Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федеральное агентство

(МИНОБРНАУКИ РОССИИ)

ТОМСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА (ТГУ)

Геолого-географический факультет

Кафедра метеорологии и климатологии

Курсовая работа

Особенности протекания климатов прошлого

Томск 2012



Оглавление

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Факторы, влияющие на климат

1.2 О климате всей планеты

1.3 Четвертичный период

1.4 Климат голоцена. Изменение климата за последнее тысячелетие

1.5 Методы восстановления климата прошлого

2. Практическая часть

2.1 Методы геотермального бурения

2.2 Преимущества геотермального подхода в климатических исследованиях

2.3 Материалы исследования. Оценка изменений климата Земли на основе геотермальных данных

2.4 Глубинные профили

Вывод

Глоссарий к работе

Список литературы

Приложение



Введение

Актуальность темы «Климаты прошлого» бесспорна. Потому что, климат оказывал и оказывает существенное влияние на деятельность человека на протяжении всей истории развития цивилизации.

Наука, которая изучает климат - климатология, являющаяся одной из древнейших наук, - возникла на основе практических запросов человеческого общества и всегда способствовала развитию производительных сил и поддержанию благосостояния общества. Причиной подъема или упадка культур целых наций и государств были изменения климата.

Вопрос об изменениях климата привлекал внимание многих исследователей, по сборанному и изученному материалу о климатических условиях различных эпох.

Сейчас ученые многих стран занялись поисками методов восстановления климатов прошлого. В решении этой проблемы важное место принадлежит изучению исторических источников.

Целью настоящей работы является анализ климатов прошлого, а также проблем регулирования климата.

Для выполнения поставленной цели мной сформулированы следующие задачи:

1. Изучить по литературным источникам климаты прошлых эпох;

2. Ознакомиться с геотермальными данными;

3. Рассмотреть методы восстановления климата.

1. Теоретическая часть

1.1 Факторы, влияющие на климат

На формирование климатов различных районов Земли сильно влияют факторы, не зависящие от широты, например, рельеф, близость крупных водоемов, режим ветра и т. д. Факторы, связанные с рельефом местности, оказывают свое влияние на любой широте.

Ветер. Важно, где сформировался очаг ветрового воздушного потока, в жарком или в холодном районе, влажном или сухом, и над какими районами воздушный поток перемещался и изменял свои свойства.

Континентальный климат. Сухой климат, типичный для глубинных районов континентов, количество осадков незначительное, влажность воздуха в течение года низкая. Амплитуда колебаний температуры воздуха зависит от широты данного района. В тропическом поясе Земли для континентального климата колебания температуры небольшие, а в умеренных широтах межсезонные контрасты могут сильно менятся. Пустыни и степи -- самое яркое проявление сухого континентального климата.

Морской климат. На океанических островах, колебания температуры воздуха небольшие, и незначительно изменяется от дня к ночи и от лета к зиме. Высокая относительная влажность, прохладным летом и мягкой зимой (в умеренных широтах), большая облачность, вызванная интенсивной циклонической деятельностью и сильными ветрами. Наступление самых высоких и самых низких температур запаздывает (по сравнению с областями с континентальным климатом) на 1-2 месяца, а весна бывает холоднее осени.

Климат прибрежных районов. Влияние морских течений, а также ветра, подвергающегося воздействию этих течений. В поясе еге преобладают западный перенос на западных берегах континентов климат морской, на восточных -- континентальный. В поясе, где преобладают пассаты восточные берега континентов более тяготеют к морскому климату, а западные -- к континентальному.

Климат гор и плоскогорий. Температура воздуха понижается с увеличением высоты места над уровнем моря. Осадки в горных районах чаще выпадают на высотах в среднем до 2100 м, выше сезонные суммы осадков быстро уменьшаются. Восходящее движение воздуха по склонам гор уменьшает амплитуду колебания его температуры и сглаживает межсезонные ее контрасты. На плоскогорьях воздух перемешивается слабо и становится довольно устойчивым, поэтому амплитуда изменений его температуры здесь значительно больше, чем над равнинами.

