Колебание Фернау и ритмы лет с четырьмя полярными затмениями за последние два тысячелетия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский государственный областной университет

Колебание Фернау и ритмы лет с четырьмя полярными затмениями за последние два тысячелетия

Литвиненко Л.Н., Литвиненко В.В.

Аннотация

Цель. Выявить связь между числом лет с четырьмя и пятью полярными солнечными затмениями в столетии и периодами пессимумов, которые характеризуют наступление альпийских ледников в малые ледниковые периоды VI-VII, XII--XIII, XVII--XIX вв.

Процедура и методы исследования. Авторами изучены, обобщены и рассчитаны данные по числу лет с четырьмя (пятью) полярными затмениями в столетии с 2000 г. до н.э. по 3000 г. н.э. Годы с четырьмя-пятью полярными затмениями часто бывают холодными или аномально холодными. Логический и графический анализ, а также синтез различных данных за первое и второе тысячелетия н.э. выявили, что столетия с частой повторяемостью таких лет (15--17 случаев) с промежутками между ними 3, 4, 7 лет соответствуют периодам оледенения Позднеантичного ледникового периода и колебания Фернау. И наоборот, в периоды Римского и Средневекового оптимумов, когда число лет с четырьмя (пятью) полярными затмениями составляло 2--5 случаев за столетие, наблюдались потепление и деградация ледников. Результаты исследования. Авторами показано, что антропогенные причины современного потепления, которое продлится до середины XXII в., вторичны. Первичны орбитально-космические факторы, которые обусловливают изменение положения суммарного вектора сил тяготения Луны и Солнца. Визуально его положение описывает движение оси конуса тени солнечных затмений по Земному шару от экваториальных до полярных широт. В современное время число лет с четырьмя полярными затмениями, как и в межледниковые периоды, не превышает 6--7 случаев.

Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследования могут использоваться при ретроанализе периодов оледенений в прошлом и прогнозировании их в будущем. При этом необходимо учитывать, что солнечная активность, вулканическая деятельность, интенсивность течений, теплообмен с Мировым океаном могут заметно усилить или ослабить проявление как оптимумов, так и пессимумов. На основании результатов исследования авторы предполагают, что во второй половине XXII столетия и в течение всего XXIV в. будет отмечаться наступление альпийских ледников.

Ключевые слова: глобальное потепление, оледенение, колебание Фернау, полярное затмение

FERNAU OSCILLATION AND RHYTHMS OF YEARS WITH FOUR POLAR ECLIPSES IN THE PAST TWO MILLENNIA

L. Litvinenko, V. Litvinenko

Moscow Region State University

Purpose. We have identified the relationship between the number of years with four and five polar solar eclipses in a century and periods of pessimums that characterize the advance of Alpine glaciers in the Small Ice Ages of the VI-VII, XII--XIII, XVII--XIX centuries.

Methodology and Approach. We have studied, summarized and calculated the data on the number of years with four (five) polar eclipses in a century from 2000 BC until 3000 AD. Years with four to five polar eclipses are often cold or abnormally cold. Logical and graphical analysis, as well as the synthesis of various data for the first and second millennia AD, shows that the centuries with frequent recurrence of such years (15-17 cases) with intervals between them of 3, 4 and 7 years correspond to the periods of glaciation of the Late Antique Ice Age and the Fernau oscillation. Conversely, during the periods of the Roman and Medieval optimums, when the number of years with four (five) polar eclipses was 2-5 per century, glaciers were warming and degrading.

Results. It is shown that the anthropogenic causes of modern global warming, which will last until the middle of the 22nd century, are secondary. Orbital-cosmic factors that cause a change in the position of the total vector of gravitational forces of the Moon and the Sun are primary. Visually, its position describes the movement of the axis of the cone of the shadow of solar eclipses around the globe from equatorial to polar latitudes. In modern times, the number of years with four polar eclipses, as in the interglacial periods, does not exceed 6-7 cases.

