму;

реакції кліматичних полів приземної температури та атмосферних опадів в Україні на глобальне потепління.

3. На основі розробленої теорії подібності побудовано і обґрунтовано прогноз великомасштабного похолодання у наступні 15-25 тис. років, як реакції глобального термічного режиму нашої планети на «орбітальний» сигнал зниження «еліптичності» її орбіти. У відповідності з цим прогнозом в сучасну епоху земна кліматична система поступово входить в зону чергового похолодання з мінімумом, глобальна приземна температура в якому буде на 6-8оС нижча від сучасної і який буде досягнутий через 20-25 тис. років. Середній темп похолодання 0,280,07 оС/1000 років. Цей результат підтверджено нами шляхом аналізу вікового ходу глобальної температури нашої планети в останньому тисячолітті, точніше протягом 800-1800рр. На основі опублікованих різними авторами емпіричних оцінок вікового ходу глобальної температури нами надійно встановлено загальне глобальне похолодання в цей період зі статистично значимим коефіцієнтом лінійного тренду -0,3 оС за тисячу років.
4. На основі розробленої теорії подібності шляхом відповідного статистичного аналізу емпіричних рядів побудовані і обґрунтовані напівемпіричні моделі широтного розподілу зональної середньорічної приземної температури та зональних річних сум атмосферних опадів Північної півкулі, а також широтного розподілу амплітуди зональної річної гармоніки сезонного ходу температури приземного повітря в обох півкулях. Встановлено, що ці моделі являються досить жорсткими математичними конструкціями при зміні глобальних умов нагрівання планети їх форма буде практично зберігатись і тільки параметри цих моделей можуть приймати ті чи інші значення в залежності від глобального термічного режиму. На основі розроблених напівемпіричних моделей побудовані рівноважні сценарії широтного розподілу у Північній півкулі зональної приземної температури та інтенсивності атмосферних опадів для різних рівнів минулих або майбутніх глобальних потеплінь чи похолодань (при DТ =±4,5 0С та ±1,5 0С, де DТ відхилення глобальної приземної температури повітря від до індустріального рівня).
5. На основі розробленої теорії подібності за допомогою статистичної обробки емпіричних часових рядів, отриманих шляхом відповідного аналізу історичних (літописних) записів вперше встановлена залежність колективного рейтингу групи катастрофічних кліматичних подій на території України з індексом кліматичної аномальності. За допомогою встановленого критеріального співвідношення побудовані сценарії відповідного підвищення частоти появи катастрофічних клімато-екологічних явищ (посух, повеней тощо) на території України та інших фізико-географічних регіонів Європи в 21-ому ст. при умові, що середня температурна аномалія протягом 21-ого ст. буде приблизно в 2 рази вища від столітньої температурної аномалії у 12-ому ст. (малий середньовіковий кліматичний оптимум). Розроблений сценарій приводить до висновку, що очікувана середня кількість розглянутих катастрофічних клімато-екологічних подій в 21-ому ст. на територіях України, Західної Європи та Руської рівнини буде в 1,5-2,5 рази перевищувати їх зафіксовану кількість у 12-ому ст. в епоху відомого глобального потепління минулого тисячоліття. Сценарні оцінки на основі статистичного розподілу Пуассона, показали, що в 21-ому ст. на території України буде сильніше зростати ймовірність посух, а не повеней (ймовірність появи не менше 5 посух протягом любих 25 років в 21-ому ст. буде складати 85%, а повеней 0,46%, тобто в ~2 рази нижче).
6. Розроблені і обґрунтовані напівемпіричні моделі двох типів сезонно-географічного розподілу наступних основних характеристик кліматичних полів середньомісячної приземної температури повітря та місячних сум атмосферних опадів на основній частині території України: кліматична норма, дисперсія міжрічної мінливості, коефіцієнт лінійного тренду. На основі цих моделей побудовані сценарії трансформації кліматичних полів приземної температури та атмосферних опадів на території України при подальшому потеплінні в 21-ому ст., якщо подальше глобальне потепління не перевищить рівнів, коли уже можна очікувати ефектів «насичення» характерних тенденцій, які проявились в 20-ому ст.
9. Уточнені сценарії:

динаміки вмісту основних парникових газів (вуглекислого газу, метану і закису азоту) у земній атмосфері для 21-ого ст. при умові, що виявлені для 1850-2000 рр. тенденції будуть зберігатись і в майбутньому;

подальшого глобального потепління в 21-ому ст.