Вулканические извержения. В результате выбросов после вулканических извержений в атмосферу попадают значительные объемы частиц и газов. Эти частицы переносятся тропосферными и стратосферными ветрами над обширными районами земного шара и не пропускают часть приходящей солнечной радиации. Любое изменение приходящей солнечной радиации неизбежно вызывает изменение регулярности, режима и места восходящих и нисходящих воздушных потоков, а также преобладающего климата, в том числе температуры. Вулканические выбросы уничтожают также стратосферный озон. Например, вследствие извержения в Мексике в 1982 г. вулкана Эль-Чичон в последующие три-четыре года было уничтожено порядка 10 % озона. В 1991 г. извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах вызвало уменьшение озона на 15 % в течение нескольких лет, и считается, что оно явилось причиной увеличения размера озоновой дыры над Антарктикой.

Солнечный цикл и орбита Земли. Конечным источником энергии, который приводит в действие климатическую систему, является солнечная радиация. Интенсивность меняется в определенных, относительно небольших пределах. Измерения интенсивности солнечного излучения имеются лишь за последние приблизительно 25 лет, активность солнечных пятен, давно использовалось для оценки изменений солнечной радиации. Потоки энергии Солнца Земля получает различные объемы солнечной радиации, в зависимости от ее движения по эллиптической орбите и соответствующего изменения ее расстояния до Солнца. В течение последнего миллиона лет ледниковые и межледниковые периоды менялись в зависимости от колебаний орбиты Земли. Для того, чтобы климат продолжал оставаться стабильным, солнечная энергия, достигающая поверхности Земли, должна уравновешиваться уходящей радиацией. Любое изменение приходящей солнечной радиации может вызвать глубокие изменения в погоде и климате Земли.

Влияние географической широты на климат. Определяет зональность в распределении элементов климата. Солнечная радиация поступает на верхнюю границу атмосферы в зависимости от географической широты, которая определяет полуденную высоту Солнца и продолжительность облучения. Поглощенная радиация распределяется в зависит от облачности, альбедо земной поверхности, степени прозрачности воздуха.

Распределение метеорологических величин становится заметнее с высотой, когда ослабевает влияние других факторов климата, связанных с земной поверхностью.

Теплообмена между атмосферой и океаном. Климат изменяется из-за теплообмена между атмосферой и океаном в настоящее время это решено связать с явлением Эль?Ниньо -- Южное колебание. Явление длительного потепления поверхности вод в центральной и восточной частях Тихого океана и комплекс процессов.

Эль?Ниньо хорошо видно в декабре на поверхности океана у побережья Эквадора и Перу вместо холодного течения появляется сравнительно тонкий слой теплой воды. В восточной части Эль?Ниньо развивалось в экваториальной зоны Тихого океана и на западном побережье Южной Америки усиливаются дожди, в Индии, Индонезии, Австралии, Восточной Африке, в Центральной Америке и восточной части Южной Америки возникают засухи. Шторма и ураганы усиливаются в Тихом океане и субтропическом поясе Северной Америки. Умеренные широты Северной Америки и дальневосточное побережье Тихого океана характеризуются потеплением зимнего периода. Явление Эль?Ниньо имеет планетарный масштаб.

Такое явление возникло благодаря процессам взаимодействия атмосферы и Тихого океана, которое называется Южным колебанием. Этот процесс можно представить в виде двух фаз, которые в виде схемы изображены на рис. 1.

Рис. 1. Сравнение циркуляции атмосферы и океана при нормальном состоянии (а) и при Эль?Ниньо (б) (Русин И.Н., Арапов П.П., 2008).

Развитие Эль?Ниньо приносит засуху на западное побережье Тихого океана, дожди в экваториальную часть Южной Америки и другие уже отмеченные климатические изменения. После окончания Эль?Ниньо климатическая система обычно возвращается к нормальной фазе, но иногда происходит сильный рост давления над побережьем Перу. Это приводит к аномально сильным пассатам и аномально большому выходу на поверхность у побережья Перу холодных глубинных вод. Эти воды распространяются на запад вместе с экваториальным течением в центральную и западную части Тихого океана. Эти случаи называются Ла?Нинья. Они сопровождаются развитием ураганов в Атлантическом океане, а также засушливым летом в Центральной Америке, аномально сильными муссонными дождями в Индии и юго-восточной Азии, прохладными и влажными зимами в юго-восточной Африке и восточной Австралии, холодными зимами в западной части Северной Америки и очень влажными зимами в восточной части Северной Америки [3,4,6,7].