Theoretical and Practical implications. The results of the study can be used in retroanalysis of glaciation periods in the past and their prediction in the future. It should be born in mind that solar activity, volcanic activity, current intensity and heat transfer with the World Ocean can significantly enhance or weaken the manifestation of both optimums and pessimums. Based on the results of the study, we suggest that in the second half of the 22nd century, and throughout the entire 24th century, the advance of the Alpine glaciers will be noticeable.

Keywords: global warming, glaciations, Fernau oscillation, polar eclipses

Сведения о проблеме

Работа «История климата с 1000 года» представляет собой уникальный образец грамотного подхода к научному историческому исследованию. Скрупулезный труд историка Эмманюэля Ле Руа Ладю- ри [15], работавшего с многочисленными архивными первоисточниками хранилища Аннеси, и объективный критический анализ исследовательских работ XIX- XX вв., сделанный с должным уважением к их авторам, способствовал успешному решению поставленных задач в опреде лении временных границ малого оледенения (1590-1850 гг.) в Европе. Этот промежуток времени, материализованный в моренных отложениях ледника Фернау в торфяном болоте Бунте Моор, обычно называют колебанием, или стадией, Фернау.

Сам Ле Руа Ладюри пишет, что детальное изучение ботанических, метеорологических, гляциологических обзоров позволило ему найти принципы создания истории климата, которыми до сих пор пренебрегали историки. Он отмечает, что достоинство интуиции, живость сужде ний и быстрое понимание явлений - вещь хорошая, но история часто оказывается перекроенной и переделанной некоторыми авторами по своим меркам. Даже первоклассные, авторитетные исследователи, не использовавшие летописных документов, относили начало малого европейского ледникового периода к 1430 г. Другие же, пренебрегая первоисточниками в «меру своей фантазии», создали межледниковый период 1680-1740 гг. Поскольку такие суждения, прикрытые авторитетным мнением, стали распространяться в специальной литературе Англии и США, своё «противодействие» подобному подходу Ле Руа Ладюри видел в популяризации кропотливого исследования и использования исторических документов [15].

«Альпийские ледники являются единственными или почти единственными ледниками, о которых есть документальные сведения с давних времён, как письменные, так и иконографические» [15, с. 60], поэтому тщательное изучение переписки церковного прихода общины Шамони, отчётов церковных служителей по результатам обследований, связанных с взиманием десятинного налога, показания свидетелей судебных процессов, описание путешественников и собственные посещения этих маршрутов, картины, гравюры, фотографии альпийских ледников позволили Ле Руа Ладюри чётко определить периоды их наступления и отступания, которые совпали со стратиграфическими исследованиями моренных отложений ледника Фернау в торфяном болоте Бунте Моор, а также пересмотреть и подвергнуть сомнению некоторые, принятые скандинавскими научными школами, положения о включении XIV и XV веков в межвековую фазу наступления ледников.

Группа деревень долины Шамони возникла в этих местах с незапамятных времён, но именно с 1530 по 1575 гг., в период активизации ледников, у местного населения появились проблемы, которые нашли своё отражение в письменных жалобах. Близость ледников порождала холод. Из-за низких температур не вызревали хлеба, урожай часто собирали при снеге, а зерно досушивали в печи. Сильные ледниковые ветры носили катабатический характер и, по словам очевидцев, выдували скошенные хлеба и зерно с полей в леса и на ледники [15, с. 87]. Начиная с 1588-1589 гг. появляются первые свидетельства того, что ледники Альп перешли в наступление, достигнув своего максимума, местами не перекрытого, в 1599-1600 гг.

Согласно Шерхагу, Вагнеру, Шову, которые использовали ряды Истона [15], этому предшествовало увеличение c 1540-1550 гг. числа холодных зим и их суровости. В разных долинах ледники вспахивали свою конечную морену, опускались по ним, образуя запрудные озёра, прорывы которых приводили к катастрофическим наводнениям не только на прилегающей территории, но и в нижележащих районах.

