Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Науки о Земле

ISSN 1819-7663 (Print)
ISSN 2542-1921 (Online)

Для цитирования:

Богданов М. Б., Червяков М. Ю. Оценка импульсной передаточной характеристики земной климатической системы на столетнем интервале времени // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Науки о Земле. 2020. Т. 20, вып. 4. С. 226-233. DOI: 10.18500/1819-7663-2020-20-4-226-233

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 61)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
География
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
551.58
DOI: 
10.18500/1819-7663-2020-20-4-226-233

Оценка импульсной передаточной характеристики земной климатической системы на столетнем интервале времени

Авторы: 
Богданов Михаил Борисович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Червяков Максим Юрьевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Земная климатическая система (ЗКС) рассматривается как линейная система, входом которой является изменение солнечной постоянной, а выходом – аномалия глобально осредненной приповерхностной температуры. В результате восстановления импульсной передаточной характеристики на столетнем интервале с использованием реконструированных данных о солнечной постоянной и глобальной температуре показано, что ее постоянная времени равна 32 годам ± 14 лет. Чувствительность ЗКС к радиационному воздействию составляет 1.31 ± 0.63 К·Вт-1·м2, а коэффициент положительной обратной связи – 4.4 ± 2.1. Найденные значения характеристик ЗКС не противоречат данным, полученным осреднением по ансамблю моделей CMIP5.

Ключевые слова: 
земная климатическая система
импульсная передаточная характеристика
постоянная времени
чувствительность
теплоемкость
Список источников: 
  1. Climate Change 2013 : The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / eds. T. F. Stocker [et al.]. Cambridge : Cambridge Univ. Press, 2013. 1535 p.
  2. Дымников В. П., Лыкосов В. Н., Володин Е. М. Моделирование климата и его изменений : современные проблемы // Вестник РАН. 2012. Т. 82, № 3. С. 227–336.
  3. Douglass D. H., Clader B. D., Knox R. S. Climate sensitivity of Earth to solar irradiance : update // Paper presented at 2004 solar radiation and climate (SORCE) meeting on decade variability in the Sun and the climate, Meredith, New Hampshire, 27–29 October 2004. P. 1–16 [Электронный ресурс]. URL: http://arxiv.org/abs/physics/0411002 (дата обращения: 05.03.2020).
  4. Lockwood M. Recent changes in solar outputs and the global mean surface temperature. III. Analysis of contributions to global mean air surface temperature rise // Proceedings of the Royal Society A. 2008. Vol. 464. P. 1387–1404.
  5. Bogdanov M. B., Efremova T. Yu., Katrushchenko A. V. Estimation of impulse response of Earth’s climate system at short time intervals // Journal of Atmospheric and SolarTerrestrial Physics. 2012. Vol. 86. P. 51–55.
  6. Богданов М. Б., Червяков М. Ю. Оценка времени реакции и чувствительности земной климатической системы к радиационному воздействию // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Науки о Земле. 2019. Т. 19, вып. 4. С. 216–223. DOI: https://doi.org/10.18500/1819-7663-2019-19-4-216-223
  7. Schwartz S. E. Heat capacity, time constant, and sensitivity of Earth’s climate system // Journal of Geophysical Research. 2007. Vol. 112. D24S05. DOI: https://doi.org/10.1029/2007JD008746
  8. Schwartz S. E. Reply to comments by G. Foster et al., R. Knutti et al., and N. Scafetta on ‘‘Heat capacity, time constant, and sensitivity of Earth’s climate system’’ // Journal of Geophysical Research. 2008. Vol. 113. D15105. DOI: https://doi.org/10.1029/2008JD009872
  9. Scafetta N. Comment on ‘‘Heat capacity, time constant, and sensitivity of Earth’s climate system’’ by S. E. Schwartz // Journal of Geophysical Research. 2008. Vol. 113. D15104. DOI: https://doi.org/10.1029/2007JD009586
  10. Scafetta N. Empirical analysis of the solar contribution to global mean air surface temperature change // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2009. Vol. 71. P. 1916–1923.
  11. Мохов И. И., Безверхний В. А., Елисеев А. В., Карпенко А. А. Взаимосвязь изменений глобальной приповерхностной температуры с изменениями солнечной активности по данным наблюдений и реконструкций для XVII–XX веков и по модельным расчетам // Доклады РАН. 2006. Т. 409, № 1. С. 115–119.
  12. Мохов И. И., Смирнов Д. А. Диагностика причинноследственной связи солнечной активности и изменений глобальной приповерхностной температуры Земли // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2008. Т. 44, № 3. С. 283–293.
  13. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. М. : Наука, 1979. 142 с.
  14. Тихонов А. Н., Гончарский А. В., Степанов В. В., Ягола А. Г. Регуляризирующие алгоритмы и априорная информация. М. : Наука, 1983. 200 с.
  15. Гончарский А. В., Черепащук А. М., Ягола А. Г. Некорректные задачи астрофизики. М. : Наука, 1985. 352 с.
  16. Lean J. Evolution of the Sun’s spectral irradiance since the Maunder minimum // Geophysical Research Letters. 2000. Vol. 27. P. 2425–2428.
  17. Lean J. Solar irradiance reconstruction // IGBP Pages. World Data Center for Paleoclimatology. Data Contribution Series. NOAA/NGDC Paleoclimatology Program. Boulder, CO, USA. 2004. № 2004-035. P. 1–12.
  18. Krivova N. A., Vieira L. E. A., Solanki S. K. Reconstruction of solar spectral irradiance since the Maunder minimum // Journal of Geophysical Research. 2010. Vol. 115. A12112. DOI: https://doi.org/10.1029/2010JA015431
  19. Yeo K. L., Krivova N. A., Solanki S. K. Solar cycle variation in solar irradiance // Space Science Reviews. 2014. Vol. 186. P. 137–167. DOI: https://doi.org/10.1007/s11214-014-0061-7.
  20. Egorova T., Schmutz W., Rozanov E., Shapiro A. I., Usoskin I., Beer J., Tagirov R. V., Peter T. Revised historical solar irradiance forcing // Astronomy and Astrophysics. 2018. Vol. 615. A85. P. 101–116. DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/201731199
  21. Mann M. E., Zhang Z., Hughes M. K., Bradley R. S., Miller S. K., Rutherford S., Ni F. Proxy-based reconstructions of hemispheric and global surface temperature variations over the past two millennia // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2008. Vol. 105. P. 13252–13257. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.0805721105
  22. Hansen J., Sato M., Russell G., Kharecha P. Climate sensitivity, sea level, and atmospheric carbon dioxide // Philosophical Transactions of the Royal Society. 2013. Vol. 371. P. 234–245. DOI: https://doi.org/10.1098/rsta.2012.0294