1.2 О климате всей планеты

Начало палеозоя характеризовалось теплым климатом. Основные массы суши были сосредоточены в тропических и умеренных широтах. Южный и Северный полюса омывались океаном, и это препятствовало образованию льда. Похолодание климата, приведшее к новому крупному оледенению, отмечено около 450 млн. лет назад в позднем ордовике. К этому времени на поверхности земного шара произошли значительные перемещения материковых плит: на западе существовали обособленные друг от друга древние аналоги Северной Америки и Евразии. На востоке материки объединились в суперконтинент Гондвана, в который входили Африка, Южная Америка, Индия, Антарктида и Австралия. Позднеордовикский Южный полюс находился на месте нынешней Сахары. Здесь развилось большое покровное оледенение. Во время этого оледенения ледниковые щиты достигали толщины 2 км.

К силуру, т.е. 440 млн. лет назад, средняя температура снова выросла примерно до 20С. Это на 5С выше современной температуры. Климат стал более теплым. Потепление продолжалось и в девоне (от 400 до 350 млн. лет назад), когда средняя температура Земли достигала 25С. Во многих районах бурно развивалась растительность, климат был тропическим. Такие же условия сохранились и в карбоне. Однако, в течение каменноугольного периода происходило похолодание. Каменноугольные период, охватывающий интервал 350-285 млн. лет назад, был временем, когда образовался суперконтинент Пангея, простиравшийся от Северного до Южного полюсов. В начале Перми мощное покровное оледенение стало максимальным. Средняя температура упала до 8С. Глубокое похолодание климата имело существенное влияние на развитие растительного и животного мира. К концу пермского периода вымерло 75% семейств земноводных и свыше 80% пресмыкающихся. Но определенные виды растений, наоборот, сумели приспособиться к холодному климату.

В начале триасового периода (230 млн. лет назад) все основные массивы суши были спаяны в единый суперконтинент - Пангею. Впоследствии в Юрском периоде Пангея стала распадаться. Открылся широкий пролив между южным суперконтинентом Гондваной и северным суперконтинентом Лавразией, часть которого оказалась затопленной. Гондвана раскололась на Южную Америку, Африку, Индию, Антарктиду и Австралию. В течение триасового периода происходило постепенное потепление. Юрский период характеризовался теплыми температурами на всем своем протяжении. Юрскому климату была свойственна широтная зональность. В Юрский период на Земле царствовали динозавры. В меловой период, т.е.135 млн. лет назад, климат оставался теплым, средняя температура была 25С. В Западной Европе средние годовые температуры в Европе достигали 18-22С. В целом меловой период был теплее современного, хотя широтная зональность была отчетливой даже в самые теплые века мела.

В конце мелового периода происходит великое вымирание морской и наземной мезозойской флоры и фауны - погибли аммониты, белемниты, динозавры и значительная часть морского планктона. Причиной этой природной катастрофы, вероятно, было относительно кратковременное похолодание, вызванное выбросом в атмосферу огpомного количества аэрозолей, которые уменьшили приток солнечной радиации к земной поверхности до значений, понизивших глобальную температуру на 2,9С относительно предшествующего времени и температуру морской воды в полярных районах до 7 -8С.

На рубеже между мезозоем и кайнозоем климат Земли отличался мягкостью, был теплым и влажным, льдов в полярных районах не было, контраст между экватором и полюсами составлял 15-16С, в то время как сейчас он меняется от 30С летом до 60С зимой.

Кайнозойская эра, которая началась 65 млн. лет назад, вначале характеризовалась теплым климатом. В палеоцене сохранялись высокие температуры: средняя глобальная температура в это время превышала современную примерно на 8-9С, средняя годовая температура на широте Лондона (51 с.ш.), например, была не менее 21С (сейчас она равна 10С), средний меридиональный градиент экватор - полюс был равен 15-17С, т.е. примерно в два раза меньше, чем летом нашего времени.

В это время началось оледенение Антарктиды сначала в горах, а 15 млн. лет назад и на всем материке. Современная температура придонных вод в полярной области равна -lС, а в районе экватора 1-2С. Таким образом, тенденция к понижению температуры в течение кайнозойской эры от палеоцена к плиоцену, наблюдавшаяся в полярных районах, характеризует также условия на всем земном шаре. Причем, если до раннего плиоцена не обнаруживается больших колебаний средней температуры Земли, то, начиная со среднего плиоцена, фиксируются значительные колебания средних температур с амплитудой, достигающей 10С в течение периодов, длящихся несколько десятков тысяч лет.