Характер переписки в этот период меняется, появляются свидетельства о потере полей, домов и других построек и даже деревень. Из-за наступления ледников деревня Буа стала необитаемой, был снесён посёлок Бонненюи, в деревне Ша- теляр осталась лишь двенадцатая часть земель. Дома были разрушены также и в деревнях Ла Розьер и Аржантьер, Бон- виле. Все эти события привели к уменьшению подати. Ле Руа Ладюри указывает, что Ла Розьер, Шателяр - очень древние поселения, основанные во времена, когда ледниковые фронты им не угрожали. Теперь же ледники продолжали наступать, а огромные камни и потоки воды уничтожали всё на своём пути. Между 1643 и 1700 гг. отмечено ещё две волны ледниковых вторжений, которые заставили последних жителей покинуть Шателяр, и он больше не упоминается в летописях [15].

Кинзл, исследовавший отложения 67 ледников, выделил морены наиболее мощных наступлений в 1600-1610, 1643-1644, 1818-1820, 1850-1855 гг. [15, с. 153], которые перекрыли, «перепахали» и стёрли с лица Земли морены более «мелкой ряби» на непрерывной двухсотлетней приливной волне оледенения. Эти периоды «мелкой ряби» обозначили себя лишь благодаря документальным свидетельствам, в том числе архивариуса Гиацинта Шабо, архивным исследованиям Анго, Дижона, Истона, Лозанна, Ле Руа Ладюри, Матте, Менли, Мужена, Рихтера, Салена и др. [15]. Летописные сведения и данные о суровых и мягких зимах, прохладных и засушливых летних сезонах, датах сбора винограда, о динамике движения ледников, дополняя друг друга, позволили восстановить полную картину альпийского оледенения.

При отсутствии метеорологических наблюдений наличие ежегодных дат сбора винограда дало возможность получить уникальный показатель для характеристики температурного режима вегетационных периодов XVI-XVII и начала XVIII вв. Виноград - теплолюбивое растение, потребность которого в тепле зависит от сорта и составляет 2500- 4000°С. Так как виноград - многолетняя культура, то на плантациях должны были преобладать проверенные временем, морозостойкие, регулярно вызревающие в данных условиях, устойчивые к болезням, в том числе и старинные, сорта. Известно, что Колумелла потратил много времени и сил, чтобы восстановить и вернуть в производство практически утраченную, но славившуюся в древности превосходным вином аминейскую лозу. Внедрение новых сортов на обширных территориях вряд ли было быстрым, поэтому даты сбора винограда были достаточно надёжным показателем, косвенно характеризующим летние погодные условия, которые определяют режим ледниковой абляции.

Волны наступления ледников 16001610, 1628, 1640-1650, 1676-1680, 16911702, 1716-1720, 1740-1751, 1770, 18091820, 1836-45, 1850-1855 [15, с. 145, 153] в более чем двухвековом Малом европейском ледниковом периоде (1590-1850 гг.) начинались спустя два-три года, иногда - более, после промежутков лет с прохладными или холодными летними периодами. В частности, геолог Фавр связывал прорыв ледников в Альпах в 1817-1822 гг. с предшествовавшими этому шестью холодными летними сезонами [15].

В своей обстоятельной работе Ле Руа Ладюри убедительно, с использованием архивных материалов, показывает причины волнового наступления ледников в колебании Фернау, но почему-то не обсуждает причинно-следственные связи возникновения тысячелетнего ритма, хотя и нецикличного, в наступлении (1400-1300, 900-300 гг. до н. э., и 400-750, 1150-1300, 1590-1850 гг. н. э.) и отступании ледников. В то же время он неоднократно задает вопрос [15, с. 181]: «Сколько десятилетий или столетий будет длиться фаза отступания ледников, начавшаяся в 1860-1870 годах». Вероятно, этот ответ покажется амбициозным: «До середины XXII века ледники наступать не будут, в течение второй половины двадцать второго века начнется временная их регенерация, которая прекратится в следующем столетии, но она вновь возобновится к концу двадцать третьего и будет сохраняться в течение всего XXIV века».

