Краткие характеристики климатических рядов

№ п/п	Местоположение	Тип данных	Вес	Автор
	Усвятский Мох (56° с. ш., 32° в. д.)	Палинолог.	1,0	Клименко и др. [1]
	Северо-Запад России (58–61° с. ш., 30–31° в. д.)	Палинолог.	1.0	Арсланов и др. [2]
	Ярославская обл., Половецко-Купанское (57° с. ш., 39° в. д.)	Палинолог.	0,5	Климанов [3]
	Панфилово (55,7° с. ш., 40,5° в. д.)	Палинолог.	0,5	Чернавская [4]
	Полистово (56,8° с. ш., 30,1° в. д.)	Палинолог.	0,5	Чернавская [4]
	Центр Русской равнины (56° с. ш., 38° в. д.)	Историч.	1,0	Воронов и др. [5]
	Центральный регион	Историч.	1,0	Ляхов [6]
	Северо-Западный регион	Историч.	0,25	Воронов и др. [5]

Окончание табл.

	Западный регион	Историч.	0,25	Воронов и др. [5]
	Юго-Западный регион	Историч.	0,25	Воронов и др. [5]
	Север Евразии	Дендрохрон.	0,5	Ловелиус [7]

(Источники: см. Приложение 2.)

Аналогичным образом для реконструкции среднего годового количества осадков было отобрано шесть наиболее надежных источников.

Обобщение данных производилось с помощью программы непараметрической регрессии, разработанной специально для поставленной задачи в Лаборатории глобальных проблем энергетики Московского энергетического института (Технического университета).

Следует отметить, что для каждого набора обрабатываемых данных в программе предусмотрен выбор веса, который обусловлен нашей экспертной оценкой, учитывающей их подробность, точность, наличие или отсутствие явных ошибок, о которых можно судить в общем по цельной и достаточно согласованной картине климатических колебаний в масштабе всего европейского континента. Кроме того, манипулируя весами, мы попытались освободиться от чрезмерного влияния данных какой-то одной научной группы. Значения весов для данного конкретного случая указаны в таблице.

Обработка палеоклиматических данных. При обработке палеоклиматических данных сформулированы методические рекомендации и разработаны методики обобщения массива временных рядов, содержащих информацию о климатических параметрах. Оценка вклада антропогенного фактора в динамику современного климата сделана на основе спектрального анализа временных рядов.

В результате обобщения всех указанных данных впервые была построена реконструкция (рис. 3), описывающая отклонения средней годовой температуры на территории Русской равнины от современных значений, под которыми здесь понимаются климатические нормы 1951–1980 гг. В правой части рис. 3, кроме реконструированных, нанесены также результаты инструментальных наблюдений
(по данным четырех длиннорядных станций Санкт-Петербурга, Москвы, Риги и Вильнюса), сравнение которых показывает их вполне удовлетворительное совпадение с обобщенной кривой.

Рис. 3. Отклонения средней годовой температуры воздуха
от современных значений для территории Русской равнины
(осреднение по 10-летиям)

Анализируя рис. 3, можно сформулировать следующие основные выводы:

– Самым теплым на территории Русской равнины за последние 2000 лет был X в., после которого наметилась очевидная тенденция к похолоданию. Заметим, что после 1200 г. трендовая составляющая климатического ряда лежит в отрицательной области, вплоть до второй половины XX в. Скорость похолодания более чем на порядок величины уступает скорости зафиксированного в течение XX в. потепления.

– Наиболее холодным периодом в истории Российского государства был XV в., при этом самое значительное декадное похолодание было зафиксировано в конце XVII в.

– Интересно, что в течение последнего тысячелетия все четные столетия в исследованном регионе были относительно теплыми, а нечетные – холодными. Это указывает на существование ярко выраженного примерно двухсотлетнего климатического ритма, тесно связанного, по-видимому, с колебаниями солнечной активности.

– В XX в. тенденция похолодания сменяется на противоположную, что может указывать на антропогенное влияние, однако наивысшие температурные отметки позднего голоцена, и в частности средневекового оптимума, еще не достигнуты.

Описанный выше подход был использован также для обобщения данных по годовым суммам осадков (рис. 4) и сезонным (летним и зимним) температурам (рис. 5, 6).