В начале плиоцена 5,0 млн. лет назад началось потепление, вызвавшее таяние ледникового щита Антарктиды и горных ледников Северного полушария. Это привело к мощной глобальной трансгрессии (4,7-4,4 млн. лет назад), поднявшей уровень мирового океана на 100 м. Однако около 3,3-3,2 млн. лет назад началось новое глобальное похолодание, которое характеризовалось резким возрастанием нестабильности климата. Похолодание привело к появлению ледниковых щитов в Северном полушарии, в частности к возникновению первого покровного оледенения в Северной Америке (2,8-2,4 млн. лет назад), распространившегося до Великих озер, к росту континентальных ледниковых щитов в Антарктиде и резкому падению уровня Мирового океана. Появление мощного ледникового покрова в Антарктиде привело к увеличению альбедо и уменьшению солнечной радиации, получаемой Землей, к охлаждению вод циркумполярного течения вокруг Антарктиды и, следовательно, понижению температуры придонных вод всего Мирового океана [2,4, 11,12].

1.3 Четвертичный период

Четвертичный период характеризуется изменчивостью климатических условий, в умеренных и высоких широтах. Природные условия этого времени изучены гораздо подробнее по сравнению с более ранними периодами. К природным процессам относят, эпохи похолоданий, где наблюдалось разрастания ледяных покровов на суше и океанах.

Главное значение для разработки хронологии четвертичного периода имеют методы изотопного анализа, он включает в себя радиоуглеродный и калиево-аргонный методы. Радиоуглеродный метод дает результаты только для последних 40-50 тыс. лет, это заключительная фаза четвертичного периода. Калиево-аргонны метод применим для гораздо более продолжительных интервалов времени. Но точность результатов его использования заметно меньше, чем радиоуглеродного метода [13].

1.4 Климат голоцена. Изменение климата за последнее тысячелетие

За нижнюю границу голоцена принимают рубеж 10 тыс. лет назад. 14 тыс. лет назад началось повышение температуры, таяние ледников и разрушение ледниковых покровов. Это потепление климата имело глобальный характер. Оно сопровождалось деградацией вюрмских ледниковых покровов Европы и Северной Америки, но этот процесс не был монотонным. На его фоне происходили колебания температуры, частые наступания ледников, изменения уровня Мирового океана, высоты снеговой линии в горах, площади долинных ледников, распространения растительности. Исчезновение Скандинавского ледникового покрова произошло около 9 тыс. лет назад, а Северо-Американского - 7 тыс. лет до н.э. Периодизация голоцена основана на палеоботанических признаках. В Голоцененаблюдаются пять климатических периодов:

1) арктический и субарктический - конец оледенения и начало послеледниковья;

2) бореальный - прохладный и сухой;

3) атлантический - теплый и влажный;

4) суббореальный - теплый и сухой (ксеротермический);

5) субатлантический - прохладный и влажный.

В первый период (9-8 тыс. лет до н.э.) в связи с начавшимся потеплением произошло не только исчезновение покровных ледников в Северной Америке и Европе, но и заметное сокращение площади тундры в Европе. Сюда вновь начали распространяться березово-сосновые и таежные леса.

В бореальном периоде таежные леса продолжали оттеснять тундру к северу. За ними следовали широколиственные леса, которые заняли Южную и отчасти Среднюю Европу. Затем, около 6 тыс. лет назад, начался так называемый климатический оптимум, который отождествляют с атлантическим периодом. В атлантическое время климат был теплее современного. Половину Исландии во время климатического оптимума занимали березовые леса, тогда как сейчас они занимают 1 % территории в закрытых от арктических вторжений местах. В Европе растительность была богаче и содержала больше, чем сейчас, теплолюбивых видов; здесь растительные зоны продвинулись на север. Зона умеренных лесов продвинулась на север примерно на 5° широты. Среднегодовая температура в Европе была на 2-3° выше. В Европейской части России все лесные зоны продвинулись на север на 300-400 км, а темнохвойные леса вышли на берега Баренцева моря. В Азии тайга достигала района мыса Челюскина.

Многочисленные признаки из других мест Северного и Южного полушарий показывают, что во время голоценового оптимума теплый и влажный климат господствовал на всем земном шаре. Затем последовал суббореальный период, который продолжался около 2 тыс. лет (от 2500 г. до 500 г. до н.э.) и отличался похолоданием. Поэтому в этом периоде отмечается некоторое смещение всех ландшафтных зон к экватору, наступание горных ледников на Аляске, Шпицбергене, Исландии, в Альпах, усиление деловитости в высоких широтах, а в аридных областях - засушливости.

