Колебание климата в районе Аравийского полуострова на фоне изменений циркуляции атмосферы в Северном полушарии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.30, кандидат географических наук Аль-Бухаири Осама Ахмед Хизам

• Аль-Бухаири Осама Ахмед Хизам
• кандидат географических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат географических наук Аль-Бухаири Осама Ахмед Хизам

Сокращения

Введение

1 Физико-географическое описание Аравийского полуострова

1.1 Общие сведения об Аравийском полуострове

1.2 Геология, геоморфология и гидрография

1.3 Краткая характеристика климата Аравийского полуострова

1.4 Наземные экосистемы Аравийского полуострова

1.5 Морские экосистемы у берегов полуострова

1.6 Краткие характеристики тех стран, которые были включены в исследования колебаний климата на полуострове

2 Данные, использованные при анализе изменения климата в регионе Аравийского полуострова

2.1 Данные и характеристики климата (источник, выбор точек температуры воды, осадкам, температуры воздуха, длительность рядов)

2.2 Данные по индексам циркуляции атмосферы (краткая характеристика индекса, источник, длина ряда)

2.2.1 Северо-Атлантическое колебание как индекс циркуляции атмосферы над Северо-Атлантическим регионом

2.2.2 Южное колебание Эль-Ниньо (£N80)

2.3 Характеристики Индоокеанского антициклона

3 Температурный режим и его многолетние изменения на Аравийском полуострове

3.1 Сезонные колебания температуры воздух в различных районах Аравийского полуострова

3.2 Многолетняя изменчивость температуры воздуха и её основные особенности

3.3 Связь изменчивости температуры воздуха на Аравийском полуострове с индексами атмосферной циркуляции

4 Режим осадков на Аравийском полуострове и в районе республики

Йемен

4.1 Сезонные колебания осадков в различных районах Йемена и Аравийского полуострова в целом

4.2 Многолетние изменения выпадения осадков на Аравийском полуострове и ее основные особенности

4.3 Связь изменчивости выпадения осадков на Аравийском полуострове с индексами атмосферной циркуляции

5 Закономерности изменения температуры воды в южной части Красного моря

5. 1 Общая физико-географическая характеристика красного моря

5.2 Сезонные колебания температуры воды в Красном море

5.3 Многолетние колебания температуры воды

5.4 Связь изменений температуры воды в Красного моря с индексами атмосферной циркуляции 89 Заключение 93 Список.использованных источников

СОКРАЩЕНИЯ

ИАц Индоокеанский антициклон;

ОАЭ Объединенные Арабские Эмираты;

СА Саудовская Аравия;

ENSO Южное колебание Эль-Ниньо;

NAO Северо-Атлантическое колебание;

SOI Южное колебание.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Колебание климата в районе Аравийского полуострова на фоне изменений циркуляции атмосферы в Северном полушарии»

Проблема изменения климата в настоящее время становится одной из главных проблем человечества. Климат рассматривается в настоящее время как ресурс, очень важный для жизни людей. Установлено, что, помимо естественных факторов, и хозяйственная деятельность человека начала оказывать влияние на региональные и даже глобальные изменения климата. Поэтому возникает необходимость в разработке методов прогноза изменений климата, соответствующее определённому региону, для того, чтобы учитывать изменения климата и опасное для человека ухудшение природных условий в жизни людей.

В последние десятилетия интерес к изменениям климата особенно вырос. Вопрос об изменениях климата привлекал внимание многих исследователей [1, 2, 3, 4], особенно после появления в средствах массовой информации сообщений о каких-либо экстремальных явлений в атмосфере и океане типа штормов, наводнений или засух, а также о катастрофах, причиной которых могли бы быть грозные явления природы. В связи с этим возрастает роль долгосрочных прогнозов погода и климата, как в региональном, так и глобальном масштабах [5].

Прежде всего, уточним определения понятий "климат", "климатическая переменная" и "изменение климата".

Погода определяется как физическое состояние атмосферы в заданной то^кечземного шара в заданный момент времени. Характеристиками состояния атмосферы являются, в частности, температура воздуха, давление, скорость ветра, влажность, осадки, солнечное сияние и облачность, а также такие явления, как туман, иней, град и другие погодные явления.

Климат есть обобщение изменений погоды, и представляется набором условий погоды в заданной области пространства в заданный интервал времени. Для характеристики климата используется статистическое описание в терминах средних, экстремумов, показателей изменчивости соответствующих величин и повторяемости явлений за выбранный период времени. Все эти статистики характеризуют климатические изменения.

