Текст книги "Метеорологические и геофизические исследования"

Тьюки Д. Анализ результатов наблюдений. Разведочный анализ. М., Мир, 1981. 693 с.

A.P. Makshtas[7]7
  Arctic and antarcic research institution, S.-Petersburg, Russia


[Закрыть], I.I. Bolshakova[8]8
  Arctic and antarcic research institution, S.-Petersburg, Russia


[Закрыть], R.M. Gunn[9]9
  Yakutian department of hydrometeorology, Yakutsk, Russia


[Закрыть], O.L. Jukova[10]10
  Arctic and antarcic research institution, S.-Petersburg, Russia


[Закрыть], N.E. Ivanov[11]11
  Arctic and antarcic research institution, S.-Petersburg, Russia


[Закрыть], S.V. Shutilin[12]12
  Arctic and antarcic research institution, S.-Petersburg, Russia


[Закрыть]. Climate of Hydrometeorological observatory Tiksi region

Abstract

The description of created by AARI with participation of Tiksi Branch of Yakutsk Hydrometeorological Service electronic archives of all available data of upper-air, standard meteorological, and hydrological observations carried out on the polar station Tiksi from August 1932 to December 2007 is presented. The methods of analysis of interannual variability, annual cycle, variability of synoptic scale and diurnal variations are described. Statistical analysis of long-term variability of free atmosphere, surface layer and hydrological regime of the area Hydrometeorological Observatory in Tiksi is fulfilled.

П.Н. Священников[13]13
  Санкт-Петербургский государственный университет


[Закрыть],[14]14
  Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, Россия


[Закрыть], Б.В. Иванов[15]15
  Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, Россия


[Закрыть],[16]16
  Санкт-Петербургский государственный университет, Россия


[Закрыть], П.В. Бочаров[17]17
  Санкт-Петербургский государственный университет, Россия


[Закрыть],[18]18
  Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, Россия


[Закрыть], Д.М. Журавский[19]19
  Санкт-Петербургский государственный университет, Россия


[Закрыть], В.Ф. Тимачев[20]20
  Санкт-Петербургский государственный университет, Россия


[Закрыть], А.В. Семенов[21]21
  Мурманское УГМС, Россия


[Закрыть], Т.А. Солдатова[22]22
  Мурманское УГМС, Россия


[Закрыть], А.Р. Анциферова[23]23
  Мурманское УГМС, Россия


[Закрыть]
Исследование радиационных климатических факторов и метеорологического режима архипелага Шпицберген

Аннотация

На примере данных о суммарной солнечной радиации и облачности, полученных для пункта Баренцбург (остров Западный Шпицберген, ГМО «Баренцбург» Мурманского УГМС), исследуется изменчивость климата архипелага Шпицберген во второй половине ХХ века. С помощью эмпирического подхода оценена долгопериодная изменчивость нисходящего излучения атмосферы (длинноволновая радиация) и проанализирована взаимосвязь этой величины с изменением характеристик облачности. Тенденции в изменении облачности рассматриваются как одна из причин потепления в данном регионе.

Отечественные и зарубежные исследования, выполненные в последнее время (Анциферова и др., 2010; Иванов и др., 2010; Священников и др., 2004; Священников и др., 2010; Семенов и др., 2002; Павлов и др., 2010; Nordli P. et al., 2004), отчетливо фиксируют тенденцию к потеплению климата на архипелаге Шпицберген, проявляющуюся как для отдельных, но достаточно длительных промежутков времени (например, десятилетия), так и для всего ХХ века в целом. При этом тенденция повышения приземной температуры воздуха наблюдается на фоне многолетнего понижения годовых сумм приходящей солнечной радиации (Священников и др., 2010), которое отмечается по данным наблюдений, проводящихся в Баренцбурге (1985–2009 гг.) и в Нью-Алесуне (1975–2009 гг.). Очевидно, что причина столь странного, на первый взгляд, явления кроется в сложном характере причинно-следственных связей в климатической системе. В данной работе мы попытались последовательно проанализировать временную изменчивость основных характеристик климата архипелага Шпицберген, их сезонную структуру, а также механизмы так называемых обратных связей.

