Том 29, номер 03, статья № 9

Аннотация:

Для территории Южного Урала методом вейвлет-анализа исследованы осадки мая–июля, реконструированные по радиальному приросту поздней древесины лиственницы Сукачева (Larix sukaczewii Dyl.). Эти данные в дальнейшем были проанализированы методом кросс-вейвлет-преобразования путем сравнения со среднегодовыми значениями чисел Вольфа, а также со средними значениями индексов САК и АМК (Североатлантическое колебание и Атлантическое мультидекадное колебание) за аналогичный период. Проведенный анализ позволил выявить скрытые периодичности в исходных рядах и определить взаимосвязи осадков мая–июля с солнечной активностью, а также с САК и AMК. Установлено, что доминирующий 11-летний цикл в рядах чисел Вольфа присутствует практически на всем временном диапазоне реконструкции осадков. В серии реконструкции осадков проявление индекса САК за май–июль присутствует в основном на периодах 8–11 лет, а индекса AMК за май–июль на периодах от 11 до 50 лет. Для анализа использовались следующие периоды наблюдений: реконструкция осадков мая–июля за 375 лет (1631–2005 гг.), числа Вольфа за 306 лет (1700–2005 гг.), САК за 141 год (1865–2005 гг.), AMК за 150 лет (1856–2005 гг.).

Ключевые слова:

вейвлет-анализ, кросс-вейвлет-анализ, Фурье-анализ, климатические индексы, реконструкция осадков, дендрохронологические исследования, корреляционный анализ

Список литературы:

1. Бардин М.Ю. Изменчивость температуры воздуха над западными территориями России и сопредельными странами в ХХ веке // Метеорол. и гидрол. 2002. № 8. С. 5–23.
2. Егоров А.Г. Солнечный цикл и многолетние изменения средней тропосферы Арктики в зимний период // Докл. АН. 2014. Т. 459, № 1. С. 112–117.
3. Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Колебания климата на территории России // Известия РАН. Физ. атмосф. и океана. 2003. Т. 39, № 2. С. 166–187.
4. Тартаковский В.А. Синхронный анализ рядов чисел Вольфа и температуры с метеостанций Северного полушария Земли // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 2. С. 182–188.
5. Вакуленко Н.В., Сонечкин Д.М. Свидетельство влияния солнечной активности на Эль-Ниньо – Южное колебание // Океанология. 2011. Т. 51, № 6. С. 994–999.
6. Васильев Д.Ю., Ферапонтов Ю.И. Тренды в колебаниях приземной температуры воздуха на примере Башкирии // Известия РАН. Сер. геогр. 2015. № 1. С. 77–86.
7. Даценко Н.М., Сонечкин Д.М. О надежности тысячелетних реконструкций хода приземной температуры воздуха Северного полушария // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2008. Т. 44, № 6. С. 797–803.
8. Монин А.С., Сонечкин Д.М. Колебания климата по данным наблюдений. Тройной солнечный и другие циклы. М.: Наука, 2005. 191 с.
9. Мохов И.И., Смирнов Д.А., Карпенко А.А. Оценки связи изменений глобальной приповерхностной температуры с разными естественными и антропогенными факторами на основе данных наблюдений // Докл. АН. 2012. Т. 443, № 2. С. 225–231.
10. Мохов И.И., Безверхний В.А., Елисеев А.В., Карпенко А.А. Модельные оценки возможных климатических изменений в ХХI веке при различных сценариях солнечной и вулканической активности и антропогенных воздействий // Косм. исслед. 2008. Т. 46, № 4. С. 363–367.
11. Meehl G.A., Arblaster J.M., Branstator G., van Loon H. A coupled air-sea response mechanism to solar forcing in the Pacific region // J. Climate. 2008. V. 21. Р. 2883–2897. DOI:10.1175/2007JCLI1776.1.
12. Meehl G.A., Arblaster J.M., Matthes K., Sassi F., van Loon H. Amplifying the Pacific climate system response to a small 11 year solar cycle forcing // Science. 2009. V. 325. P. 1114–1118. DOI:10.1126/science. 1172872.
13. White W.B., Lean J., Cayan D.R., Dettinger D.W. Response of global upper ocean temperature to changing solar irradiance // J. Geophys. Res. С. 1997. V. 102, iss. 2. P. 3255–3266. DOI:10.1029/96JC03549.
14. Wang B., Liu J., Kim H-J., Webster P.J., Yim S-Y., Xiang B. Northern Hemisphere summer monsoon intensified by mega-El Niño/Southern oscillation and Atlantic multidecadal oscillation // Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 2013. V. 110, № 14. P. 5347–5352. DOI: 10.1073/pnas.1219405110.
15. Sutton R.T., Hodson D.L.R. Atlantic ocean forcing of North American and European summer climate // Science. 2005. V. 309, N 5731. P. 115–118.
16. Wei W., Lohmann G. Simulated Atlantic Multidecadal Oscillation during the Holocene // J. Climate. 2012. V. 25. P. 6989–7002. DOI: 10.1175/JCLI-D-11-00667.1.
17. Nyberg J., Malgrem B.A., Winter A., Jury M.R., Kilbourn K.H., Quinn T.M. Low Atlantic hurricane activity in the 1970s and 1980s compared to the past 270 years // Nature. 2007. V. 447. P. 697–701. DOI: 10.1038/nature05895.
18. Qian B., Corte-Real J., Xu H. Is the North Atlantic Oscillation the most important atmospheric pattern for precipitation in Europe? // J. Geophys. Res. D. 2000. V. 105, iss. 9. P. 11901–11910.
19. Bice D., Montanari A., Vučetić V., Vućetić M. The influence of regional and global climatic oscillations on Croatian climate // Int. J. Clymatol. 2012. V. 32. P. 1537–1557. DOI: 10.1002/joc.2372.
20. Hurrell J.W. Decadal Trends in the North Atlantic Oscillation: Regional Temperatures and Precipitation // Science. 1995. V. 269, N 4. P. 676–679.
21. Hurrell J.W, van Loon H. Decadal variations in climate associated with the North Atlantic Oscillation // Clim. Change. 1997. V. 36. P. 301–326.
22. Вязилова Н.А. Об экстремальной циклонической активности в Северной Атлантике // Метеорол. и гидрол. 2012. № 11. С. 5–17.
23. D’Arrigo R.D., Cook E.R., Mann M.E., Jacoby G.C. Tree-ring reconstructions of temperature and sea-level pressure variability associated with the warm-season Arctic Oscillation since AD 1650 // Geophys. Res. Lett. 2003. V. 30, N 11. P. 1549. DOI: 10.1029/2003GL017250.
24. Briffa K.R., Osborn T.J. Climate warming: Seeing the Wood from the Trees // Science. 1999. V. 284, N 5416. P. 926–927.
25. Overpeck J., Hughen K., Hardy D., Bradley R., Case R., Douglas M., Finney B., Gajewski K., Jacoby G., Jennings A., Lamoureux S., Lasca A., MacDonald G., Moore J., Retelle M., Smith S., Wolfe A., Zielinski G. Arctic Environmental Change of the Last Four Centuries // Science. 1997. V. 278, N 5341. P. 1251–1256.
26. Steinhilber F., Abreua J.A., Beera J., Brunnera I., Christlb M., Fischer H., Heikkilä U., Kubik P.W., Mann M., McCracken K.G., Miller H., Miyahara H., Oerter H., Wilhelms F. 9.400 years of cosmic radiation and solar activity from ice cores and tree rings // Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 2012. V. 109. P. 5967–5971. DOI: 10.1073/pnas.1118965109.