Около 500 лет до н.э. начался субатлантический период - прохладный и влажный, который продолжается по настоящее время. В этот период произошло ухудшение климата, он стал более прохладным, количество осадков увеличилось, например в Англии и Швеции в 1,5 раза. Началось развитие торфяных болот, наступление тундры на лес и леса на степь. Климат постепенно трансформировался в современный, отличающийся большой океаничностью.

В первые столетия нашей эры увлажнение и температура были близки к современным. Однако приблизительно в IV-V вв. н.э. произошли изменение условий и до VIII в. в Европе климат был сухой и теплый. В это время началось сокращение торфяников и понижение уровня озер.

В Западной Европе период между 750 г. и 1200 г. также отличался теплым климатом и некоторым уменьшением влажности. BXII-XIII вв. на Балтийском побережье и в Англии выращивали виноград, что на 4-5° широты севернее, чем в настоящее время.

Период VIII-XlII вв. в Северной Америке также отличался весьма благоприятным теплым климатом - в районе Великих Озер появилось много поселений, жители которых занимались земледелием.

B XIII-XIV вв. началось новое похолодание климата, постепенно увеличилась ледовитость северных морей. Ледники Гренландии начали наступать и уничтожать их поселения. В XIII-XIV вв. увеличилась и внутрисезонная изменчивость климата. Наметился переход к так называемому малому ледниковому периоду [9,10].

1.5. Методы восстановления климата прошлого

На основе фациального анализа ученые [1,8,14] предложили несколько методов, и они представлены в таб. 1.

Таблица 1. Методы восстановления климата прошлого

Палеоботанический метод
На чем основан	Климат	Вид климата	Характеристика
Основан на растительности		Жарко-влажный	Тропичие леса
		Жарко-сухой	Саванны и ксерофильные редколесья
		Умеренный	Листопадных лесов.
Литологические методы
На чем основан	Климат	Вид климата	Характеристика
Изучении состава отложений	Гумидный климат	Общий	Накопление отложений, содержащих каустобиолиты, бокситы, каолиниты, бурые железняки
		Сухой	Каменные и калийные соли, гипсы, ангидриты, хемогенные карбонаты, различные пестроцветные песчано-глинистые породы
		Холодный	Ледниковые толщи (моренные и флювиогляциальные), озерно-ледниковые ленточные глины, кремнистые осадки полярных морей
Палеонтологические методы
На чем основан	Фауны/флоры	Вид климата	Характиристика
Изучении ископаемой фауны и флоры	Фауны	Тропическая морская фауна	Моллюски и крупные раковины других морских организмов, многочисленные древние рифы, наличие мела, почти нацело состоящего из раковинок фораминифер
		Фауна холодных морей	Диатомовые водоросли
	Флора	Холодный климат	Останки мамонтов в четвертичных отложениях.
		Теплый климат	Пласты каменного угля и т.д
Палеозоологиские метод
На чем основан	Климат	Вид климата	Характеристика
Ископаемые остатки древних	Каменоугольного периода		Фауна
	Девон		Наземные позвоночные
	Сменами аридных и гумидных климатов		Обновления родового состава экологич. типов по времени совпадали со Земли.
	Кайнозой		Млекопитающие обладающие широким диапазоном климатической выносливости и соответственно большим разнообразием условий обитания
	Умеренный климат		Комплексы тропич. лесов и саванн, листопадных лесов и степей
Палеозоологиские метод
На чем основан	Климат	Вид климата	Характеристика
Ископаемые остатки древних	Каменоугольного периода		Фауна
	Девон		Наземные позвоночные
	Сменами аридных и гумидных климатов		Обновления родового состава экологич. типов по времени совпадали со Земли.
	Кайнозой		Млекопитающие обладающие широким диапазоном климатической выносливости и соответственно большим разнообразием условий обитания
	Умеренный климат		Комплексы тропич. лесов и саванн, листопадных лесов и степей
Карпологический метод
На чем основан	Климат	Вид климата	Характеристика
Изучение ископаемых плодов и семен растений			Позволяет очень точно определять видовой состав растительности. Но применение метода ограничено редкой встречаемостью плодов и семян.
Палинологический метод
На чем основан	Климат	Вид климата	Характеристика
Изучение пыльцы и споры растений			Пыльца и споры не растворяются в грунтовых водах и лучше сохраняются в ископаемом состоянии и встречаются почти во всех генетических типах отложений. По смене растительности можно выделять климатические оптимумы - наиболее теплые и благоприятные - и наиболее холодные, соответствующие оледенениям, коррелировать горизонты отложений, содержащие определенные комплексы спор и пыльцы различных регионов.
Дендрохлогические методы
На чем основан	Климат	Вид климата	Характеристика
Изучение годичного радиального прироста дерева			Получают так называемый индекс прироста древесных колец, который возможно перевести в температурные значения. Оптимальные результаты этот метод даёт, когда в качестве индикатора колебаний температуры используются характеристики роста деревьев, произрастающих в условиях недостатка тепла, на северных границах леса.
Исторический метод
На чем основан	Климат	Вид климата	Характеристика
Изучение источников для восстановления древних климатических условий			Развивалась знаменитая полемика между Л.С. Бергом и Г.Е. Грумм-Гржимайло по вопросу об усыхании Центральной Азии в исторический период. Летописцы упоминали о явлениях природы либо между прочим, либо, исходя из представлений их времени, трактовали грозы, наводнения, засухи как предзнаменования или наказание за грехи. В обоих случаях явления природы описывались выборочно, когда они оказывались в поле зрения автора