Облачность является одним из основных факторов, определяющих перенос коротковолновой и длинноволновой радиации в атмосфере. Ее влияние на радиационные потоки определяется количеством, высотой, мощностью и водностью облаков (Васильева и др., 2003; Curry, et al., 1992). Важность адекватного описания облачности в полярных районах при моделировании морского ледяного покрова обусловлена необходимостью точной оценки составляющих радиационного баланса поверхности снежно-ледяного покрова вследствие высокой чувствительности процессов таяния и нарастания льда к потокам коротковолновой и длинноволновой радиации (Maykut, et al., 1971).

Основной целью наших исследований, выполненных в период МПГ 2007–2009, стало изучение влияния характеристик облачности на радиационный и температурный режим приземного слоя воздуха. В качестве района исследований был взят пункт Баренцбург, расположенный на восточном берегу залива Грен-фьорд на острове Западный Шпицберген. Здесь, начиная с 1932 г. (с перерывом в 1941–1947 гг.) выполняются регулярные метеорологические наблюдения, включая измерения солнечной коротковолновой радиации и визуальные определения количества и типа облачности. Для выполнения исследований мы воспользовались рядами суточных сумм солнечной суммарной радиации, начиная с 1985 г. (начало актинометрических наблюдений в ГМО «Баренцбург»), данными о характеристиках облачности (балл общей облачности) с 1966 г. и данными о приземной температуре воздуха (среднемесячные оценки) с 1947 г. Для достижения поставленной цели, в соответствии с программой МПГ, были выполнены следующие задачи:

– создан электронный архив данных количества облачности, температуры воздуха и суммарной радиации по данным наблюдений;

– рассчитаны функции распределения количества общей облачности, как в целом за год, так и отдельно для каждого месяца, с целью определения сезонных особенностей изменчивости;

– исследованы тенденции временных изменений повторяемости ясных и пасмурных дней, как в целом за год, так и отдельно для каждого месяца;

– исследованы изменения суточных сумм приходящей коротковолновой радиации, в целом за сезон, так и отдельно для каждого месяца;

– исследовано влияние изменения количества облачности на приходящую коротковолновую солнечную радиацию;

– рассчитаны по данным стандартных приземных метеорологических наблюдений величины длинноволнового излучения атмосферы;

– исследованы многолетние и внутригодовые (сезонные) изменения длинноволнового излучения атмосферы;

– выявлена взаимосвязь между тенденцией потепления климата архипелага (рост приземной температуры воздуха) и изменения количества облачности и длинноволнового излучения.

На первом этапе исследований авторами были получены срочные данные по количеству общей облачности из различных отечественных и зарубежных источников. Этими источниками являются: National Climatic Data Center (США), база данных ВНИИГМИ-МЦД, гидрометфонды ААНИИ и Мурманского УГМС, архивы ГМО «Баренцбург», а также некоторые интернет ресурсы. Период, который в совокупности охватывают эти наблюдения, составляет 44 года: с 1966 по 2009 гг. Все данные, полученные из различных источников, были объединены и представлены в 10-балльной системе (Код…, 1989). После этого было выполнено суточное осреднение полученного ряда и определены виды функции плотности вероятности распределения количества облачности в пределах каждого месяца, сезона и года. Осреднение количества облачности в пределах суточного интервала времени не является достаточно корректным, но преследует цель получить для анализа максимально продолжительный ряд наблюдений без каких либо пропусков. Функция распределения количества общей облачности является бета-распределением, причем с асимметрией для всех месяцев. Наибольшая повторяемость отмечается для облачности равной 9–10 баллам (пасмурное небо). Из «U-образного» типа распределения повторяемости облачности вытекает необходимость анализа этой характеристики по повторяемости градаций 0–2 и 8–10 баллов за соответствующие периоды (Makshtas, et al., 1999). Параметры, характеризующие бета-распределение количества облачности в каждом месяце, позволили выделить климатические сезоны и их продолжительность, а именно 2 основных и 2 переходных сезона. Для каждого условного сезона характерны свои величины повторяемости крайних градаций (0–2 и 9–10). Для условно зимнего сезона, который длится с декабря по апрель включительно, характерны следующие повторяемости. Для облачности 0–2 балла, повторяемость, в среднем, составила 17 % за месяц, а для облачности, равной 9–10 баллам, она оказалась равной, в среднем, 30–35 %. Для условно летнего сезона, который, в свою очередь, длится с июня по октябрь, характерны следующие повторяемости. Для облачности 0–2 балла, в среднем, менее 5 % за месяц, для 9–10 баллов, в среднем, порядка 50–60 %. Таким образом, можно сделать заключение, что летний сезон на архипелаге Шпицберген характеризуется значительной повторяемостью пасмурного неба и заметно сниженной повторяемостью ясной погоды. Переходные сезоны – условно весенний и осенний, которым соответствуют в нашей классификаци май и ноябрь, – характеризуются следующими оценками повторяемости облачности: 0–2 балла – 10 %, 9–10 баллов – 45 %. На рис. 1 показаны типичные для каждого из сезонов распределения повторяемости облачности, представленные отдельным месяцем.