Уточнення сценаріїв подальшого глобального потепління проведено на основі:

безпосередньої екстраполяції параметризованих у роботі основних тенденцій у віковому ході глобальної приземної температури повітря протягом 20-ого ст. за схемою: лінійний тренд з коефіцієнтом 0,65 0С/100 років + гармонічна хвиля (апроксимація квазіперіодичного коливання) з амплітудою 0,17 оС, періодом 55 років і останнім максимумом у 2000р. (найбільш сприятливий варіант сценарію);

використання логарифмічного закону залежності рівня глобального приземного термічного режиму від середнього вмісту вуглекислого газу в атмосфері при безпосередній екстраполяції експоненціального закону його росту в останній четверті 20-ого ст. на 21 ст. для двох граничних рівноважних експертних оцінок підвищення глобальної приземної температури при подвоєнні вмісту вуглекислого газу у порівнянні з 2000 р. (1,5 оС оптимальний варіант сценарію та 4,5 оС песимістичний, просто катастрофічний варіант, при реалізації якого початку опустелювання південних регіонів України можна дійсно очікувати через декілька десятків років).

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

Александров Э.Л., Израэль Ю.А., Кароль И.Л., Хриган А.Х. Озоновый щит Земли и его изменения. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. -288 с.

Александров Э.Л., Кароль И.Л., Ракипова Л.Р., Седунов Ю.С. Атмосферный озон и изменения глобального климата. -Л: Гидрометеоиздат,1982. -166 с.

Александров В.В., Киселева С.В., Чернова Н.И. Рост концентрации СО2 в атмосфере всеобщее благо? http://vivovoco.rsl.ru/VV/JORNAL/09_99/CO2.htm.

Антоненко В.С. Агрометеорологический мониторинг посевов сельско-хозяйтвенных культур в Украине с использованием аэрокосмических методов. -К: АртЭк, 2002. -312 с.

Антоненко В.С. Моделирование влияния агрометеорологический условий на рост, развитие и формирование урожая озимой пшеницы // Метеорология, климатология и гидрология. Одесса:ОГМИ, 1999. -Вып.38. -С.145-153.

Антропогенные изменения климата (под ред. М.И. Будыко). -Л.: Гидрометиздат, 1987. -407с.

Атмосфера справочные данные и модели (под ред. Седунова Ю.С. и др.). -Л., Гидрометеоиздат, 1991. -509 с.

Бараш С.И. История неурожаев и погоды в Европе. -Л.: Гидрометеоиздат, 1989. -237с.

Белевцев Р.Я. О термодинамике и кинетике озонового атмосферного слоя // Доповіді НАН України, 2001. -№12. -С.91-96.

Белевцев Р.Я., Бойченко С.Г., Волощук В.М. Особливості сучасної просторово-часової трансформації озонового екрану над територією України // Зб. наук. праць Інституту геохімії навколишнього середовища. -К., 2004. -Вип.9. -С.10-17.

Белевцев Р.Я., Волощук В.М., Бойченко С.Г. Статистична оцінка сучасної просторово-часової трансформації озонового екрану над територією України. Матеріали 5 Міжнародної наукової конференції «Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища. Київ, жовтень, 2004. -К.: ВПЦ «Київський університет». -С.95-97.

Белевцев Р.Я., Бойченко С.Г., Волощук В.М. Колебания приземной температуры Северного полушария в последнем тысячелетии и возможные физические причины их формирования // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності, 2005. -№4. -С. 53-62.

Берг Л.С. Климат и жизнь. -М.: ОГИЗ Географгиз, 1947. -356 с.

Боголепов М.А. О колебаниях климата Европейской России в историческую епоху. -М.: Землеведение, 1908. -107 с.