2. Практическая часть

2.1 Методы геотермального бурения

Одним из наиболее важных компонентов изменения климата является колебания температуры поверхности Земли. Так как изменения температуры на поверхности влияют на распределение температуры под землей, температура на определенных глубинах хранит информацию о климате в прошлом.

Температурный режим земной коры на небольших глубинах подвергается сильному влиянию как поверхностных и так и глубинных геотермальных явлений. В идеализированной однородной земной коре, когда температура поверхности не изменяется, распределение температуры в пласте является линейной функцией зависящей от глубины. Однако, если температура поверхности изменяется со временем, температура коры будет отлична от линейного распределения и в свою очередь будет зависеть от теплового потока (q) и теплопроводности (k). Сильное похолодание на поверхности будет остужать породу, находящуюся на небольшой глубине, увеличивая тепловой градиент, вследствие чего график температурного профиля отображается в виде кривой, как показано на рисунке зеленым цветом. Обратный процесс - потепления - наоборот уменьшает тепловой градиент, который может достигать отрицательных значений, как показано на графике красным. За временным изменением температуры на поверхности Земли будут следовать колебания температуры на глубине. Амплитуда колебаний температурного режима верхнего слоя земной коры от ее невозмущенного состояния зависит от амплитуды колебаний температуры на поверхности, соответственно измеряя температуру на различной глубине, мы можем получить данные о температуре на поверхности Земли в прошлом. Поэтому история изменений температуры Земли хранится в верхних слоях коры. При скрупулезном анализе колебаний температуры на различных глубинах, ученые могут понять какие изменения на поверхности Земли происходили за несколько предыдущих столетий.

Одним из наиболее важных компонентов изменения климата является колебания температуры поверхности Земли. Так как изменения температуры на поверхности влияют на распределение температуры под землей, температура на определенных глубинах хранит информацию о климате в прошлом. Например, как показано на рис.2.

Рисунок 2. Изменение температуры с глубиной в зависимости от климата [5]

климат прошлое геотермальный

2.2 Преимущества геотермального подхода в климатических исследованиях

Значительный временный интервал

Геотермальный метод исследований охватывает как индустриальный, так и пред-индустриальный периоды.

Относительно малое воздействие человека

Существует множество глубинных температурных профилей, измеренных в скважинах, расположенных в отдаленных районах Земли. Климатическая информация, представленная в этих профилях, подвержена малому воздействию антропогенного фактора.

Широкое географическое покрытие

Существуют десятки тысяч скважин в мире, на которых систематически проводятся температурные наблюдения для определения теплого потока. Огромный архив существующих температурных данных в скважинах составляет большой потенциал для всеобъемлющего всемирного палеоклиматического исследования.

2.3 Оценка изменений климата Земли на основе геотермальных данных

В работе использовались данные геотермальных измерений буровых скважин на территории Западной Сибири и Восточной Сибири, которые заимствованы с сайта [paleoclimate]. В таблице 2. представлена характеристика точек бурения, а расположение точек на рисунке 2.