Рис. 1. Распределение повторяемости количества общей облачности в различные месяцы

Следующим этапом наших исследований стала обработка имеющихся данных приходящей коротковолновой солнечной радиации. Был сформирован электронный архив суточных сумм суммарной радиации ГМО «Баренцбург», охватывающий период с 1985 по 2009 гг. Для оценки межгодовой изменчивости были вычислены годовые суммы суммарной радиации и рассмотрены их временные изменения за весь вышеуказанный период. Изменения во времени годовых сумм суммарной радиации, а также данные об изменении величин повторяемости пасмурного и ясного неба представлены на рис. 2.

Как следует из представленного рис. 2, наблюдается тенденция увеличения повторяемости пасмурного неба и одновременно с ней тенденция уменьшения количества приходящей солнечной коротковолновой радиации. Необходимо отметить наличие прямой зависимости повторяемости ясного неба и сумм суммарной радиации и обратной зависимости для повторяемости пасмурного неба. При этом стоит отметить, что между повторяемостями ясного и пасмурного неба зависимость обратная, что при бета-распределении не является тривиальным результатом. Именно поэтому метод оценки характеристик облачности, основанный на анализе отдельных ее градаций (0–2 и 8–10 баллов), более корректен, чем оценка облачности с помощью величины среднего арифметического. Использование последней не позволяет выявить влияние облачности на приходящую суммарную радиацию, поскольку увеличение максимума и уменьшение минимума на оценку среднего арифметического в общем случае влияет слабо.

Рис. 2. Изменения во времени и линейные тренды повторяемостей ясного и пасмурного неба и годовых сумм суммарной радиации

Мы выполнили совместный анализ изменения характеристик облачности и приходящей суммарной радиации за отдельные месяцы и в среднем за год. Оказалось, что в период с июня по август долговременные тенденции сходны с тенденциями в изменении годовых величин. Многолетняя изменчивость в указанные месяцы в целом соответствует изменению среднегодовых величин, а именно, отмечается уменьшение приходящей суммарной радиации в 2002–2007 гг.

Длинноволновая атмосферная радиация, или нисходящее излучение атмосферы, является одной из важнейших, определяющих термический режим приземного слоя воздуха, составляющих радиационного баланса подстилающей поверхности. В период полярной ночи это единственный радиационный поток, направленный к поверхности. Поскольку инструментальных наблюдений за этой величиной в ГМО «Баренцбург» не проводится, то величина потока длинноволновой радиации была определена расчетным путем. Мы использовали хорошо зарекомендовавшую себя и верифицированную по данным прямым измерений параметризацию, разработанную в Институте Полярных и Морских исследований им. А. Вегенера (König – Langlo et al., 1994; Pirazzin, et al., 2000). Основными метеорологическими элементами, которые используются при расчетах длинноволновой радиации, являются температура и упругость водяного пара в приземном слое воздуха, балл общей облачности. В расчетную формулу метода входят также величина излучательной способности атмосферы, постоянная Стефана-Больцмана и эмпирические коэффициенты, подобранные для условий архипелага Шпицберген.