Боголепов М.А. Материалы к вопросу о колебаниях климата. -М.: Землеведение, 1911. -Кн.2. -103 с.

Боголепов М.А. Колебания климата и история. -М.: Жизнь, 1912. -306 с.

Богуславский С.Г., Кубряков А.И., Иващенко И.К. Изменения уровня Черного моря // Морской гидрофизический ж-л, 1997. -№ 3. -С.47-57.

Бойченко С.Г. Вплив кліматичних коливань температури приземного повітря на повторюваність катастрофічних явищ природи на території України // Наук. праці УкрНДГМІ, 1999. -Вип. 247. -С. 76-90.

Бойченко С.Г. Основні закономірності вікового ходу повторюваності катастрофічних явищ природи на території України (за останнє тисячоліття) // Вісник Київського університету імені Тараса Шевченка, сер. геогр., 2000, -Вип.46. -С. 28-34.

Бойченко С.Г., Волощук В.М., Дорошенко І.А. Глобальне потепління та його наслідки на території України //Український географічний ж-л, 2000.-№3.-С.59-68.

Бойченко С.Г., Волощук В.М., Дорошенко І.А. Закономірності формування мікрокліматичних умов відкритих ландшафтів України // Зб. праць Проблеми ландшафтного різноманіття України”. -Київ, 2000. -С.243-247.

Бойченко С.Г. Динаміка вмісту закису азоту в земній атмосфері // Наук. праці УкрНДГМІ, 2002. -Вип. 250. -C. 124-137.

Бойченко С.Г. О влиянии индекса климатической аномальности на рейтинг интенсивности катастрофических климатоэкологических событий на территории Украины // Матеріали міжнародної конференції Гідрометеорологія і охорона навколишнього середовища-2002”. Одеса, 2003. -Ч.1. -C.49-54. та у Зб. тез конференції «Гідрометеорологія-2002». ОЕУ, Одеса, 2002. -С.68-69.

Бойченко С.Г. Оценка влияния индекса климатической аномальности на рейтинг интенсивности катастрофических климатоэкологических событий на территории Украины // Тезисы докладов на Всемирной конференции по изменению климата, Москва, 2003. -С.524.

Бойченко С.Г. Основні парникові гази атмосфери Землі: вікова динаміка, сценарії для ХХI ст. // Тези доповідей ІІ міжнародної конференції Географічна освіта і наука в Україні”. -К., 2003. -С.96-98.

Бойченко С.Г. Особливості динаміки відносного вмісту метану в земній атмосфері // Вісник Київського університету імені Тараса Шевченка, сер. геогр., 2003.-Вип.49. -C.23-27.

Бойченко С.Г. Особливості трансформації природних фізико-географічних зон під впливом коливань клімату // Фізична географія та геоморфологія. Міжвідомчий науковий збірник. -К: ВГЛ «Обрії», 2003. -Вип.44. -С.12-18.

Бойченко С.Г. Сценарії можливої трансформації природних зон на території України при глобальному потеплінні // Фізична географія та геоморфологія. Міжвідомчий науковий збірник. -К: ВГЛ «Обрії», 2003. -Вип.45. -С.56-63.

Бойченко С.Г. Ефект екситації катастрофічних клімато-екологічних подій на території Європи // Вісник Київського університету імені Тараса Шевченка, сер. геогр., 2004. -Вип.50. -С.17-20

Бойченко С.Г. Сценарії можливої динаміки повторюваності клімато-екологічних катастрофічних подій для різних фізико-географічних регіонів Європи // Матеріали 5 Міжнародної наукової конференції «Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища». -К.:ВПЦ «Київський університет», 2004. -С.118-119.

Бойченко С.Г. Трансформация природных зон на территории Украины при дальнейшем глобальном потеплении: равновесные и неравновесные модели, сценарии // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності, 2005.-№1. -С.53-58.

Бойченко С.Г., Волощук В.М. Вплив висоти місцевості над рівнем моря на метеорологічні поля відкритих ландшафтів України // Картографія та вища школа: збірник наукових праць. -К: Державна картографічна фабрика, 2003.-Вип.8. -C.158-162.