Таблице 2. Характеристика точек бурения

№	Название скважины	Долгота	Широта	Год измерения	Тем-ра пов-ти до начала периода наб-ний (°С)	Средняя пров-ть (W·m-1·K-1)	Средний тем-ный градиент (K·km-1)
1	MN-1331	114,25°	51,08°	1985	0,30	2,50	27,50
2	RU-Agas3	89,5°	55°	1990	1,50	2,33	24,00
3	RU-Cherpunia23	141,82°	71,12°	1986	9,70	2,50	15,60
4	RU-Ckb68m	124,07°	63,75°	1987	2,71	2,00	5,80
5	RU-Gonba416	83,87°	53,37°	1990	4,40	2,50	31,00
6	RU-Khab23	93,75°	54°	1990	4,00	2,60	20,00

Для более наглядного расположения буровых скважин, представлена карта России [5].



Рисунок 2. Расположение буровых скважин

2.4 Глубинные профили температуры

По данным геотермального бурения, которые даны на сайте [paleoclimate] и представлены в приложении А. были постороены графики изменения температуры с глубиной.

Рисунок 3. Глубинный профиль температуры Скважина MN-1331



На первой скважине, наблюдается постепенное увеличение температуры от 2,020 до 393 м 11,13. В среднем на 50м температура повышается на 10.

Рисунок 4. Глубинный профиль температуры Скважина RU-Agas3

На второй скважине видно увеличение температуры от 3,20 до 6,70 на глубине 220 м. Температура всреднем на 50 м изменятся на 0,50.

Рисунок 5. Глубинный профиль температуры Скважина R2U-Cherpunia23



На данной скважине наблюдается так же увеличение температуры от -9,00 максимальная температура на глубине 210 м -6,50. Температура в среднем на 50 м изменятся на 0,40.

Рисунок 6. Глубинный профиль температуры Скважина RU-Ckb68m

На следующей скважине наблюдается сложный ход температуры, сначала наблюдается понижение температуры с -2,140 до 2,520 это происходит до глубины 60 м, а затем происходит увеличение температуры до 0,350 до глубины 560м. Температура в среднем на 50 м изменятся на 0,50. В среднем температура изменяется на 50 м на 0,20.



Рисунок 5. Глубинный профиль температуры Скважина RU-Gonba416

На этой скважине так же наблюдается повышение температуры с 6,190 до 10,90 на глубине 210 м. Температура в среднем на 50 м изменятся на 10.

Рисунок 6. Глубинный профиль температуры Скважина RU-Khab23

На данной скважине видно, что идет увеличение температуры от 5,00 до 15,050 она наблюдается на глубине 600 м. Температура всреднем на 50 м изменятся на 0,10.



Заключение

Климат исследуют для того что бы понять какой возможен климат в будущем, и что можно сделать, для того что бы изменить его. Для этого разрабатывают методы по восстановлению климатов прошлого.

В работе рассмотрены многие методы восстановления климатов прошлого, но одним из наиболее важных компонентов изменения климата является колебания температуры поверхности Земли. Так как изменения температуры на поверхности влияют на распределение температуры под землей, температура на определенных глубинах хранит информацию о климате в прошлом.



Глоссарий к работе

Аргон-калиевого метода является возможность применения его для определения возраста осадочних отложений по минералу глаукониту.

Атмогеохимические - изменения в атмосфере

Вюрмские ледники - последний ледниковый период Вюрмская стадия оледенения началась приблизительно 100 000 лет назад… В то время холодные периоды сменялись теплыми, а ледники то наступали, то отступали.

Гумидный климат - тип климата в областях с избыточным увлажнением, при котором количество атмосферных осадков больше, чем может испариться и просочиться в почвогрунты.

Климат - многолетний режим погоды, характерный для данной местности в силу её географического положения.

Каолинит (белая глина) - глинистый минерал из группы водных силикатов алюминия.

Каустобиолимты - горючие полезные ископаемые органического происхождения, представляющие собой продукты преобразования остатков растительных, реже животных, организмов под воздействием геологических факторов.

Ла-Нинья - характеризуется снижением температуры поверхности экваториальной части восточно-центрального региона Тихого океана на 3-5 ?C относительно нормальных показателей.

Планетарный масштаб - это часть подготовительной работы, испытаний и проверок перед одним из космических посвящений, которое Он должен пройти и в конце концов пройдёт.

Плейстоцен - нижний отдел, соответствующий наиболее длительной эпохе четвертичного периода.

Радиоуглеродный метод разработал Либби, это метод определяет возраст древних объектов»

Фациальный анализ - это средство для воссоздания физикогеографических обстановок геологического прошлого. Он слагается из комплекса приемов и методик, позволяющих на основании литологических признаков и свойств осадочных пород, комплекса заключенных в них органических остатков и следов жизнедеятельности, особенностей распространения и взаимоотношения осадочных тел устанавливать условия осадконакопления.