Умудрённые опытом исследователи могут с лёгкой иронией ответить нам словами русской поговорки: «Поживём - увидим», или же, словами Н. А. Некрасова: «Жаль только - жить в эту пору прекрасную уж не придётся - ни мне, ни тебе». Однако выполненные работы [17; 18] и многие неслучайные особенности изменения аномалий температуры [16; 19] свидетельствуют о необходимости, помимо солнечной активности, прецессионного и нутационного движения оси вращения Земли, более глубоко учитывать и другие астрономические факторы в формировании климата, в частности - орбитальные, приводящие к синхронизации сил тяготения Луны и Солнца. Изменение солнечной активности, конфигурации и силы течений, усиление вулканической деятельности может накладываться на эти ритмы, смягчая или усугубляя ситуацию.

Обзор источников и постановка задачи

Основой любого прогнозирования является поиск эмпирических связей, позволяющих уловить ритмы, обусловленные природными физическими процессами и соотношениями различных метеорологических параметров [14; 20; 28]. Попытки ученых выявить цикличность или ритмичность процессов особенно активизировались в конце девятнадцатого и двадцатом веках [1; 3; 5; 21; 25; 26; 30; 31]. Наиболее используемый в исследованиях 11-летний цикл связывают с солнечной активностью. Выявленные ритмы - 4, 7, 8, 14, 22 года, ряд авторов также объясняет связями с 11-летней солнечной активностью [5; 21].

Однако, многие земные ритмы - 3, 4, 7, 8, 11, 18, 22, 29 лет, а также кратные 18, такие как 36, 54, 72, 90, 108 лет [16; 17] - заложены в лунно-солнечном календаре небесной механикой движения Луны, Земли и Солнца. Они обусловлены силами тяготения, периодически вызывающими ускорение движения и вращения планеты Земля и обратными откликами её геосфер [46]. Наглядным примером влияния космоса на нашу планету служат моменты синхронизации сил тяготения Луны и Солнца в период солнечных затмений. Солнце и Луна проходят зону затмений за 30-34 дня. Фактически в течение месяца с интервалом около полу- года атмосферные процессы Земли корректируются силами тяготения Луны и Солнца. Движение суммарного вектора тяготения визуально прослеживается в виде перемещения конуса тени солнечных затмений по Земному шару. Математически силы, вызывающие неравномерное ускорение движения и вращения планеты, могут быть описаны различными способами [22; 43].

Солнечные затмения объединены в Серии саросов, которые состоят из 69-87 затмений, постепенно переходящих от частных затмений в полярных районах к кольцевым и полным, затем вновь к частным затмениям у противоположного полюса. Есть Серии саросов, в которых полных затмений не наблюдается, - например, серия № 141 [7; 36]. Это свидетельствует об большем удалении Луны от Земли, чем в Сериях саросов с полными затмениями. Промежуток времени между затмениями в саросе составляет 18 лет и 11 дней. Серии саросов длятся около 1226-1550 лет, порождая вековые ритмы.

Сложность в поиске путей долгосрочного прогнозирования связана с тем, что Земля совершает в космическом пространстве более десятка движений, кроме того, происходит постепенное удаление её спутника. Полностью идентичных ситуаций, в том числе и с солнечными затмениями, не бывает [16; 18]. Годы отличаются по срокам наступления событий, конфигурации небесных объектов, по удалённости от Земли конуса тени Луны, территории прохождения его по поверхности планеты и др. [7], поэтому сейчас чаще говорят о ритмах (рис. 1). Можно понять Ле Руа Ладюри [15], критиковавшего «цикломанию» девятнадцатого века, но это был естественный процесс поиска причин колебания климата.

Возможно, именно в неравномерности изменения различных астрономических факторов (рис. 1) лежит ответ на вопрос Михаила Боголепова [1], в конце XIX - начале XX вв. изучавшего по летописным материалам колебания климата Европейской России в историческую эпоху: «Является догадка, а не имеем ли мы здесь дело с волнами высшего порядка, период которых охватывает несколько столетий?».