Таким образом, имея в распоряжении срочные данные по баллу общей облачности и температуре приземного слоя воздуха за период с 1966 по 2009 гг., мы рассчитали длинноволновое излучение атмосферы за этот период. Величины потоков за каждый срок затем суммировались, чтобы получить месячные и годовые суммы по аналогии с суммами суммарной солнечной радиации. Поскольку длинноволновое излучение, в соответствии с формулой, полученной в работе (König – Langlo, et al., 1994), в значительной степени определяется количеством облачности, то кривые, отображающие временную изменчивость годовых сумм длинноволнового излучения атмосферы и величины повторяемости пасмурного неба в целом очень подобны. Результаты представлены на рис. 3.

Рис. 3. Изменения во времени и линейные тренды повторяемостей ясного и пасмурного неба и годовых сумм нисходящей длинноволновой радиации атмосферы

Из анализа временных серий следует, что изменение повторяемости пасмурного неба оказывает определяющее воздействие на величину длинноволновой атмосферной радиации. При этом, в отличие от рассмотренного выше случая с приходящей суммарной коротковолновой радиацией, изменения повторяемости ясного неба оказывают незначительное влияние на изменчивость длинноволнового излучения атмосферы. Таким образом, наблюдаемое за исследуемый период увеличение количества длинноволнового излучения атмосферы определяется в основном увеличением величины повторяемости пасмурного неба на архипелаге Шпицберген. В совокупности это способствует возникновению хорошо известного в климатологии парникового эффекта. Следствием последнего, как следует из рис. 4, и является наблюдаемая во второй половине ХХ века тенденция увеличения температуры приземного слоя воздуха.

Рис. 4. Изменение во времени и линейные тренды среднегодовой температуры воздуха и годовых сумм нисходящей длинноволновой радиации атмосферы

Это дает основание полагать, что выявленные особенности распределения облачности (бета-распределение), являются одной из наиболее значимых причин потепления климата на архипелаге Шпицберген.

Учитывая вышесказанное, можно сформулировать ряд принципиально важных выводов, имеющих непосредственное отношение к объяснению климатических тенденций, наблюдаемых на архипелаге Шпицберген во второй половине ХХ века:

– наблюдается уменьшение среднегодовых сумм приходящей коротковолновой солнечной радиации за период 1985–2009 гг.;

– связь изменений характеристик облачности и суммарной радиации определяется повторяемостью пасмурного (8–10 баллов) и ясного неба (0–2 балла).

– характер временной изменчивости длинноволновой атмосферной радиации обусловлен изменчивостью повторяемости пасмурного неба;

– зафиксирован значимый тренд увеличения величины повторяемости пасмурного неба, что, в свою очередь, способствует увеличению длинноволнового излучения атмосферы и, вследствие парникового эффекта, увеличению приземной температуры воздуха;

– характер многолетней изменчивости суммарной радиации также обусловлен увеличением повторяемости пасмурного неба.

В заключение необходимо отметить, что мероприятия, запланированные и выполненные в рамках исследований по программе МПГ 2007–2009, позволили впервые выполнить исследования изменчивости ряда характеристик климата архипелага Шпицберген. Коллективу авторов, представляющих организации Росгидромета (ААНИИ, МУГМС) и специалистов Санкт-Петербургского государственного университета, удалось собрать, обобщить и проанализировать уникальные данные срочных метеорологических и актинометрических наблюдений, выполненных на архипелаге Шпицберген. Оценки тенденций временной изменчивости характеристик облачности, потоков суммарной радиации и нисходящего излучения атмосферы представляются крайне важными, поскольку радиационные факторы климата являются определяющими в процессах таяния снежно-ледяного покрова в Арктике.

