DOI: https://doi.org/10.26565/2410-7360-2018-49-12

Ідентифікація впливу сонячної радіації на кліматичні показники території України

Svitlana Ivanivna Reshetchenko, Valentina Hrygoryvna Klymenko, Nadyia Ivanivna Cherkashyna, Borys Sergiyovich Buznytskyi

Анотація


Наводяться результати статистичного аналізу впливу сонячної радіації на показники температури повітря та атмосферного тиску на території України впродовж року та сезонів за період 1965-2015 рр. Враховуючи, що кліматичні зміни та їх наслідки охоплюють всі компоненти кліматичної системи, сьогодні постає проблема у подальшому їх вивченні з метою поглиблення розуміння атмосферних процесів, які моделюють погодні умови на різних за властивостями територіях. Серед природних джерел впливу на просторово-часові зміни температури повітря на Землі увагу привертає сонячна активність, адже вона характеризує кількість тепла, що надходить на поверхню Землі, та визначає можливості процесів теплообміну між складовими кліматичної системи.
За допомогою методу статистичного кореляційного аналізу отримані коефіцієнти кореляції, що характеризують мінливість показників сонячної радіації, температури повітря та атмосферного тиску на досліджуваній території. Дана методика дозволяє оцінити ступінь та характер впливу сонячної радіації на регіональний температурний режим та розподіл атмосферного тиску. Теплофізичні властивості підстильної поверхні даної території визначають процеси теплообміну. Температура повітря виступає як опосередкований показник, оскільки сонячна енергія, в першу чергу, перетворюється в теплову підстильної поверхні. Встановлено, що прямий кореляційний зв'язок між показниками сонячної радіації є характерним для полів температури повітря та атмосферного тиску. Статистично значима залежність між надходженням сонячної радіації на територію України та атмосферним тиском прослідковується у весняно-осінній період переважно на більшості станцій. Між сонячною радіацією та температурою повітря обернений кореляційний зв’язок спостерігається взимку, перетворюючись на прямий у весняно-літній період.


Ключові слова


сонячна радіація; сонячна активність; температурний режим; температура повітря; атмосферний тиск; коефіцієнт кореляції; зміна клімату; регіональна температура

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Eremeev, V.N., Zhukov, A. N., Sizov, A. A. (2010). Fraktal'no-volnovye svojstva mezhgodovyh kolebanij temperatury vozduha regional'nyh i global'noj klimaticheskih sistem [Fractal-wave properties of interannual fluctuations in air temperature of regional and global climate systems]. Geoіnformatika, 4, 77-84.

Zherebcov, G. A., Kovalenko, V. A., Molodyh, S. I. (2008). Solnechnaja aktivnost' i dinamicheskie processy v atmosfere i teplosoderzhanii mirovogo okeana [Solar activity and dynamic processes in the atmosphere and heat content of the global ocean]. Solnechno-zemnaja fizika, 12 (2), 268-271.

Kalifarska, N. A., Bahmutov, V. G., Mel'nik, G. V. (2016). Svjaz' izmenenij klimata s geomagnitnym polem. 3. Severnoe i Juzhnoju polusharie [Connection of climate change with the geomagnetic field. 3. Northern and Southern Hemisphere]. Geofizicheskij zhurnal, 3 (38), 52-71.

Kanat'ev, A.G., Kasatkina, E. A., Shumilov, O. I. (2006). Projavlenija ciklov solnechnoj aktivnosti v atmosfere Severnoj Atlantiki i Evropy [Manifestations of solar activity cycles in the atmosphere of the North Atlantic and Europe]. Meteorologija i gidrologija. Moskva, 55-59.

Korchemlyuk, M.V., Kravchy`ns`ky`j, R.L., Savchuk, B.B. (2017). Vply`v geliofizy`chny`x faktoriv na meteorologichni umovy` Karpats`kogo nacional`nogo pry`rodnogo parku (KNPP) [Influence of heliophysical factors on meteorological conditions of the Carpathian National Nature Park]. Materialy` mizhnarodnoyi naukovo-prakty`chnoyi konferenciyi «Innovacijny`j rozvy`tok nauky` novogo ty`syacholittya», Uzhgorod, Ukraine, 152-155.

