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太陽放射の変化と気候
 10年への影響-100周年の規模

デルガチェフV.A. 物理技術研究所 A.F. Ioffe、
サンクトペテルブルク、ロシア

太陽・地球物理学学-研究発表会 2017

ロシア科学アカデミー、プルコフスカヤ天文観測所、XXI全ロシア年次会議

日本語訳:青山貞一 東京都市大学名誉教授
投稿日:2021年1月8日

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太陽・地球物理学学-研究発表会 2017
ロシア科学アカデミー、プルコフスカヤ天文観測所、XXI全ロシア年次会議

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このコレクションには、XXI All-Russian Annual Conference on SolarPhysics
「SolarandSolar-Terrestrial Physics-2017」(2017年10月9日〜13日、
GAO RAS、サンクトペテルブルク)で発表されたレポートが含まれています。

会議は、ロシア科学アカデミーのメイン(プルコボ)天文台、ロシア基礎研究財団、ロシア科学アカデミー天文学科学評議会の「太陽」セクション、および科学評議会「太陽と星の大気」セクションの「惑星の磁気圏におけるプラズマプロセス」の支援を受けて開催されました。会議のトピックには、太陽活動の物理学と太陽と地球の関係に関する幅広い問題が含まれていました。会議には、ロシア連邦、オーストラリア、イギリス、イタリア、フィンランド、ウクライナからの科学者が出席しました。

会議共同議長の組織委員会:A.V。ステパノフ(GAO RAS)、V.V。 Zaitsev(IAP RAS)共同議長-Yu.A. Nagovitsyn(GAO RAS)組織委員会のメンバー:V.A。アブラメンコ(KrAO)V.M。ボゴッド(SAO RAS)I.S。 Veselovsky(SINP MSU、IKI RAS)K。Georgieva(IKSI-BAN、ブルガリア)V.A。デルガチェフ(FTI RAS)L.L。キチャティノフ(ISTP SB RAS)M.A。 Livshits(IZMIRAN)N.G。マカレンコ(GAO RAS)V.N。 Obridko(IZMIRAN)A.A。ソロビエフ(GAO RAS)D.D。ソコロフ(モスクワ州立大学)A.G。 Tlatov(GAS GAO RAS)編集者の管理-A.V.ステパノフとYu.A. Nagovitsynコレクションには、調査結果に基づいて科学委員会の承認を受けた記事が含まれています。

1997年に最初に開催された太陽物理学に関する年次プルコボ会議の議事録は、1954年から1996年に発行された太陽データ速報での太陽活動問題に関する科学記事の出版の続きです。

USSR太陽研究サービスプログラムの継続としてロシアの天文台(主にロシア科学アカデミーの州天文台のキスロボツク山駅)で得られた太陽活動に関する概要データは、電子形式で入手できますコンピューターレイアウトE.L. テレキナ。


太陽放射の変化と気候 10年への影響-100周年の規模
デルガチェフV.A. 物理技術研究所 A.F. Ioffe、サンクトペテルブルク、ロシア
電子メール:v.dergachev@mail.ioffe.ru 194021、ロシア、St。 ピーターズバーグ

10世紀から100年のスケールでの軌道パラメータの変化に関連する気候効果の理由は、これまで科学的な議論の対象となっています。私たちは、太陽放射の弱い変化、特に、気候に対する地球軸の先行変化の影響を操作する法則を十分に研究していません。

別々の年と季節の間の気候変動は、太陽の周りの地球の動きと、この動きの平面に対する地球軸の傾きによって定義されます。地球のある地点での太陽放射の量は、幅、季節、太陽に関する軌道上の地球の位置に依存します。

地球の軌道は、完全に円形ではなく、わずかに楕円形であるため、近日点では、地球は遠日点よりも多くの放射線を太陽から受け取ります。

近日点はゆっくりと太陽の周りを移動します。地球が太陽の周りを回るたびに、近日点は他の場所に少し移動し、他の時間には少し移動します。 57〜58年ごとに、近日点が1日移動します。

地球の軸は同じ方向に傾いたままではありませんが、季節の違いのコントラストは、地球の軸の傾斜角の変化に依存します。その結果、両方の半球で、または逆に、冬は柔らかく、夏は涼しくなります。

気候変動のこの追加の自然メカニズムは、既存の時代に気候変動への貢献を与えます。それは本質的に人為的な温暖化と比較しているかどうか?この論文の目的は、地球の大気の上部で受け取られる絶えず変化する太陽放射照度によって、気候の短期的な変化を説明しようとすることです。

気候への人為的影響の擁護者は、二酸化炭素レベルの上昇と過去2世紀にわたる平均地球温度の上昇との間に観察された相関関係に基づいて、人間の活動が現在の気候変動と過去200年未満の平均地球温度の上昇の根本的な原因であると信じていることに注意してください。

2100 x4±2°Сの温度[2]。太陽放射の変化の寄与は重要ではなく、気候的役割を果たさないと想定されています。人為的影響の気候変動擁護者に対する軌道影響の変化を無視する主な議論と仮定は、気候に対する太陽の世界平均の放射強制力が小さいか無視できることを示しています。