Факторов, определяющих, или влияющих, на изменения климата много. Поэтому прогноз климата и является такой сложной проблемой. Прежде всего, это процессы внутрисистемного взаимодействия: атмосферы и океана, атмосферы и суши, атмосферы и ледниковых покровов, атмосферы, океана и ледяного покрова. Во вторых, это влияние факторов геофизической природы: солнечной активности, многолетнего лунного прилива, движения полюсов Земли, изменения скорости вращения Земли, флуктуации интенсивности космических лучей, диссимметрии Солнечной системы и др. Наконец, в последние десятилетия всё больше проявляется в изменениях климата и антропогенное воздействие: изменение концентрации парниковых газов в атмосфере, изменение содержания влаги в атмосфере в результате человеческой деятельности, изменения в подстилающей поверхности на больших площадях, мощные тепловые выбросы в индустриальных и урбанизированных регионах Земли.

Это, по-видимому, далеко не полное перечисление всех факторов, влияющих на климат, но и они свидетельствуют, что колебания климата это многофакторный процесс.

В данной работе мы не ставили глобальных целей и задач. Поскольку до настоящего времени не было выполнено детального исследования изменений основных характеристик климата на Аравийском полуострове и в том числе в Йемене, поэтому в работе было обращено внимание именно на изучение климата и его колебаний в этом регионе нашей планеты, климат которого довольно специфичен, поскольку регион находится на стыке воздействия на него процессов происходящих в Атлантическом и Индийском океанах.

В этом и состоит актуальность выбранного нами исследования.

Отсюда целью диссертационного исследования является изучение изменения климата на Аравийском полуострове и в частности, на территории республики Йемен.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить ряд задач:

- изучить на основе существующей базы данных колебания сезонных и среднегодовых значений температур воздуха, осадков и температуры воды в данном регионе за многолетний период;

- оценить климатические изменения температуры воздуха, осадков и температуры воды за последние десятилетия, ориентируясь на модель линейного тренда, и структуру многолетних колебаний на основе спектрального анализа рядов наблюдений.

- определить влияние изменений циркуляции атмосферы в разных областях планеты на изменения климата в данном регионе.

Новизна работы заключается в том, что впервые выполнено комплексное исследование колебаний климата на Аравийском полуострове в целом и оценена роль циркуляции атмосферы как над Северной Атлантикой, так и над севером Индийского океана на формирование изменений климата этого региона.

Теоретическая значимость работы заключается в том, что на относительно небольшом регионе показана роль глобальных атмосферных процессов, формирующихся над океанами и способных приводить к разнонаправленным изменениям климата на их границах. Этот результат работы уже используется при чтении курса «Теория климата» в РГГМУ.

Практическое значение работы состоит в том, что заложена основа для разработки в дальнейшем сценариев долгосрочных прогнозов климата как в северо-западном, так и юго-западном районах Аравийского полуострова на ближайшее десятилетие.

На защиту выносятся следующие научные положения:

- Изменение температуры воздуха и осадков на Аравийском полуострове в течение прошлого столетия и начале текущего не было однородным и определялось сложным характером атмосферной циркуляции в регионе под влиянием атмосферных процессов над Северной Атлантикой и северной частью Индийского океана;

- На формирование климата на севере и западе полуострова основную роль оказывает система центров действия атмосферы северной части Атлантического океана, а на востоке и юге полуострова преобладающее влияние играет Индийский антициклон, его положение.

- Гипотеза о глобальном потеплении климата по данным об изменении температуры воздуха и осадков на полуострове не находит своего подтверждения;

- Большую роль в формировании температурного режима на западе полуострова, особенно в прибрежных районах играет Красное море, которое во все сезоны года отдаёт своё тепло в атмосферу.

Достоверность научных положений и выводов обусловлена анализом большого количества литературных источников, данные которых не противоречат полученным результатам и применением современных методов математико-статистической обработки данных.

Личный вклад автора заключается в постановке проблемы, методическом обеспечении ее решения и анализе полученных результатов. Апробация работы

Результаты исследования докладывались и обсуждались: на научных сессиях Учёного совета РГГМУ и семинарах кафедры экологии.