Рис. 4. Отклонения среднего годового количества осадков (осреднение по 10-летиям)
от современных значений для территории Русской равнины (обобщенные данные)

Рис. 4а. Отклонения среднего годового количества осадков (1)
от современных значений и их сравнение с инструментальными данными (2)
для территории Русской равнины (осреднение по 10-летиям)

Анализ изменений режима увлажненности (рис. 4) и сравнение с ходом среднегодовых температур показывает, что холодные периоды преимущественно являются более сухими. Следует, однако, отметить, что указанная закономерность справедлива лишь для территорий, лежащих к северу примерно от линии Вильнюс–Саратов, в южных же районах наблюдается обратная корреляция. Явно выраженного тренда к иссушению или чрезмерному увлажнению не наблюдается на протяжении всего периода российской истории.

При сравнении температур зимы и лета (рис. 5 и 6) следует отметить, что зимние аномалии имеют практически вдвое большую амплитуду, нежели летние. Кроме того, антропогенное воздействие XX в. практически не изменило естественного хода температуры летнего сезона, однако оказало заметное влияние на повышение температуры зимы. Особо подчеркнем, что лето на протяжении более чем тысячи лет холодает, в то время как тренд зимних температур поменял в последнее столетие знак и наметилась явная тенденция к потеплению. В последние два десятилетия были зафиксированы беспрецедентно высокие значения зимних температур, заметно превосходящие даже абсолютный максимум средневековой теплой эпохи. Есть все основания отнести это явление на счет влияния антропогенного фактора, которое, по нашему мнению, будет усиливаться и в течение всего ближайшего столетия.

Рис. 5. Отклонения температуры лета (осреднение по 10-летиям)
от современных значений для территории Русской равнины (обобщенные данные)

Рис. 5а. Отклонения летней (VI–VIII) температуры воздуха (1)
от современных значений и их сравнение с инструментальными данными (2)
для территории Русской равнины (осреднение по 10-летиям)

Рис. 6. Отклонения температуры зимы (осреднение по 10-летиям) от современных значений для территории Русской равнины (обобщенные данные)

Рис. 6а. Отклонения зимней (XII, I, II) температуры воздуха (1)
от современных значений и их сравнение с инструментальными данными (2)
для территории Русской равнины (осреднение по 10-летиям)

Исходя из анализа полученных кривых, можно утверждать, что стандартная концепция СТЭ и МЛП требует пересмотра, так как эти весьма протяженные эпохи не являлись сплошными интервалами теплых или холодных лет, а представляли собой периоды преимущественно c теплым или холодным климатом, при этом, однако, сопровождаясь значительными колебаниями температуры. В частности, как отмечается в работе В. В. Клименко (см.: Клименко В. В. Климат средневековой теплой эпохи в Северном полушарии. М.: Изд-во МЭИ, 2001), нет никаких оснований говорить о СТЭ как о продолжительном периоде стабильного потепления. Действительно, рассматривая соответствующий средневековому оптимуму временной срез (начиная с X в., которому предшествовало продолжительное похолодание, и заканчивая примерно 1200 г., после которого четко обозначился переход к эпохе малого ледникового периода), становится совершенно ясно, что в течение этого периода на Русской равнине наблюдались довольно заметные похолодания, самым сильным из которых следует признать то, что имело место около 1100 г. Этот холодный эпизод, кстати, зарегистрирован не только в рассматриваемом нами регионе, но и практически по всей территории Евразии. Таким образом, СТЭ на территории России представляла собой асимметричный двойной теплый эпизод, разделенный весьма продолжительным похолоданием. При этом наиболее ярко выраженное потепление наблюдалось в первой половине этого периода, а максимум приходится примерно на 980 г.

МЛП также можно охарактеризовать как эпоху с нестабильным климатом. Холодные зимы часто соседствовали с жаркими летними сезонами (что хорошо прослеживается, например, в период конца XIV – первой половины XV вв.) и наоборот.Тем не менее особенностью этих и ряда последующих является неизменный тренд к похолоданию и стабильные средние температурные аномалии, лежащие в отрицательной области, что, собственно говоря, и дает основания квалифицировать всю эту продолжительную фазу холодного климата как малый ледниковый период.

В целом, полученные в настоящей работе результаты подтверждают основные известные на сегодня закономерности изменения климата. Более того, есть все основания надеяться, что использование в нашей работе предложенных методик и наиболее полных и современных данных дало возможность получить более достоверную реконструкцию климатических изменений прошлого. Достаточно хотя бы указать на то обстоятельство, что полученные нами температурные реконструкции не находятся в противоречии ни с одним из известных нам исторических источников как для Восточной, так и для Центральной Европы и не могут быть решительно опровергнуты ни в какой своей части.