27. Chen Z., Zhang X., Cui M., He X., Ding W., Peng J. Tree-ring based precipitation reconstruction for the forest–steppe ecotone in northern Inner Mongolia, China and its linkages to the Pacific Ocean variability // Global and Planetary Change. 2012. V. 86–87. P. 45–56. DOI: 10.1016/j.gloplacha.2012.01.009.
28. Fang K., Gou X., Chen F., Liu C., Davi N., Li J., Zhao Z., Li Y. Tree-ring based reconstruction of drought variability (1615–2009) in the Kongtong Mountain area, northern China // Global Planet. Change. 2012. V. 80–81. P. 190–197. DOI: 10.1016/j.gloplacha.2011.10.009.
29. Griffin D., Stahle D.W., Faulstich H.L., Carrillo C., Touchan R., Castro C.L., Leavitt S.W. North American monsoon precipitation reconstructed from tree-ring latewood // Geophys. Res. Lett. 2013. V. 40, N 5. P. 954–958. DOI: 10.1002/grl.50184.
30. Morales M.S., Christie D.A., Villalba R., Argollo J., Pacajes J., Silva J.S., Alvarez C.A., Llancabure J.C., Soliz C. Precipitation changes in the South American Altiplano since 1300AD reconstructed by tree-rings // Clim. Past Discuss. 2011. V. 7. P. 4297–4334. DOI: 10.5194/cpd-7-4297-2011.
31. Qin C., Yang B., Brauning A., Sonechkin D.M., Huang K. Regional extreme climate events on the northeastern Tibetan Plateau since AD 1450 inferred from tree rings // Global Planet. Change. 2011. V. 75, iss. 3–4. P. 143–154. DOI: 10.1016/j.gloplacha. 2010.10.013.
32. Кучеров С.Е. Реконструкция летних осадков на Южном Урале за последние 375 лет на основе анализа радиального прироста лиственницы Сукачева // Экология. 2010. № 4. С. 248–256.
33. Кучеров С.Е., Васильев Д.Ю., Мулдашев А.А. Реконструкция осадков мая–июня по радиальному приросту сосны обыкновенной на Бугульминско-Белебеевской возвышенности для территории Башкирии // Экология. 2016. № 2. C. 83–93.
34. Крашенниников И.М., Кучеровская-Рожанец С.Е. Природные ресурсы Башкирской АССР. Т. 1. Растительность Башкирской АССР. М., Л.: АН СССР, 1941. 156 с.
35. Trenberth K.E., Hurrell J.W., James W. Comment on: “The Interpretation of Short Climate Records with Comments on the North Atlantic and Southern Oscillations” // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 1999. V. 80, N 12. P. 2721–2722.
36. Daubechies I. Ten Lectures on Wavelets. Philadelphia: Society for Industrial and Applied Mathematics, 1992. 357 p.
37. Meyers S.D., Kelly B.G., O’Brien J.J. An introduction to wavelet analysis in oceanography and meteorology: With application to the dispersion of Yanai waves // Mon. Weather Rev. 1993. V. 121, N 10. P. 2858–2866.
38. Васильев Д.Ю., Лукманов Р.Л., Ферапонтов Ю.И., Чувыров А.Н. Цикличность гидрометеорологических характеристик на примере Башкирии // Докл. АН. 2012. Т. 447, № 3. С. 331–334.
39. Васильев Д.Ю., Сивохип Ж.Т., Чибилев А.А. Динамика климата и внутривековые колебания стока в бассейне реки Урал // Докл. АН. 2016. (в печати).
40. Сапожникова В.А., Груздев А.Н., Агеев Б.Г., Пономарев Ю.Н., Савчук Д.А. Связь вариаций содержания СО₂ и Н₂О в годичных кольцах кедра сибирского с вариациями метеорологических параметров // Докл. АН. 2013. Т. 450, № 5. С. 592–598.
41. Christie D.A., Boninsegna J.A., Cleaveland M.K., Lara A., Quesne C., Morales M.S., Mudelsee M., Stahle D.W., Villalba R. Aridity changes in the Temperate-Mediterranean transition of the Andes since AD 1346 reconstructed from tree-rings // Clim. Dyn. 2011. V. 36. P. 1505–1521. DOI: 10.1007/s00382-009-0723-4.
42. Nagaya K., Kitazawa K., Miyake F., Masuda K., Muraki Y., Nakamura T., Miyahara H., Matsuzaki H. Variation of the Schwabe cycle length during the Grand Solar Minimum in the 4th centure BC deduced from radiocarbon content in tree rings // Solar Phys. 2012. V. 280. P. 223–236. DOI: 10.1007/s11207-012-0045-2.
43. Touet V., Taylor A.H. Multi-century variability in the Pacific North American circulation pattern reconstructed from tree rings // Clim. Dyn. 2010. V. 35. P. 953–963. DOI: 10.1007/s00382-009-0605-9.
44. Rigozo N.R., Lisi C.S., Fiho M.T., Prestes A., Nordemann D.J.R., Echer M.P.S., Echer E., Silva H.E., Rigozo V.F. Solar-Terrestrial Signal Record in Tree Ring Width Time Series from Brazil // Pure Appl. Geophys. 2012. DOI: 10.1007/s00024-012-0480-x.
45. Grinsted A., Moore J.C., Jevrejeva S. Application of cross wavelet transforms and wavelet coherence to geophysical time series // Nonlinear Process. Geophys. 2004. V. 11. P. 561–566. SRef-ID: 1607-7946/ npg/2004-11-561.
46. Torrence C., Compo G.P. A practical guide to wavelet analysis // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 1998. V. 79, N 1. P. 61–78.
47. Maraun D., Kurths J. Cross wavelet analysis: Significance testing and pitfalls // Nonlinear Process. Geophys. 2004. V. 11. P. 505–514. SRef-ID: 1607-7946/npg/2004-11-505.
48. Rigozo N.R., Viera L.E.A., Echer E., Nordemann D.J.R. Wavelet analysis of Solar-ENSO imprints in tree rings data from Sourthen Brazilin the last century // Clim. Change. 2003. V. 60, N 6. P. 329–340.
49. Rossi A., Massei N., Laignel B. A synthesis of the time-scale variability of commonly used climate indices using continuous wavelet transform // Global Planet. Change. 2011. V. 78, N 1. P. 1–13. DOI: 10.1016/ j.gloplacha.2011.04.008.