Заключение диссертации по теме «Метеорология, климатология, агрометеорология», Аль-Бухаири Осама Ахмед Хизам

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из всего сказанного можно делать следующие выводы: изменение температуры воздуха и осадков на Аравийском полуострове в течение прошлого столетия и начале текущего не было однородным по территории - в каждой конкретной районе полуострова эти изменения имели свои особенности; гипотеза о глобальном потеплении на основе данных об изменении температуры воздуха на Аравийском полуострове не подтверждается; многолетние колебания температуры воздуха определяются сложным характером атмосферной циркуляции в этом регионе, на который оказывает влияние циркуляционные процессы над Северной Атлантикой и северной частью Индийского океана; многолетний характер изменчивости выпадения осадков в центральной и северной частях полуострова и на его юго-западе, прежде всего связан с изменениями в циркуляции атмосферы в Атлантическом регионе северного полушария, определяемыми индексом СевероАтлантического колебания. При этом характер связи с СевероАтлантическим колебанием на севере полуострова и на юго-западе является противоположным; количество осадков на южном побережье Йемена во многом зависит от летнего юго-западного муссона, который в зависимости от положения Индоокеанского антициклона может регулировать количество осадков на большей или меньшей площади; температура воды в южной части Красного моря за столетие показала практическое отсутствие тренда, а структура колебаний температуры воды, как и воздуха, имеет наиболее заметные периоды около 20 и 8 лет и, в отличие от воздуха, колебание с периодом около 30 лет; в многолетние изменения температуры воды южной части Красного моря основной вклад вносят изменения в положении Индоокеанского антициклона, а также, хотя и более слабый, но, тем не менее, достаточно заметный - Северо-Атлантическое колебание.

Список литературы диссертационного исследования кандидат географических наук Аль-Бухаири Осама Ахмед Хизам, 2012 год

1. Изменение климата и ландшафтов за последние 65 миллионов лет (кайнозой : от палеоцена до голоцена ) Текст. / Под ред. проф. A.A. Величко.-М.: ГЕОС, 1999.-260 с.

2. Мякишева, Н.В. Климатическая система земли Текст. / Н.В. Мякишева.-СПб.: Изд. РГГМУ, 2008.-95 с.

3. Будыко, М.И. Современное изменение климата Текст. / М.И. Будыко.-Jl. :Гидрометеоиздат, 1977.

4. Угрюмов, А.И. О крупномасштабных колебаниях температуры поверхности воды в северной Атлантики Текст. / А.И. Угрюмов // Метрология и гидрология.-1973.-№ 3.

5. Угрюмов, А.И. Тепловой режим океана и долгосрочный прогноз погоды Текст. / А.И. Угрюмов.-Л. : Гидрометеоиздат, 1981.-176 с

6. Робин, К.Обзор глобальной экологической перспективы: Западная Азия Текст. / Кларк Робин // Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде-Найроби, Кения: ГЭП ЮНЕП, 2000- С. 160 167.

7. Аравийский полуостров // Ассоциация «Экосистема» Электронный ресурс. / Эколог, центр. «Экосистема».-М., 2011.-Режим доступа: http://www.ecosystema.ru/08nature/world/geoworld/05-8-5-l.htm

8. Швер, Ц.А. Закономерности распределения количества осадков на континентах Текст. /Ц.А. Швер.-Л.: Гидрометиздат, 1984.-285 с.

9. Al-Sayari, S.S. Quarternary period in Saudi Arabia. Springer Text. / S.S. Al-Sayari, J.G. Zotl.- Vienna-New York, 1978.-P.252 263.

10. Kamel Mostafa Amer The Need for Desalination and Water Reuse as Non-conventional Water Resources in the Arabian Peninsula Text. / Mostafa Amer Kamel, Waleed К. Al-Zubari // Policy Perspectives for Ecosystem and Water

11. Management in the Arabian Peninsula-United Nations University, 2006.-P.105 -119.

12. Boer, B.,. Ecosystems, anthropogenic impacts and habitat management techniques in Abu Dhabi Text. /B. Boer//Paderborner Geographische Studien-1999.-12.-141 p.

13. Alawi Ali Jabr, Mezhelovsky () Ground water resources available for development. Sana'a / Ali Jabr Alawi, V. Nickolay // Policy Perspectives for Ecosystem and Water Management in the Arabian Peninsula-United Nations University, 1995.-P.36-46.

14. Buttiker, 1987, Krupp and Mannert, 1998 и др.

15. Krupp, F. Zoological survey in the Red Sea coastal zone of Yemen Text. / F. Krupp, M. Apel, A. Hamoud, W.Schneider, U. Zajonz // Fauna of Arabia-1998.-21.

16. Sheppard, C. Marine Ecology of the Arabian Region / C. Sheppard A. Price, C. Roberts-London: Academic Press, 1992.-359 p.

17. Весь мир. Страны. Флаги. Гербы Текст.: энциклопедический справочник.-Минск:Харвест, 1998.-698 с.