Эль-Нимньо или Южная осцилляция - колебание температуры поверхностного слоя воды в экваториальной части Тихого океана, имеющее заметное влияние на климат. В более узком смысле Эль-Нимньо -- фаза Южной осцилляции, в которой область нагретых приповерхностных вод смещается к востоку.

Южное колебание - колебания масс воздуха в субтропической зоне Южного полушария между Тихим и Индийским океанами с характерным временем в несколько лет.



Список используемых источников и литературы

1. Беляев А. М. Геохимические и геофизические факторы, влияющие на климат Земли [Электронный ресурс] к.г.-м.н., доц. (СПбГУ, Санкт-Петербург) - URL: http://abel-2.ru/downloads/2009.pdf

2. Борисенков Е.П. Тысячелетняя летопись необычайных явлений природы/ Е.П. Борисенков, В.М.Пасецкий - М.:Мысль, 1988. - 522 с.

3. Будыко М.И. Изменения климата. - Ленинград: Гидрометеоиздат,1974.- 279 с.

4. Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1980. - 350 с.

5. БД по палеоклиматологическому бурению [Электронный ресурс] 2003, 2002 - URL: http://paleoclimate.ru

6. Волкова М.А. Исторические и современные изменения климата/М.А. Волкова, И.В. Кужевская [Электронный ресурс] Томск, Томский государственный университет, 2010 - URL: http://edu.tsu.ru/eor/resourse/203/tpl/index.html

7. Изучение климата Земли [Электронный ресурс] Работает на MaxSite CMS. 2012 - URL: http://zemnoyklimat.ru/page/drugie-faktory-vliyayushhie-na-klimat (дата обращения 11.12.2009)

8. Клименко В.В. Климат и история России в IX-XVI вв/ В.В. Клименко, А.М. Слепцов. [Электронный ресурс] Научно-исследовательская лаборатория "Глобальные Проблемы Энергетики", 2001- URL: http://gepl.narod.ru/Articles/Vestnik/vestnik. htm#from18

9. Лосев К.С. Климат: вчера, сегодня ... и завтра?- Ленинград, Гидрометеоиздат, 1985. - 173 с.

10. Монин А.С. История климата/ А.С. Монин, Ю.А.Шишков - Л.: Гидрометеоиздат, 1979. - 407 с.

11. Наш будующий климат - ВМО- №952, Женева, Швейцария, 2003

12. О климате по существу и всерьез/ И.П.Король [и др.] - СПб: ГГО им.А.И. Воейкова, 2008. - 55 с.

13. Реферат: Климат [Электронный ресурс] - URL: http://works.tarefer.ru/17/ 100351/index.html

14. Чистяков А.А.Четвертичная геология: Учебник. / А.А.Чистяков, Н.В.Макарова, В.И.Макаров - M.: ГЕОС, 2000. - 303 c.



Приложение

Можно пронаблюдать изменения температуры за прошедшие 500 лет.

Рисунок В1. Восстановление профиля температуры на скважине MN-1331

На скважине наблюдается простой ход температуры. С 1500 г. происходит увеличение температуры, это повышение составляет 1,50.

Рисунок В2. Восстановление профиля температуры на скважине RU-Agas3

На данной скважине наблюдается простой ход температуры. С 1500 г. происходит увеличение температуры, это повышение составляет 0,50.

Рисунок В3. Восстановление профиля температуры на скважине RU-Cherpunia23

На третьей скважине наблюдается простой ход температуры. С 1500 г. происходит незначительное увеличение температуры, это повышение составляет всего 0,0120.

Рисунок В4. Восстановление профиля температуры на скважине RU-Ckb68m

На данной скважине наблюдается сложный ход температуры. С 1500 г. по 1600 г. происходит повышение температуры на 0,2430, затем понижение до -0,6720, после опять температура повышается почти на 10.

Рисунок В5. Восстановление профиля температуры на скважине RU-Gonba416

На данной скважине наблюдается сложный ход температуры. С 1500 г. по 1800 г. происходит понижение температуры до -0,1900, затем повышение почти на 1,50.

Рисунок В6. Восстановление профиля температуры на скважине RU-Khab23

На данной скважине наблюдается сложный ход температуры. С 1500 г. по 1600 г. происходит повышение температуры на 0,50, затем понижение на 1,50, после опять температура повышается почти на 2,50.

Размещено на Allbest.ru

Размещено на Allbest.ru