Kocharov, G.E., Ogurcov, M. G. (1997). Sovremennye problemy solnechnoj ciklichnosti [Modern problems of solar cyclicity]. Sankt-Peterburg: Gl. astron. observatorija, 130-136.

IPCC. 2014. In Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Availabe at.: https:// ipcc. ch/pdf.

Chistjakov, V.F. (1997). Solnechnye cikly i kolebanija klimata [Solar cycles and climate variation], Vladivostok, Russia, 156 p.

Beckman, J. E., Mahoney, T. J. (1998). The Maunder Minimum and Climate Change: Have Historical Records Aided Current Research? Library and Information Services in Astronomy III. Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, Spain, 153, 212-217.

Charvátová, I. (2000). Can origin of the 2400-year cycle of solar activity be caused by solar inertial motion? Annales Geophysicae, 18, 399-405.

Forster, P., Ramaswamy, V., Artaxo, P., Berntsen, T., Betts, R., Fahey, D. W. (2007). Changes in atmospheric constituents and in radiative forcing. Climate change 2007: The physical science basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate, 67.

Haigh, J. D. (1996). The Impact of Solar Variability on Climate. Science, 272, 981-984.

Javaralah, J., Rozelot, J. P., Bertello, L. (2012). The Solar Cycle. Advances in Astronomy, 2012, 2.

Kuznetsova, T. V., Tsirulnik, L. B. (2006). Solar cycles in global temperatures. International Astronomical Union, 233(S233), 401-402.

Lean, J., Beer, J., Bradley R. (1995). Reconstruction of solar irradiance since 1610: Implications for climate change. Geophysical research letter, 22, 3195-3198.

Martin-Puertas, C., Matthes, K., Brauer, A. (2012). Regional atmospheric circulation shifts induced by a grand solar minimum. Nature Geoscience, 5 (6), 397-401.

Ogurtsov, M. G., Kocharov, G. E., Lindholm, M., Eronen, M., Nagovitsyn, Yu. A. (2001). Solar Activity and Regional Climate. Radiocarbon, 43, No 2A (Part 1 of 3), 439-447.

Parker, D.E., Jones, P. D., Folland, C. K. (1994). Interdecadal changes of surface temperature since the late nineteenth century. Geophys. Res., 99 (D7), 14 373-14 399.

Seppälä, A., Randall, C. E., Clilverd, M. A. (2009). Geomagnetic activity and polar surface level air temperature variability. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 114, 634.

Solanki, S. K., Krivova, N. A., Schüssler, M. (2002). Search for a relationship between solar cycle amplitude and length. Astronomy and Astrophysics, 396 (3), 1029–1035.

Solanki, S.K., Usoskin, I. G., Kromer, B., Schüssler, M., Beer, J. (2004). An unusually active Sun during recent decades compared to the previous 11,000 years. Nature, 431 (7012), 1084-1087.

Solargis. World solar resource maps. Available at.: https://solargis.com/products/maps-and-gis-data/free/download/world.

Solheim, J.-E., Stordahl, K., Humlum, O. (2011). Solar Activity and Svalbard Temperatures. Advances in Meteorology, 2011, 8.

Sumaruk, Yu.,Reda, J. (2011). Secular variations of the geomagnetic field and solar activity. J. Geophysical, 33 (4), 134-141.

Sunspot Number. Sunspot Index and Long-term Solar Observations. Available at.: http://sidc.be/silso/datafiles.

Tartakovsky, V. A. (2017). The effect of solar activity on the temperature in the ground layer. Atmospheric and Oceanic Optics, 30 (3), 269-276.

The New Grand Minimum. Actuaries Summit: 20-21 May 2013, Hilton, Sydney, Institute of Actuaries of Australia, Sydney, 34.

Usoskin, I. G., (2017). A History of Solar Activity over Millennia. Living Reviews in Solar Physics, 14 (1), 97.