Годы с двумя-четырьмя полярными затмениями, и особенно те, в которые начинается или заканчивается Серия саросов, часто бывают на Русской равнине и в Европе холодными, с суровыми зимами, нередко с большим количеством осадков и наводнениями [17; 18]. Например - 1870, 1888, 1942, 1978, 1996 гг. с периодами между ними, кратными восемнадцати. Эти годы объединяют 115, 148, 153 Серии саросов. По данным Е. П. Борисенкова и В. М. Пасецкого [2], в десятом веке, в период Средневекового оптимума, в Западной Европе было зафиксировано всего одиннадцать лет с необычно холодными зимами, восемь из них были с 2-4 полярными затмениями. Кроме полярных лет, холодными и дождливыми нередко бывают и годы с двумя не полярными затмениями, одно из которых проходит в Тихом океане у берегов Америки, второе - в Южном полушарии или в южной части Евразии с направлением вектора движения от материка на юго-восток или северо-восток в Тихий океан.

Необходимо отметить, что в периоды возникновения блокирующих синоптических ситуаций режим погоды в Европе и на Русской равнине может быть аномальным, но противоположным. Например, 28 июня 2019 г. во Франции в условиях антициклональной погоды абсолютный максимум температуры воздуха (45,9°С) побил летний рекорд 2003 г. В этот же день в Москве было зафиксировано самое низкое (728 мм рт. ст.) атмосферное давление с 1956 г., а средняя температура воздуха составила 13,0°С, что на 5,3°С ниже нормы (а 29 июня - 10,7°С и 7,7°С, соответственно) Погода в мире: жаркий июнь в Европе, 28.06.2019 / Гидрометцентр России [сайт]. - URL: https:// meteoinfo.ru/novosti/99-pogoda-v-mire/16184- zharkij-iyun-v-evrope (дата обращения: 17.01.2020).. В летописях также зафиксированы случаи асинхронности: необычно суровые зимы на Русской равнине и аномально тёплые, дождливые зимы в Европе; в летний период, соответственно, - сильные засухи и наводнения, вызванные обильными дождями.

Полярные затмения происходят, когда серия саросов начинается или заканчивается. В течение 180-200 лет этой серии (10-11 затмений), иногда более, ось конуса тени Луны не пересекает поверхность планеты, находясь над полюсом на значительном удалении (до 9-10 тыс. км от центра Земли, при средней величине её радиуса 6371 км). При приближении конуса тени к поверхности Земли полярные затмения могут быть не только частными, но и полными или кольцеобразными [7]. Максимальное их количество в год достигает пяти. Полярные затмения могут следовать два года подряд, но их общее сочетание за этот период также варьирует в пределах трёх-пяти затмений. Возможно, что атмосферные процессы на планете в годы полярных затмений из-за смещения суммарного вектора сил тяготения Луны и Солнца на значительное расстояние от полюсов Земли к северу или югу в меньшей степени подвержены его воздействию в сравнении с годами экваториальных затмений [17; 18].

Целью и новизной работы является выявление связи между числом лет с четырьмя-пятью полярными затмениями в столетии (15-17 лет), которые часто бывают холодными, и периодами пессимумов или оптимумов (от 2-5 до 7 лет за столетие). Наиболее используемыми методами исследования были изучение, обобщение материалов, логический и графический анализ, а также синтез данных.

Обсуждение ситуации и решение задачи

В табл. 1 и 2 приведены годы с четырьмя и пятью полярными затмениями и их ритмы по столетиям, которые являются следствием движения Луны и Земли в космическом пространстве и поворота их орбит. Анализ повторяемости лет с четырьмя и пятью полярными затмениями по столетиям дал любопытные результаты: в первом, шестом, седьмом, двенадцатом, тринадцатом, семнадцатом и восемнадцатом веках количество лет с 4-5 полярными затмениями было максимальным, т. е. 15-17 случаев (табл. 1). Эти века разные авторы [2; 15] относят к периодам похолоданий и наступления Альпийских ледников. В двадцать четвёртом веке число таких лет достигнет 18 случаев (табл. 1, рис. 1).

Рис. 1. Изменение числа лет с четырьмя и пятью полярными затмениями с III в. до н. э. по XXX в. н. э.

Fig. 1. Change in the number of years with four and five polar eclipses from the III century BC to the XXX century AD

полярное затмение ледниковый

Таблица 1

Годы с четырьмя и пятью полярными затмениями

Years with four and five polar eclipses Table 1