18. Страны мира//Энциклопедия Кругосвет Электронный ресурс. .-Универс. науч.-попул. онлайн-энциклопедия / Гл. ред. А.В. Добровольскпй-М. 2011 Режим доступа: http://www.krugosvet.ru

19. Временные ряды наблюдений температуры воздуха // IRI Электронный ресурс. / Междунар. исслед ин-т климата.-USA, 2010-Режим доступа:http://iridl.ldeo.co1umbia.edU/SOURCES/.NOAA/.NCEP/.EMC/.CMB/.GLOBAL/. Reyn SmithOIv2/.monthly/.sst/

20. Информация о многолетних рядах среднемесячной температуры воздуха и сумм осадков за месяц // KNMI Электронный ресурс. / The Royal Netherlands Meteorological Institute-Амстердам, Нидерланды, 2010-Режим доступа: http://www.knmi.nl/aboutknmi/

21. Полонский, А.Б. Влияние САК и ЮК на изменение температуры в Европе Текст. / А.Б. Полонский, Д.В. Башарин // Изв. РАН. Сер. ФАО.-2002.-№ 1.-С.1- 11.

22. Defant, A. Die Schwankungen der atmosphaerischen Zirkulation uber dem Nordatlantischen Ozean im 25 jahrigen Zeitraum 1881 1905 Text. / A. Defant // Geogr. Ann.-1924.-Bd6.-P.13 - 41.

23. Kidson, J.W. Index cycles in the Northern Hemisphere during Global Weather Experiment Text. / J.W. Kidson Month // Wea. Redv.- 1985.-Vol. 113.-P.607 623.

24. Moses, T. Characteristics and frequency reversals in mean sea level pressure in the North Atlantic sector and their relation to long-tern temperature trends. Text. / T. Moses et al. // J. Climatology.-1997.-№ 5.-P.13 30.

25. Namias, J. The Index cycle and its role in the general circulation Text. / J. Namias //J. Met.-1950.-Vol.7.-P.130- 139.

26. Wang, J. Interannual variability of sea-ice cover in Hudson-Bay, Baffin-Bay and the Labrador Sea Text. / J. Wang, L.A. Mysak, R.G. // Ingram Atmosphere-Ocean.-1994.-Vol.32.-P.421 447.

27. Лавров, И.В., Угрюмов А.И. Северно-Атлантическое колебание и его влияние на ледяной покров в западном секторе Арктика Текст. / И.В.Лавров, А.И. Угрюмов // Ученые записки РГГМУ.-№ 9.

28. Смирнов, А.Н. Колебания климата и биота Северной Атлантики Текст. / А.Н. Смирнов, Н.П. Смирнов.-СПб.: Изд. РГГМУ, 1998.-149 с.

29. Смирнов, Н.П. Сезонные вариации в деятельности системы Текст. / Н.П. Смирнов Гольфстрим // Проблемы Арктики и Антарктиды.-1965.- № 22.

30. Hurrel, J.W. Decadal Trends in the North Atlantic Oscillation Text. / J.W. Hurrel // Science.-1995.-Vol. 269 P.676 - 679.

31. Bjerknes, J.A Large-scale disturbance of the atmospheric circulation presumably originating from the equatorial Pacific Text. / J.A Bjerknes //

32. Сидоренков, H.C. Характеристики явления Эль-Ниньо Южное колебание Текст. / Н.С. Сидоренков // Труды Гидрометцентра СССР-1991-Вып. 316.-С.31 -44.

33. Fraedrich, К. Climate anomalies in Europe associated with ENSO extremes Text. / K. Fraedrich, K. Muller // Int. J. Climatol.- 1992.-12, №1. -P.12-31.

34. Многолетние колебания значений SOI с 1876 по 2006 гг. // Commonwealth of Australia . Bureau of Meteorology Электронный ресурс.-Melbourne, 2007-Режим доступа:http://www.Вom Gov.au.climate/current/shtml

35. Суховей, В.Ф. Особенности циркуляции вод юго-восточной части Индийского океана Текст. / В.Ф. Суховей, Б.В. Баскаран // Морской гидрофизический журнал. 1995. - №3. - С.21-35.

36. Behera, S.K. Influence of the Indian Ocean dipole on the Southern Oscillation Text. / S.K. Behera, T. Yamagata // Ibid.-2003.-81, № 1.-P.169 -177.

37. Аль Мурейш Халед Абдо Сайд Али. Проблемы водообеспечения в Республике Йемен Текст. / Аль Мурейш Абдо Сайд Али, Г.Т. Фрумин // Тезисы докладов Итоговой сессии ученого совета РГГМУ (25 26 января 2006 г.).-СПб.: Изд. РГГМУ, 2006.-С.112 - 113.