Бойченко С.Г., Волощук В.М. Особливості вікової динаміки вмісту вуглекислого газу в земній атмосфері // Наук. праці УкрНДГМІ, 2004. -Вип.252. -C.54-71.

Бойченко С.Г., Волощук В.М. Полуэмпирические оценки вековых колебаний уровня Мирового океана за последние 420 тыс. лет и возможный физический механизм их формирования // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія: Наук. збірник. -К: ВГЛ «Обрії», 2004. -Т.6. -С.124-138.

Бойченко С.Г, Волощук В.М. Основні закономірності сучасної динаміки температурного режиму тропосфери і стратосфери Землі // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності, 2005. -№2. -С.41-49.

Бойченко С.Г., Волощук В.М. Колебания климата и вековая динамика содержания углекислого газа в земной атмосфере // Геофизический журнал, 2005. -№1. -С.172-186.

Бойченко С.Г., Волощук В.М. Трансформация зонального климатического поля температуры приземного воздуха при глобальном потеплении // Геофизический журнал, 2005. -№3. -C.444-453.

Бойченко С.Г,. Волощук В.М, Сердюченко Н.М. Про можливість зміщення поясу субтропічних антициклонів на південні регіони України при подальшому глобальному потеплінні // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності, 2004. -№5. -С.53-58.

Бойченко С.Г., Сердюченко Н.М. Оптимізація мереж метеорологічних спостережень та проблема вибору репрезентативних кліматичних станцій // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності, 2004. -№4. -C.42-48.

Бойченко С.Г., Сердюченко Н.М. Особливості трансформації кліматичного поля приземної температури повітря Волино-Подільської височини у другій половині 20-го століття // Наук. збірник «Метеорологія, кліматологія і гідрологія». ОЕУ, Одеса, 2004. -Вип.49. -С.15-25.

Бойченко С.Г., Сердюченко Н.Н. Оценка зависимости параметров региональных климатических полей от высоты местности над уровнем моря // Геофизический журнал, 2005. -№5. -C.858-867.

Бойченко С.Г. Реакція кліматичних умов України та повторюваності природних катастрофічних явищ на глобальне потепління (автореферат на здобуття наукового ступеня кандидата наук). Київ, 2001. -21 с.

Большаков В.А. Теория М. Миланковича - новая концепция // Изв. РАН, сер.геогр., 2000. -№1. -C.20-30.

Большаков В.А. Климатические циклы фанерозоя с позиции новой концепции орбитальной теории палеоклимата // Известия АН, сер.геог., 2003. -№3. -C.14-25.

Большаков В.А. Новая концепция орбитальной теории палеоклимата. и новой концепции орбитальной теории палеоклимата. -М.: МГУ, 2003. -256c.

Борисенкова И.И., Зубаков В.А., Лапенис А.Г. Реконструкции глобального климата теплых эпох прошлого//Метеорология и гидрология, 1992. -№8. -С.25-37.

Борисенков Е.П., Кондратьев К.Я. Круговорот углерода и климат. -Л.: Гидрометеоиздат, 1988. -320 с.

Борисенков Е.П., Пасецкий В.М. Экстремальные природные явления в русских летописях ХI-XVII вв. -Л.: Гидрометеоиздат, 1983. -240 с.

Борисенков Е.П., Пасецкий В.М. Тысячелетняя летопись необычайных явлений природы. -М.: Мысль, 1988.-524 с.

Борисенков Е.П., Пасецкий В.М. Летопись необычных явлений природы за 2,5 тысячелетие. С.П.: Гидрометеоиздат, 2002. -536 с.

Борисенков Е.П., Пичугин Ю.А. Многолетняя динамика компонентов климатической системы в условиях антропогенного воздействия // Изв. РАН, сер. географ., 2004. -№2. -С.27-38.

Брандт Дж., Ходж П. Астрофизика солнечной системы. Пер. с англ. -М.:Мир, 1967. -487с.