一般に、軌道パラメータの進化に関連する太陽放射の短期的な周期的変化の理解と議論の状態は、まだほとんど解決されていないままです。太陽放射の弱い変化、特に地球の進行の変化が気候に及ぼす影響を支配するパターンについては、十分に研究されていません。同時に、Smulsky [3]が指摘しているように、多くの著者は、気候に対する譲歩の影響を考慮して、何が危機に瀕しているのかを理解していません。地球上のある時点での太陽放射の量は、緯度、季節、太陽に対する軌道上の地球の位置によって異なります。

地球の軌道は完全に円形ではなく、わずかに楕円形であるため、ペリヘリオンでは、地球はアフェリオンよりも太陽からより多くの放射を受け取ります。ペリヘリオンポイントは太陽の周りをゆっくりと移動します。太陽の周りの地球の各回転の後、ペリヘリオンポイントは少し別の場所に移動し、少し別の時間に移動します。ペリヘリオンは、グレゴリアン暦では57〜58年ごとに1日ずつシフトしながら、21310年で太陽の周りを完全に回転することがわかりました。

そして、この影響は無視できません。 [4]には、産業革命の始まり(1850)から現在までの総太陽放射フラックスがシフトを考慮して約3.26 W / m2増加したことが示されています。同時に、この時間間隔での人類の行動によって引き起こされる気候条件への影響の推定値は2.29 W / m2です[5]。したがって、現在、短い時間スケール(数年、数十年)での太陽放射の短期的な変化の問題が研究のために求められています。

この作業の目的は、地球の大気の表面に到達する太陽​​放射が継続的に変化することによって引き起こされる短期的な気候変動を説明することです。過去2000年の温度の再構築地球上のエネルギーバランスは、気候変動とフィードバックの傾向を決定し、影響の性質と応答の大きさを決定する放射力の間の関係によって決定されます。

10年、100年、およびそれより長い時間スケールで観察された気候変動と傾向を解釈することは困難です。過去2000年間の気候を再構築し、気候と自然の気候変動に対する人為的影響を理解するために、科学コミュニティは2008年以来9つの地域グループを組織し(国際チームには22か国からの98人の研究者が含まれています)、8大陸と世界の海洋に関する研究をカバーしています[6]。さまざまな地域の温度変化を考慮に入れます。

海面温度の再構成を分析し、組み合わせて、200年間隔でグループ化しました(図1の長方形のブロック)。図では図1は、北半球の表面温度([7]を参照)(図1a)を、表面の海の温度(図1b)[6]および北極圏の夏の温度(図1c)[8]と比較しています。


図1. 過去 2000 年の気温の再構成: a) 北半球の気温([7]参照). b) 全球海面水温の 200 年間隔(矩形). 太線はトレンド(200 年間隔の平滑化平均値[8])。縦線は夏の気温の年間変化を示しています。太い線は100年フィルターで平滑化した値です。破線-冷え込み傾向。

図からわかるように、北半球の異なる緯度の温度データ(図1a)は互いに異なります。海洋温度の世界的な再構築は、過去1千年にわたって冷却傾向を示しています(図1b)。

冷却傾向は、北アフリカの樹木リングの研究データによると、過去2000年にわたって追跡されています(1c)。

この場合、過去数世紀にわたる温度変化は、人為的影響のみに起因すると見なすことができますか?

太陽の日射量と短い時間間隔での温度変化気候とそれに対応する日光の日射量の値に対する短期的な軌道の影響は、かなり不十分に研究されていることに注意してください。

太陽放射が地球の気候に与える影響を短い時間間隔(たとえば、日、年)で検討する場合、日食に沿った太陽の動き(軌道面を横切るときに形成される天球の大きな円)の特徴を考慮して考慮する必要があります。これらの特徴は、このような短い時間間隔での気候効果に対する太陽の周りの地球の軌道の最も重要な結果です(図2)。


図2. 太陽の周りを回る地球の自転。

図から次のように。 2、気候は非常に短い時間間隔で、たとえば1年の間に変化します。季節の変化は、太陽の周りの地球の動きと、この動きの平面に対する地球の軸の傾きによって決定する必要があります。

この場合、短期間の気候の影響を研究するために、日射量の短期的な変化の問題が強調されています;それら。高周波軌道強制、および10年および複数年スケールでのその変化。すべての日射量計算の基本的なパラメータは、毎日の日射量です。

地球の軌道の要素の周期的な擾乱とそれに関連する太陽放射の高周波変動を考慮した計算は、A.I。で開始されました。 Voeikova。計算におけるカレンダーの問題を回避するために、一定の間隔で計算された、太陽、月、惑星、およびその他の天体の天体座標のテーブル(エフェメリス)を使用することをお勧めします。