38. Воробьёв, В.Н. Арктический антициклон и динамика климата Северной Полярной области Текст. / В.Н. Воробьёв, Н.П. Смирнов.-СПб.: Изд. РГГМУ, 2003.-81 с.

39. Воробьёв, В.Н. "Глобальное потепление" гипотеза или реальность? Текст. / В.Н. Воробьёв, Э.И. Саруханян, Н.П. Смирнов // Учёные записки РГГМУ,- 2005.-№ 1.-С.6 - 21.

40. Воробьёв, В.Н. Сезонная изменчивость характеристик центров действия атмосферы Южного полушария Текст. / В.Н. Воробьёв, Э.И. Саруханян, Н.П. Смирнов // Учёные записки РГГМУ,- 2008.-№ 8.-С.47 61.

41. Смирнов, Н.П. Циклонические центры действия южного полушария и изменения климата Текст. / Н.П. Смирнов, Э.И. Саруханян, И.В. Розанова,-СПб.: Изд. РГГМУ, 2004.-217 с.

42. Аль-Бухайри O.A. Сезонные и многолетние изменения температуры воздуха в республике Йемен и южной части Аравийского полуострова в XX и начале XXI века Текст. / O.A. Аль-Бухайри., Н.П. Смирнов // Ученые записки РГГМУ.-2010,- № 15.-С.50 63.

43. Швер, Ц.А. Закономерности распределения количества осадков на континентах Текст. / Ц.А. Швер.-Jl.: Гидрометиздат, 1984.-285 с.

44. Аль-Майтами, В.А. Экологически безопасные технологии водообеспечения в странах Аравийского полуострова Текст. / В.А. Аль-Майтами, Г.Т. Фрумин//Современные проблемы науки и образования-2008.-№ 3.-С.11 15.

45. Географический атлас Карты. / Отв. ред. Л.Н. Колосова.-М.: Изд. ГУГК, 1980.-238 с.

46. Patzert, W.C. Seasonal variations in structure and circulation the Red Sea Text. / W.C. Patzert // Journ. of Geophys.- Hawaii: Univ. of Hawaii, 1972.-58 p.

47. Воротников, M.B. Региональное проявление Солнечной активности на атмосферные процессы Текст. / М.В. Воротников, В.Л. Горшков // Учёные записки РГГМУ.-№ 8.-С.38 45.

48. Треки тропических циклонов // The NOAA Coastal Services Center Электронный ресурс.-Charleston, 2010.-Режим доступа:w w w. ese. noaa. go v/h urricantracks

49. Смирнов, Н.П. Северо-Атлантическое колебание и климат Текст. / Н.П. Смирнов, В.Н. Воробьёв, С.Ю. Кочанов. СПб.: Изд. РГГМУ, 1998.121 с.

50. Аль Мурейш Халед Абдо Сайд Али. Проблема водообеспечения в Республике Йемен: современное состояние и пути решения Текст. / Аль Мурейш Халед Абдо Сайд Али, Г.Т. Фрумин // СПб.: Ученые записки ~ ~ РГГМУ,- 2006.-№ 2.-С. 36 51.

51. Бабкин, В.И. и др. Северо-Атлантическое колебание и многолетняя динамика стока рек Европы Текст. / В.И. Бабкин // Современные проблемы гидрометеорологии: сб. нач. работ СПб.: Изд. РГГМУ, 1999.-С.114 - 121.

52. Аль-Бухайри, О.А Многолетние изменения выпадения осадков в республике Йемен за последние 50 лет Текст. / O.A. Аль-Бухайри., Н.П. Смирнов //Ученые записки РГГМУ.- 2010.-№ 14.-С.115 125.

53. Климаты Африки Текст. / Под ред. А.Н.Лебедева.-Л.: Гидрометиздат, 1967.^-88 с.

54. Косарев, А.Н. Физико-географические особенности. Красное море Текст. / А.Н. Косарев.-СПб.:Гидрометеоиздат,1992.-С.8 26.

55. Временные ряды наблюдений температуры воды // IRI Электронный ресурс. /Междунар. исслед ин-тклимата.-USA, 2010-Режим доступа: http://iridl.ldeo.columbia.edU/SOURCES/.NOAA/.NCEP/.EMC/.CMB/.GLOBAL/. Reyn SmithOIv2/.monthly/.sst/

56. Аль-Бухайри, O.A. Изменение температуры воды в южной части Красного моря Текст. / O.A. Аль-Бухайри // Ученые записки РГГМУ 2010-№ 18.-С.41 -47.