Скидываю нашу статью, недавно опубликованную в материалах 12 международной конференции 10-12 апреля в г.Чите. Рисунки, наверное, не будут воспроизведены.
Д.Н. Исупов
Руководитель: П.Ю. Лукьянов, к.т.н.
Забайкальский институт железнодорожного транспорта, г.Чита, Россия
Прогнозирование климатических изменений для строительства в районах вечной мерзлоты на территории Забайкалья
В работе произведен сравнительный и корреляционный анализ вариаций относительного распределения изотопов кислорода О16 и О18, дейтерия D2 и водорода Н1, полученных из ледяных кернов при бурении скважин в Антарктиде в куполе "С" на станции "Конкордия", и на станции "Восток", с кривыми солнечной активности, кривыми содержания С14 в годичных кольцах деревьев, и шириной годичных колец деревьев, произраставших на территории Забайкалья. На основе всех данных сделаны прогнозы климатических изменений на краткосрочную перспективу в 100-200 лет и выводы о характере предстоящих изменений в вечномерзлых грунтах для районов строительства Восточной Сибири и Забайкалья.
На основе анализа всех данных можно сделать следующие выводы о характере климатических изменений как в долгосрочной, так и в краткосрочной ретроспективе.
– Глобальные потепления, подобные нынешнему, неоднократно имели место в прошлом. Так, за последние 800 тыс. лет таких потеплений было 8, при этом период между потеплениями составлял от 80 до 120 тыс. лет. Потепление происходит за относительно короткий период времени, порядка 10 тыс. лет, после чего следует медленное похолодание, продолжительностью в несколько десятков тысяч лет. Нынешнее глобальное потепление началось 10 тыс. лет назад (последний ледниковый период).
– На фоне общего глобального потепления происходили относительные похолодания продолжительностью по 50 – 200 лет. Сравнение кривых солнечной активности, содержание углерода в годичных кольцах деревьев и данных из летописных источников позволяет сделать вывод, что относительные похолодания связанны с "замиранием" двенадцатилетнего солнечного цикла. За последние 400 лет такие "замирания" наблюдались дважды в XVII и XIX веках. Ширина годичных колец деревьев определенным образом связана с изменением климата. Так, более засушливым периодам соответствуют более узкие кольца, причем продолжительность засух в Забайкалье составляет 10-12 лет, что близко к продолжительности цикла солнечной активности.
– Пространственно-частотный спектр ширины годичных колец деревьев, полученный путем быстрого преобразования Фурье, содержит частоты, связанные с основным циклом солнечной активности, а также субгармоники этих частот.
– Прямые данные о решающем вкладе антропогенного влияния на глобальное изменение климата отсутствуют. Наоборот, все расчеты и наблюдения говорят о том, что антропогенный вклад не превышает 10% от вклада естественных и геологических факторов.
Рис.1. Относительное содержание изотопов кислорода и водорода в пробах кернов льда, полученных при бурении скважины на антарктической станции "Конкордия"
Рис.2 . Типичная структура годовых колец, связанная с засушливым периодом продолжительностью 10-12 лет
Рис.3. Пространственно-частотный спектр ширины годичных колец.
Сведение лесов, в том числе и тропических, не так опасно с точки зрения уменьшения поступления кислорода в атмосферу. Жизнедеятельность растений оказывает гораздо большее влияние на климат за счет связывания атмосферного углерода.
На основе всех данных может быть получен следующий прогноз для Забайкалья (в предположении, что добыча ископаемого топлива стабилизируется на существующем уровне).
Потепление будет продолжаться еще около 1000 лет. При этом температура вырастет на 10% по сравнению с последним ледниковым периодом. На фоне общего потепления возможны небольшие похолодания, связанные с "замиранием" 12 летнего солнечного цикла. Смещение природно-климатических зон будет продолжаться к северу еще на 200 – 400 километров. Таким образом, для вечномерзлых грунтов Забайкалья, температура которых составляет около –4С, можно прогнозировать высокую вероятность оттаивания в течение расчетного срока строительства, что требует принятия соответствующих мер на этапе проектирования, как то электрическое оттаивание линз вечной мерзлоты, или использование керосиновых свай и других теплообменников для понижения температуры грунта.
Литература
1) Jouzel, V. Masson-Delmotte, O. Cattani, G. Dreyfus, и др.Orbital and millennial Antarctic climate variability over the past 800,000 years /Science. 2007. V. 317. P. 793-796.
2) EPICA community members Eight glacial cycles from an Antarctic ice core // Nature. 2004. V. 429. P. 623-2)
3) Urs Siegenthaler, Thomas F. Stocker, Eric Monnin, Dieter Lüthi, Jakob Schwander, Bernhard Stauffer, Dominique Raynaud, Jean-Marc Barnola, Hubertus Fischer, Valérie Masson-Delmotte, Jean Jouze Stable сarbon cycle-climate relationship during the Late Pleistocene // Science. 2005. V. 310. P. 1313-1317.
4) Lisiecki L.E., Raymo M.E. A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ18O records. 2005. Paleoceanography. V. 20. doi:10.1029/2004PA001071,
Участники
Форум