Usoskin, I. G., Solanki, S. K., Kovaltsov, G. A. (2007) Grand minima and maxima of solar activity: new observational. Astronomy and Astrophysics, 471 (1), 301-309.

Wei, S., Wang, J., Chen, J. (2017). Contrast analysis between the trajectory of the planetary system and the periodicity of solar activity. Annales Geophysicae, 35 (3), 659–669.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Еремеев В.Н. Фрактально-волновые свойства межгодовых колебаний температуры воздуха региональных и глобальной климатических систем / В. Н. Еремеев, А. Н. Жуков, А. А. Сизов // Геоінформатика. – 2010. – № 4. – С. 77-84.
2. Жеребцов Г. А. Солнечная активность и динамические процессы в атмосфере и теплосодержании мирового океана / Г. А. Жеребцов, В. А. Коваленко, С. И. Молодых, и др. // Солнечно-земная физика. – Вып. 12, Т. 2. – 2008. – С. 268-271.
3. Калифарска Н. А. Связь изменений климата с геомагнитным полем. 3. Северное и Южною полушарие / Н. А. Калифарска, В. Г. Бахмутов, Г. В. Мельник // Геофизический журнал. – №3, Т. 38. – 2016. – С. 52-71.
4. Канатьев А. Г. Проявления циклов солнечной активности в атмосфере Северной Атлантики и Европы / А. Г. Канатьев, Е. А. Касаткина, О. И. Шумилов // Метеорология и гидрология. – Москва, 2006. – С. 55-59.
5. Корчемлюк М.В. Вплив геліофізичних факторів на метеорологічні умови Карпатського національного при-родного парку (КНПП) / М.В. Корчемлюк, Р.Л. Кравчинський, Б.Б. Савчук // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції «Інноваційний розвиток науки нового тисячоліття». – Ужгород, 2017. – С. 152-155.
6. Кочаров Г.Е. Современные проблемы солнечной цикличности / Г. Е. Кочаров, М. Г. Огурцов // Санкт-Петербург: Гл. астрон. обсерватория, 1997. – С. 130-136.
7. IPCC. 2014. In Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Availabe at : https:// ipcc. ch/pdf.
8. Чистяков В.Ф. Солнечные циклы и колебания климата / В. Ф. Чистяков // Сер. «Труды УАФО». – Вып. 1. – Владивосток: Дальнаука, 1997. – 156 с.
9. Beckman, John E. The Maunder Minimum and Climate Change: Have Historical Records Aided Current Research? / John E. Beckman, Terence J. Mahoney // Library and Information Services in Astronomy III. – Vol. 153. – Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, Spain, 1998. – P. 212-217.
10. Charvátová, I. Can origin of the 2400-year cycle of solar activity be caused by solar inertial motion? / I. Charvátová // Annales Geophysicae. – Vol. 18. – 2000. – P. 399-405.
11. Forster, P. Ramaswamy, V., Artaxo, P., Berntsen, T., Betts, R., Fahey, D. W., et al. Changes in atmospheric constituents and in radiative forcing / Edited by S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K. B. Averyt, M. Tignor & H. L. Miller // Climate change 2007: The physical science basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. – Cambridge: Cambridge University Press, 2007. – 67 p.
12. Haigh, Joanna D. The Impact of Solar Variability on Climate / Joanna D. Haigh // Science. – Vol. 272. – 1996. P. 981-984.
13. Javaralah, J. The Solar Cycle / J. Javaralah, J. P. Rozelot, Luca Bertello // Advances in Astronomy. – Volume 2012. – 2012. – 2 p.
14. Kuznetsova, T. V. Solar cycles in global temperatures / T. V. Kuznetsova, L. B. Tsirulnik // International Astronomical Union. – 233(S233). – 2006. – P. 401-402.
15. Lean, Judith. Reconstruction of solar irradiance since 1610: Implications for climate change / Judith Lean, Juerg Beer, Raymond Bradley // Geophysical research letter. – Vol. 22, No. 23. – 1995. – P. 3195-3198.