Кроме того, полученные в настоящей работе результаты позволяют внести некоторые новые аргументы в дискуссию о влиянии антропогенного фактора на климат нашей планеты. Используя реконструированный тысячелетний температурный ряд, мы построили прогнозы изменения среднегодовой температуры для центра Русской равнины с учетом и без учета антропогенного фактора (рис. 7).

Очевидно, что полученная разность прогнозируемых температур в 0,6 ºC сейчас и более чем в 1,5 ºC для 2050 г. означает существенное и несомненное влияние человеческой деятельности на климатические условия, которое с нарастающей силой стало проявляться уже после 1950 г. Экстраполяция реконструированного нами температурного ряда после 1875 г. хорошо воспроизводит и региональное потепление 20–30-х годов, и похолодание 40–60-х годов прошлого века. Однако затем в естественном ходе температур в последние 20 лет следовало бы ожидать заметного похолодания, в то время как в действительности было зафиксировано резкое возрастание температуры.

Рис. 7. История (1) и прогноз колебаний среднегодовой температуры
на территории Русской равнины с учетом (2) и без учета (3)
влияния антропогенного фактора

Из рис. 7 очевидно, что в отсутствие антропогенного фактора в следующие 50 лет температура в центре Русской равнины опустилась бы до значений, соответствующих самому холодному периоду последних двух тысячелетий, а именно последней декаде XVII в., отмеченной катастрофическими неурожаями и голодом не только в России, но и в Финляндии, Эстонии, Шотландии и других европейских странах. В эти трагические годы Финляндия лишилась трети, а Эстония и Ливония – почти четверти своего населения. Не подлежит никакому сомнению, что, случись подобное похолодание сейчас, оно вызвало бы самые тяжелые последствия для всей Европы, а в особенности – для России. Речь идет, конечно, не только о сельском хозяйстве, но и энергетике, которая с большим трудом выдерживает даже отдельные холодные месяцы в отдельных регионах страны.

Таким образом, антропогенно обусловленное потепление вот уже в течение 50 лет не только не принесло нашей стране предрекаемых многими гипотетических бедствий, но напротив – уберегло ее от еще больших экономических и социальных потрясений.

***

В настоящей работе проведена комплексная реконструкция истории климата Русской равнины за последние 2000 лет, основанная на привлечении широкого массива данных, полученных из независимых источников (инструментальные наблюдения, исторические и архивные сведения, палинологические, дендрохронологические и гидрологические исследования). С помощью предложенных методов обобщения климатических рядов впервые получены рекон-
струкции, с максимально возможной степенью детализации вос-производящие сложную картину климатических изменений на территории Русской равнины в историческом прошлом в объективных количественных показателях и в стандартной календарной шкале времени. Их анализ позволяет сделать следующие выводы:

1. Изменения климатов прошлого в изученном районе в целом соответствуют имеющимся общим представлениям и количественным оценкам изменения палеоклиматических характеристик Северной Евразии, при этом существенно повышено временное разрешение и уточнены масштабы основных климатических событий.

2. В течение последнего тысячелетия на фоне квазициклических колебаний наблюдалось постепенное снижение среднегодовых и среднесезонных (зима и лето) температур. В XX в. тенденция изменения годовых и зимних температур резко изменилась на противоположную.

3. В течение последних полутора тысяч лет не выявлено определенных тенденций в изменении количества осадков. В указанное время в северной части Русской равнины засушливые годы чаще сопутствовали холодным периодам, а дождливые – теплым.

4. Со второй половины XX в. на территории Центральной России происходит антропогенно обусловленное потепление, максимально выраженное зимой. Каких-либо признаков изменения летних температур в контексте тысячелетней истории климата не наблюдается.

5. Среднегодовые температуры на территории Центральной России в настоящее время находятся на уровне, примерно соответствующем максимуму средневекового оптимума (конец X в.). Современные зимние температуры находятся на рекордно высокой отметке за последние полтора тысячелетия, летние – в пределах естественной изменчивости климата последнего тысячелетия.

Приложение 1

Афанасьев, Н. П. 1896. Очерк метеорологических наблюдений и климатических условий Москвы. Сборник очерков по г. Москве (1–24). М.

Бастамов, С. Л. 1913. Климатический очерк города Москвы. Естествознание и география 4: 23–31.