Бримблкумб П. Состав и химия атмосферы: Пер. с англ. -М.:Мир, 1988. -351с.

Будыко М.И. Климат и жизнь. -Л: Гидрометеоиздат, 1971. -432 с.

Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. -Л.: Гидрометеоиздат, 1980. -350с.

Будыко М.И. Аналоговый метод оценки предстоящих изменений климата // Метеорология и гидрологии, 1991. -№4. -С.39-50.

Будыко М.И., Гройсман П.Н. Ожидаемые изменения климата СССР к 2000 году // Метеорология и гидрологии, 1991. -№4. -С.84-93.

Будыко М.И., Ронов А.Б., Яншин А.Л. История атмосферы. -Л.: Гидрометеоиздат, 1985. -208 с.

Букша І.Ф., Гожик П.Ф., Ємельянова Ж.Л., Трофімова І.В. Шерешевський А.І. Україна та Глобальний парниковий ефект. Книга 2. Вразливість і адаптація екологічних та економічних систем до змін клімату. -Київ, 1998. -208 с.

Бучинский И.Е. Очерки климата Русской равнины в историческую эпоху. -Л.: Гидрометеоиздат, 1954. -89 с.

Бучинский И.Е. Климат Украины в прошлом, настоящем, будущем. - К: Госсельхозиздат, 1963. -308 с.

Величко А.А. Глобальные изменения климата и реакция ландшафтной оболочки // Изв. АН СССР, сер. географ., 1991.-№5. -С.5-22.

Величко А.А. Зональные и микрорегиональные изменения ландшафтно-климатических условий, вызванных "парниковим эффектом" // Изв. РАН, сер. географ., 1992. -№2. -С.89-102.

Величко А.А. Устойчивость ландшафтной оболочки и ее био- и георазнообразие в свете динамики широтной зональности //Изв.РАН, сер.географ, 2002.-№5. -С.7-21.

Величко А.А., Гринчук В.П., Гуртовая Е.Е., Зеликсон Є.М. Палеоклимат территории СССР в оптимум последнего микулинского межледнивиковья // Изв. АН СССР, сер. географ., 1983. -№6. -С.30-45.

Величко А.А., Климанов В.А. Климатические условия Северного полушария 5-6 тысяч лет назад // Изв. АН СССР, сер. географ., 1990. -№5. -С.31-38.

Веклич М.Ф. Основы палеоландшафтоведения. -К.:Наукова думка, 1990. -192с.

Віденська конвенція про охорону озонового шару // www.neapsd.kz/ conv/desn.

Веселовский К.С. О климате России. - СПб, 1857. -254 с.

Винников К.Я. Чувствительность климата. -Л.:Гидрометеоиздат, 1986. -223с.

Войткевич Г.В., Мирошников А.Е., Поваренных В.Г., Прохоров В.Г. Краткий справочник по геохимии. -М.: Надра, 1977. -183 с.

Волощук В.М. Про можливі зміни середньорічного температурного режиму України в першій половині ХХІ століття //Доповіді НАНУ, 1993.-№12. -С.105-111.

Волощук В.М., Бойченко С.Г. Полуэмпирические модели глобального климата // Метеорология и гидрология, 1992. -№8.-С.5-17.

Волощук В.М., Бойченко С.Г. гл. «Зміни та коливання клімату» в Клімат Києва. (Під ред. В.М. Волощука і Н.Ф. Токар). Київ, 1995. -С.57-63.

Волощук В.М., Бойченко С.Г. Реакція сезонного ходу приземної температури України на глобальне потепління клімату // Доповіді НАНУ, 1997.-№9. -С.113-118.

Волощук В.М., Бойченко С.Г. Вплив загального глобального потепління клімату на середньорічну інтенсивність атмосферних опадів в Україні // Доповіді НАНУ, 1998. -№6. -С. 125-130.

Волощук В.М., Гродзинський М.Д., Шищенко П.Г. Географічні проблеми сталого розвитку України // Український географічний журнал, 1998. -№1. -С. 13-18.

Волощук В.М., Бойченко С.Г.