Исследования, выполненные в рамках МПГ, будут продолжены в направлении сравнения полученных нами результатов с данными наблюдений, проводимых на исследовательской станции Норвежского Полярного института в поселке Нью-Алесун. Актинометрические наблюдения там выполняются с 1975 г., при этом все составляющие радиационного баланса подстилающей поверхности, включая длинноволновое излучение атмосферы, регистрируются раздельно. Это даст возможность оценить не только временную, но и пространственную изменчивость характеристик облачности и радиационных составляющих. При этом, поскольку для актинометрических наблюдений на российских и зарубежных станциях, расположенных на Шпицбергене, используются приборы разных производителей, необходимо учитывать этот факт и, по возможности, вносить необходимые корректировки, проводя специальные интеркалибрационные измерения.

Литература

Анциферова А.Р., Короткова Т.Д., Семенов А.В., Сиеккинен Е.Д. Результаты комплексных гидрометеорологических наблюдений и мониторинга загрязнения окружающей среды на Архипелаге Шпицберген. Материалы Международной научной конференции – «Природа шельфа и архипелагов Восточной Арктики. Комплексные исследования природы Шпицбергена» / Под ред. акад. Матишова Г.Г. ГЕОС. 2010. С. 338–346.

Васильева Д.А., Священников П.Н. Межгодовая изменчивость облачности и длинноволновой атмосферной радиации в Центральном Арктическом Бассейне // Вестник СПбГУ. 2003. Сер. Географии и геологии. Вып.4. № 31. С. 143–148.

Иванов Б.В., Журавский Д.М. Ледовые условия в заливе Грен-фьорд (арх. Шпицберген) в 1975–2009 гг. // Проблемы Арктики и Антарктики. 2010. № 2(85). С. 27–31.

Павлов А.К., Иванов Б.В., Журавский Д.М., Тверберг В. Потепление в заливах Западного Шпицбергена: кратковременное явление или устойчивая тенденция? // Проблемы Арктики и Антарктики. 2010. № 3(86). С.78–84.

Священников П.Н., Александров Е.И., Теребенько А.В. Климатический режим и его возможные изменения в районе Шпицбергена и Баренцевом море // Труды IV Международной конференции «Комплексные исследования природы Шпицбергена» / Под ред. акад. Матишова Г.Г. Изд. КНЦ РАН, г. Апатиты, 2004. Вып. 4. С. 287–293.

Священников П.Н., Иванов Б.В. Бочаров П.Н. Влияние характеристик облачности на радиационный режим о. Западный Шпицберген // Материалы Международной научной конференции – «Природа шельфа и архипелагов Восточной Арктики. Комплексные исследования природы Шпицбергена» / Под ред. акад. Матишова Г.Г. ГЕОС. 2010. С. 474–480.

Семенов А.В., Анциферова А.Р., Давыдов А.А. Климат Баренцбурга. Изменения основных характеристик за последние 40 лет (по данным наблюдений ЗГМО «Баренцбург») // Материалы Международной конференции – «Комплексные исследования природы Шпицбергена» / Под ред. акад. Матишова Г.Г. Изд. КНЦ РАН, г. Апатиты, 2002. С. 243–249.

Код для оперативной передачи данных приземных гидрометеорологических наблюдений с сети станций Госкомгидромета СССР, расположенных на суше (включая береговые станции), национальный вариант международного кода FM-12-IX SYNOP. Л., Гидрометеоиздат, 1989. 64 с.

Curry J.A., Elbert E.E. Annual cycle of radiation fluxes over the Arctic Ocean: sensitivity to cloud optical properties // J. of Climate. 1992. Vol. 5 (N 11). P. 1267–1280.

König – Langlo G., Augstein E. Parameterization of the downward long-wave radiation at the Earth’s surface in polar regions // J. Meteorol. 1994. № 3. P. 343–347.

Makshtas A.P., Andreas E.L., Svyashchennikov P.N., Timachev V.F. Accounting for clouds in sea ice models // J. Atmosph. Res. 1999. Vol. 52. P. 77–113.