16. Martin-Puertas, Celia. Regional atmospheric circulation shifts induced by a grand solar minimum / Celia Martin-Puertas, Katja Matthes, Achim Brauer, et al. // Nature Geoscience. – 5 (6). – 2012. – P. 397-401.
17. Ogurtsov, M. G. Solar Activity and Regional Climate / M. G. Ogurtsov, G. E. Kocharov, M. Lindholm, M. Eronen, Yu. A. Nagovitsyn // Radiocarbon. – Vol 43, No 2A (Part 1 of 3). – 2001. – P. 439-447.
18. Parker, D.E. Interdecadal changes of surface temperature since the late nineteenth century / D. E. Parker, P. D. Jones, C. K. Folland, et al. // Geophys. Res. – Vol. 99, No. D7. – 1994. – P. 14 373-14 399.
19. Seppälä, A. Geomagnetic activity and polar surface level air temperature variability / A. Seppälä, C. E. Randall, M. A. Clilverd, et. al. [Edited by Franz-Josef Lübken] // Journal of Geophysical Research: Space Physics. – Vol. 114. – 2009. – 634 p.
20. Solanki, S. K. Search for a relationship between solar cycle amplitude and length / S. K. Solanki, N. A. Krivova, M. Schüssler, et. al. // Astronomy and Astrophysics. – Vol. 396, No. 3. – 2002. – P. 1029–1035.
21. Solanki, S.K. An unusually active Sun during recent decades compared to the previous 11,000 years. / S. K. Solanki, I. G. Usoskin, B. Kromer, M. Schüssler and J. Beer // Nature. – Vol. 431. – No. 7012. – 2004.– P. 1084-1087.
22. Solargis. World solar resource maps [Електронний ресурс]: [Веб-сайт]. – Електронні дані. – Режим доступу : https://solargis.com/products/maps-and-gis-data/free/download/world (дата звернення 24.01.2018 р.).
23. Solheim, Jan-Erik. Solar Activity and Svalbard Temperatures / Jan-Erik Solheim, Kjell Stordahl, Ole Humlum // Advances in Meteorology. – Volume 2011. – 2011. – 8 p.
24. Sumaruk, Yu. Secular variations of the geomagnetic field and solar activity / Yu. Sumaruk, J. Reda // Геофизиче-ский журнал. – 2011. – Т. 33, № 4. – С.134-141.
25. Sunspot Number. Sunspot Index and Long-term Solar Observations. [Електронний ресурс]: [Веб-сайт]. – Елек-тронні дані. – Режим доступу : http://sidc.be/silso/datafiles (дата звернення 21.10.2017 р.). – Назва з екрану.
26. Tartakovsky, V. A. The effect of solar activity on the temperature in the ground layer / V. A. Tartakovsky // Atmospheric and Oceanic Optics. – Vol. 30, No. 3. – 2017. – P. 269-276.
27. The New Grand Minimum. Actuaries Summit: 20-21 May 2013, Hilton, Sydney / Prepared by Brent Walker // Institute of Actuaries of Australia. – Sydney, 2013. – 34 p.
28. Usoskin, I. G. A History of Solar Activity over Millennia / I. G Usoskin // Living Reviews in Solar Physics – Volume 14, Issue 1, December 2017. – 2017. – 97 p.
29. Usoskin, I. G. Grand minima and maxima of solar activity: new observational / I. G. Usoskin, S. K. Solanki, G. A. Kovaltsov // Astronomy and Astrophysics. – Vol. 471(1). – 2007. – P. 301-309.
30. Wei Sun. Contrast analysis between the trajectory of the planetary system and the periodicity of solar activity / Wei Sun, JianWang, JinRu Chen, et al. // Annales Geophysicae. – 35 (3). – 2017. – P. 659–669.





Copyright (c) 2018 Svitlana Ivanivna Reshetchenko, Valentina Hrygoryvna Klymenko, Nadyia Ivanivna Cherkashyna, Borys Sergiyovich Buznytskyi

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN 2411-3913 (Online), ISSN 2410-7360 (Print)


License Creative Commons Creative Commons «Attribution» 4.0 WorldWide.