Свою первую научную работу «Фокусировка излучения гравитационным полем»,АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 46, № 5, с. 998, (1969) я сделал в 1967 году, только поступив в аспирантуру Института Ландау. Тогда же я рассказывал работу в первом ее варианте академику Я.Б.Зельдовичу и был им сурово обруган. Читать далее »
Эта публикация прилеплена！ Продолжить чтение？
Скачать статью на русском языке Релаксационная теория климата
Скачать перевод на английский язык The climate of the Earth
Вспомним пушкинское описание Петра под Полтавой: «Лик его ужасен. Движенья быстры. Он прекрасен». Нечасты такие совмещения противоположностей, тем более они интересны. Книга «Физика будущего» американо японского по пуляризатора науки М.Каку (Michio Kaku) невольно напоминает «полтавский бой», где надежды сбылись только у половины участников. Начнем, конечно, с прекрасного. Книга посвящена анализу перспектив начавшегося XXI в., она увлекательна и современна. Издана она в начале прошлого года, в ней уже анализируются последствия текущего финансового кризиса. Выйди книга чуть позже, трагедия Великого Японского землетрясения марта 2011 г. добавила бы к ней пессимистическую ноту, что пошло бы ей только на пользу. Примечательна скорость перевода для русского издания, подписанного к печати в октябре 2011 г. Отмечу грамотные примечания переводчика, несколько охлаждающие воображение писателя.
Кругозор автора необычайно широк, увлекателен полет его мысли, книга затрагивает не только физические проблемы, но и буквально все аспекты будущего, как ближайшего, так и отдаленного. Это искусственный интеллект (с использованием обычных и квантовых компьютеров), это прогресс медицины, разнообразные энергетические проекты, освоение космоса — от планет до ближайших звезд… Проще, наверное, указать то направление науки и технологии, которое книгой не охвачено. В качестве такого примера можно назвать физику Солнца: представления о солнечных циклах, солнечной активности далеки от необходимой предсказуемости, а влияние Солнца на нашу планету нельзя недооценить.
Эта статья развивает тему исследований климата, начало которой положила пубикация полуторалетней давности. Напомним, что там был проведен математический анализ данных, полученных при бурении антарктических льдов: концентраций диоксида углерода и метана, а так же температур за прошедшие 800 тыс. лет. Стандартными методами были вычислены авто- и интер-корреляторы трех случайных функций времени: T(t), [CO 2 ](t),[CH 4 ](t). Существенный вывод из этого анализа состоял в обнаружении заметного, на 2.5—3 тыс. лет, отставания концентрации СО 2 от температуры земной поверхности и концентрации CH 4, вариации которых оказались почти синхронными. Необычны и распределения трех переменных: метан имеет один максимум при низких концентрациях, температура — два, а концентрация диоксида углерода — даже три максимума. Однако главный максимум во всех случаях доминирует настолько,что интегральные отличия от нормальных (гауссовских) распределений оказываются невелики. Далее обсуждалась гипотеза первичности массового выделения метана при резких изменениях климата на этапах выхода из ледниковых периодов. К этому предположению мы еще вернемся, однако главная тема настоящей статьи иная: сделаем попытку использовать данные бурения для объяснения аномалий сегодняшнего климата, для предсказаний на ближайшее будущее и прояснения физической картины прошлого.
Пузырьковые цепочки – широко распространенное явление. В последнее время особое внимание привлекают выделения метана из подводных отложений метангидратов, происходящее множественными цепочками пузырьков. Не исключено существенное воздействие выделений метана на климат планеты. Кроме усиления парникового эффекта, они исполняют роль насоса, поднимающего глубинные воды к по верхности. Размеры метановых пузырьков порядка сантиметра, что приводит к их турбулентному движению. Предлагаемое в данной работе решение для ламинарных цепочек, кроме методического интереса, может оказаться полезным и при разработке турбулентного случая.
Статья переведена на английский и немецкий языки.
Скачать переводы:
Paleoclimate: Addenda to Milankovitch Theory (en) v.2
Paläoklima: Ein Zusatz zur Theorie von Milanković (deu)
В 20—40 х годах прошлогостолетия сербский астроном Милетин Миланкович развил смелую (ввиду недостаточности на то время геологических данных) теорию, объясняющую природу климатических циклов. В ее основе лежала асимметрия Земли — преобладание суши в Северном полушариипо сравнению с Южным. На суше во время похолодания образуются обширные ледники, увеличивающие альбедо планеты, т.е. долю отраженного солнечного света. Освещенность же северных широт существенно меняется в следствие вариаций астрономических параметров. Эксцентриситет Земли, сегодня равный 0.0167, в прошлом достигал величины 0.06, меняясь (не периодически) с характерным временем около 100 тыс. лет вследствие планетных возмущений. Потой же причине направление оси вращения планеты по отношению к перигелию земной орбиты изменяется с периодом41—42 тыс. лет. Когда планетамедленно проходит афелий орбиты зимой Северного полушария, его инсоляция (средняя освещенность) мала и ледники существенно нарастают. За короткое лето вблизи перигелияони не успевают растаять из заувеличившегося альбедо. Через20 тыс. лет, когда на афелий приходится лето Северного полушария, в Южном ледники существенно не растут — кроме Антарктиды, там для них мало суши.
Компьютерное моделирование климата имеет несомненные успехи, главным образом по близкому к нам отрезку времени. Однако моделирование климатических циклов на основе теории Миланковича было не очень успешным. Причина неудач, по видимому,в том, что физический механизм, управляющий климатом, основанный только на вариациях альбедо, недостаточен. Не удается преодолеть основной недостаток теории Миланковича: в ней нет механизма выхода из ледниковых периодов.За истекшие 70 лет наши знания о климатической системе существенно расширились. Заметно теплеет современный климат, и мы отчетливо сознаем, что это происходит под действием парникового эффекта от избыточного диоксида углерода СО 2, который выбрасывается в атмосферу при сжигании угля, нефти и газа. Кроме того,с помощью бурения осадочных слоев и ледников собрана обширная база данных не только о температурах прошедших эпох,но и о содержании в атмосфере в те времена парниковых газов. Появилась возможность дополнить теорию Миланковича следствиями современных исследований палеоклимата.Но прежде чем перейти к этим дополнениям, надо изложить общеизвестные положения, описывающие климатическую систему планеты. Читать далее »