Maykut G., Untersteiner N. Some results from a time dependent thermodynamic model of sea ice // J. Geophys. Res. 1971. Vol. 76. P. 1550–1575.

Nordli P., Kohler J. The early 20-th century warming. Daily observations at Green Harbour, Grønfjorden, Spitsbergen. Met.no Report, 12/03 KLIMA. 2004. 20 p.

Pirazzini R., Nardino M., Orsini A., Georgiadis T., Levizzani V. Parameterization of the downward long-wave radiation from clear and cloud sky at Ny-Alesund (Svalbard). IRS’2000. St.-Petersburg. Russia. 5 p.

P.N. Svyashchennikov[24]24
  Saint-Petersburg State University, Russia


[Закрыть],[25]25
  Arctic and Antarctic Research Institute, Saint-Petersburg, Russia


[Закрыть], B.V. Ivanov[26]26
  Saint-Petersburg State University, Russia


[Закрыть],[27]27
  Arctic and Antarctic Research Institute, Saint-Petersburg, Russia


[Закрыть], P.V. Bocharov[28]28
  Saint-Petersburg State University, Russia


[Закрыть],[29]29
  Arctic and Antarctic Research Institute, Saint-Petersburg, Russia


[Закрыть], D.M. Juravski[30]30
  Saint-Petersburg State University, Russia


[Закрыть], V.F. Timachev[31]31
  Saint-Petersburg State University, Russia


[Закрыть], A.V. Semenov[32]32
  Murmansk Hydrometeorological Service, Russia


[Закрыть], T.A. Soldatova[33]33
  Murmansk Hydrometeorological Service, Russia


[Закрыть], A.R. Antsiferova[34]34
  Murmansk Hydrometeorological Service, Russia


[Закрыть]. Investigations of radiation climatic factors and meteorological regime of Spitsbergen archipelago

Data of total cloud cover (since 1966) and global short-wave radiation (since 1985) in Barentsburg are reviewed in the article. There are shown changes and interaction of these parameters. There was also calculated long-wave radiation flux in this region (since 1966), which is compared with the changes of cloud characteristics. The changes of cloud characteristics are supposed to be a reason of warming on the region.

Д.Ю. Большиянов, А.С. Макаров, Г.Б. Фёдоров, П.С. Вахрамеева
Проблемы изучения палеоклимата Арктики
(Арктический и антарктический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, Россия)

Аннотация

В статье рассматриваются результаты палеоклиматических исследований, проводимых в ААНИИ в течение последних 10 лет и активизированные в результате выполнения проектов Международного полярного года. Получены новые данные и выдвинуты новые идеи о развитии оледенений, о происхождении ледового комплекса пород, о колебаниях уровня моря, о ходе потеплений и похолоданий в Арктике в масштабе сотен и тысяч лет.

Введение

За десятилетний период, прошедший со времени обобщения результатов палеогеографических исследований, ведущихся в ААНИИ (Большиянов, 2000), это направление успешно развивалось, благодаря глубоким международным российско-германским исследованиям по проекту «Система моря Лаптевых», а также выполнению собственных междисциплинарных исследований в различных районах Арктики (Шпицберген, Новая Земля, Чукотка) по темам ААНИИ. Успешно проведённые экспедиции на побережье и острова моря Лаптевых в рамках проекта Международного полярного года (МПГ) «Система моря Лаптевых», анализ материалов по другим островным архипелагам и крупнейшему проекту МПГ «Бурение озера Эльгыгытгын» принесли много нового для понимания развития в прошлом не только климата, но и других компонентов природной среды. Задача данной статьи показать основные результаты палеогеографических исследований по следующим проблемам: пассивное оледенение, формирование ледового комплекса пород в море Лаптевых, палеоклимат последнего тысячелетия, колебания уровня моря и этапы формирования дельты р. Лена.

Пассивное оледенение

В 2006 г. в ААНИИ вышла книга «Пассивное оледенение Арктики и Антарктиды» (Большиянов, 2006) (выложена в свободном доступе на сайте www.paleoarctic.narod.ru). В ней (после глубокого забвения сформированного к середине XX столетия представления о значительной роли маломощных ледников и снежников в формировании рельефа Арктики) на значительном фактическом материале показано, что слабоактивные пассивные ледники не только были широко распространены в прошлом, но что они, являясь продуктом климата, имеют место и в настоящее время, как в Арктике, так и в Антарктиде.

Пассивные ледники полярных регионов Земли представляют собой скопления снега, фирна и льда, возникающие и деградирующие в течение десятков – сотен лет в результате колебаний высотного положения снеговой линии. Они практически лишены движения и возможности механического влияния на подстилающий рельеф, но значительно изменяют перигляциальные ландшафты в результате стока и эрозии талых ледниковых вод, изоляции верхних горизонтов многолетнемёрзлых пород от выхолаживания и вытаивания погребённого льда (Большиянов, 2006).

Пассивные ледники наиболее быстро откликнулись на потепление в связи с окончанием Малого ледникового периода и в XX веке внесли наибольший вклад в площадное сокращение покровного оледенения Арктики. Один из важных климатических выводов, следующих из возродившегося представления о пассивных ледниках, состоит в том, что высота снеговой линии в полярных регионах Земли меняется очень быстро во времени и в пространстве. Изменение высоты границ зон питания полярных ледников происходит при жизни одного – двух поколений наблюдателей.

В северо-западной части дельты р. Лена есть остров Арга-Муора-Сисе, размером около 75 км в поперечнике, который ещё в середине XX века сохранял остатки деградировавших пассивных ледников. Они были нанесены на геологическую карту. Высота этого острова над уровнем моря всего 20–30 м, а снегонакопление на нём значительно больше и в настоящее время по сравнению с остальными пространствами дельты, где снега накапливается меньше и тает он быстрее.

Шельфовый ледник Шеклтона в Восточной Антарктиде, имеющий размер 120^x150 км севернее ледникового купола Масон, накопился в течение Малого ледникового периода всего за 300–400 лет в результате аккумуляции снега на уровне моря. Эти примеры свидетельствуют о быстром образовании ледниковых тел в самых разнообразных природных условиях в результате быстрого снижения снеговой линии, а значит, о быстрых климатических флуктуациях в полярных регионах Земли.

Доказательства существования и геологической работы пассивных ледников в прошлом (эрозия подстилающего субстрата талыми ледниковыми водами) ставят под сомнение необходимость привлечения крупных ледниковых покровов типа антарктического или гренладского, которые распространены ледниковой теорией на большую часть Северной полярной области Земли, для объяснения всех особенностей рельефа Арктики. На значительном геоморфологическом и геологическом фактическом материале удалось показать, что ледниковые щиты не имели места ни в Баренцевом и Карском морях, ни на островных архипелагах: Северная Земля, Шпицберген, Земля Франца-Иосифа, Новая Земля. Эти островные архипелаги, как и полуостров Таймыр, были центрами оледенений, но не перекрывались ледниковыми щитами. Такая точка зрения резко противоречит принятой у нас в стране, в Западной Европе и в Северной Америке ледниковой теории, согласно которой часть шельфа (например, вся акватория Баренцева моря и большая часть акватории Карского моря) была занята ледниковыми покровами, подобными антарктическому ледниковому щиту.

В последние годы удалось получить и систематизировать новые данные по радиоуглеродному датированию береговых линий островных архипелагов Шпицберген, Земля Франца-Иосифа, Новая Земля (Большиянов, 2006; Большиянов и др., 2006; Большиянов и др., 2009а; Шарин и др., 2007). Эти данные не подтверждают куполообразного гляциоизостатического поднятия суши с предположением о существовании 17–18 тысяч лет назад крупных ледниковых покровов, занимавших Баренцево и Карское моря. В районах этих островов действуют блоковые разнонаправленные тектонические движения земной коры, не имеющие гляциоизостатической природы (Большиянов и др., 2009а).

Под натиском новых фактов ледниковая теория вынуждена отодвигать время существования ледниковых щитов в более ранние периоды позднего неоплестоцена, но исходные её позиции остаются прежними – в Арктике имели место только крупные ледниковые щиты, которые и определяли развитие природной среды. Если есть признанные данные о том, что в последнем ледниковом максимуме (17–18 тыс. л.н.) ледниковых щитов на какой-то территории не было, например, на севере Западной Сибири, то это означает с точки зрения ледниковой теории, что вообще никаких ледников там в это время не было. Эта позиция также неверна, т. к. ледники на этой конкретной территории были до и после последнего ледникового максимума, и даже в течение Малого ледникового периода, закончившегося там всего 100 лет назад (Большиянов и др., 2007). Это были обширные, но маломощные ледниковые покровы, на большей своей площади не способные к растеканию.

Колонки отложений, полученные в результате бурения озера Эльгыгытгын, находятся в первичной стадии изучения. Однако имеющиеся описания отложений во время бурения позволяют сделать предположение, что и в котловину озера спускались ледники на различных стадиях её развития в течение последних 3,5 миллионов лет.

Представления о пассивном оледенении Арктики имеют значительно меньше противоречий по сравнению с гипотезой крупных растекающихся по Северной полярной области Земли покровных ледников. Многие проблемы расселения растений, животных и человека в Арктике теперь могут получить вполне адекватное объяснение, которое исключается при господствующих представлениях о гигантских ледниковых щитах прошлого.

В любом случае новые представления о пассивных ледниках побуждают исследователей организовывать новые экспедиции и проекты для выяснения столь важного для палеоклиматологии вопроса о месте и роли ледников в развитии полярных регионов планеты.

Формирование ледового комплекса пород в море Лаптевых

Ледовый комплекс пород (ЛК) – это накопленные в течение периода с 60-ти до 15 тысяч лет назад алеврито-песчаные отложения с большим количеством органических остатков и льдов повторно-жильного происхождения. Количество льда в ЛК может достигать 80–90 % от объёма породы. Грандиозные разрезы ЛК приурочены к побережьям морей Лаптевых и Восточно-Сибирского. ЛК в последнее время привлёк внимание научной общественности по нескольким причинам. Во-первых, разрушение берегов, сложенных ЛК, идёт быстрыми темпами, в результате чего Россия ежегодно теряет до 10 км² суши (Григорьев, 2008). Во-вторых, при разрушении ЛК в воду рек и морей поступает значительное количество углерода, содержание которого в воздухе в виде углекислого газа считается значимым для формирования климата. В-третьих, само происхождение ЛК до сих пор не получило достаточного объяснения. Разрешение этой проблемы означает получение новых инструментов проникновения в понимание гидрометеорологических процессов. Ведь все ныне развитые гипотезы формирования ЛК связаны с гидрометеорологическими явлениями. Эоловая гипотеза – отложение осадков из сильно запылённой атмосферы во время холодных эпох плейстоцена. Аллювиальная гипотеза – отложение и промерзание речных отложений на громадных пространствах в низовьях рек Восточной Сибири. Гипотеза экстранивитов – разрушение пород в результате нивации, переотложение и промерзание продуктов разрушения. Четвёртая гипотеза в научных кругах считается наиболее слабой и мало кто из учёных считает её достойной внимания. Это гипотеза формирования ЛК в результате накопления и промерзания осадков в бассейне, сначала морском, затем пресноводном.

Наши исследования, проведённые на побережье моря Лаптевых, с очевидностью показывают, что формировние ЛК невозможно без влияния морского фактора (Большиянов и др., 2008; Макаров и др., 2008). Наиболее значимые данные для обоснования этой гипотезы получены в результате бурения 5 мелких скважин (до 77 м глубиной) на берегу и на акватории юго-западной части моря от мыса Мамонтов Клык в ходе российско-германской экспедиции «Южный берег моря Лаптевых-2005». Изучение строения отложений, их датирование, анализ микрофоссилий и солевого состава осадков подстилающих ЛК и осадков самого ЛК показали их неразрывную связь во времени и лишь изменение обстановок осадконакопления от типично морской до пресноводной.