高精度のエフェメリスは、地球の軌道の短期的な変化を最も正確に表しています。 E.P.の作品で、日数に対応する時間分解能で高周波の日射変動を計算し、天文学的なエフェメライドを使用する場合ボリセンコフと彼の同僚は、地表の個々の緯度の計算を実行しました[10]。この場合、日射量の計算における地表は球で識別され、計算はこの球の特定の緯度(北緯20°、40°、60°、80°)[10、11]について、10年および数十年のスケールで冬と夏の学期についてのみ行われました。

1800年から2100年の間に。著者らは、数百年の長期軌道強制と同じオーダーの変動を生み出す、約2〜20年の短期変動を特定しました。最近の計算[12–14]では、高精度のエフェメリスに基づいて、太陽の地心距離の変化と太陽の周りの地球の回転の持続時間を考慮して、大気の上限に到達する太陽​​放射の値が1900年から2050年の間に得られました。

同時に、[10、11]とは対照的に、これらの計算における地表は球で識別されませんが、楕円で近似されます。 1900年から2050年までの間氷期(温暖期)に大気の上限に到達する計算された一連の総太陽エネルギーのスペクトル分析は、2。70年と18。75年の期間に対応するスペクトル密度の2つの間隔の増加を明らかにします。経年エネルギー変動のスペクトルでは、2。70年の期間で最大値は1つだけです。紀元前3000年からの時代であると決定されている[15]。

西暦2999年まで地球への太陽放射の減少があり、その回転軸の傾きの経年変化に関連しています。地球に到達する太陽​​放射は、2、3、8、11、および19年に等しい周期性[12–15]を示します。高い時間的空間分解能での地球の日射量の計算は、気候と天候の変化をモデル化するのに役立つようです。

最近の研究[16]では、日射量の計算に、地球の軌道とその回転軸の要素の経年的および周期的な変動を考慮に入れたパラメーターが使用されました。著者らは、最新の天文モデルと高精度の天文エフェメライドを使用して、過去1万3千年と1千年先のタイムスケールで短期間の周期性を分析しました。期間の詳細な分析により、問題のタイムラインで非常に豊富な動的変調が得られます。

上記の短期的な周期性に加えて、より長期的な周期性も検出されました。たとえば、約40、60、800、900年です。軌道経度の連続関数としての日射量の日次値の計算における誤差の決定が、初めてより詳細に実行されました。彼らは、まったく同じ暦日の間に、毎日の日射量の値に最大5%の誤差を見つけました。これは、計算で使用された理論的に予想される誤差0.01 W / m2よりも大幅に高い日平均日射量の2.5W / m2の誤差に相当します。気候に対する太陽放射の影響。太陽放射の到着と地球の楕円形の表面上のその分布の注目すべき特徴は、気候を研究する上で非常に重要です。

参考文献

1.Milankovich M。気候変動の数学的気候学および天文学的理論。 M.-L 。:ゴンティ。 1939.207秒

2.気候変動2013。物理科学の基礎。気候変動に関する政府間パネル、2013年。

3。SmulskyI.I.科学アカデミーの会報。 2013. T. 83. No. 1. P. 31–39。 2013.

4. Steel D.、2013。Journal of Cosmology。 2013. V. 22. P.10106-10129。

5.気候変動2014年。気候変動に関する総合報告書政府間パネル。

6. PAGES 2kコンソーシアム、2017年。DOI:10.1038 /sdata.2017.88。

7. Dergachev V.A.地磁気とエアロノミー。 2015. T. 55. No. 1. P. 3–14。

8. McGregor H.V. etal。ネイチャージオサイエンス。 8.671-77。

9. Esper J. etal。クォータン。科学2014. V. 29(5) P.487-494。

10.ボリセンコフE.R. etal。気候変動。 1983. No. 5. P. 237–244。

11.ボリセンコフE.R. etal。 J. AtmosphericSci。 1985. V. 42. No. 9. P.933-940。

12.フェドロフV.M.アストロン。 vestn。 2012. T. 46. No. 2. P. 184–189。

13.フェドロフV.M.科学アカデミーのレポート。 2013. T. 451. No. 1. P. 95–97。

14.フェドロフV.M.科学アカデミーのレポート。 2014.Vol。457、No。2、pp.222–225。

15.フェドロフV.M.地質学。プロセスと生物圏。 2015. T. 14. No. 1. P. 5–22。

16. Cionco R.G.、まもなくW.-H. Earth-Science Rev. 2017. V. 166. P.206-222


著者紹介
Vladimir Alexandrovich Dergachev (Russian: Владимир Александрович Дергачёв) (born 9 September 1945 in Zabaykalsky Krai, Russian SFSR) is a Ukrainian expert in geopolitics. He holds a Doktor nauk in Geography, and is a Professor in the Union of Journalists of Ukraine. Dergachev is an ethnic Russian living in Odessa, Ukraine.[1][2] He is a graduate of the Moscow State University.

Dergachev has authored over 550 scientific and popular writings, including:

The Geopolitics (Kiev: VIRA-R, 2000) ISBN 966-95440-5-X;

The Geoeconomics (Kiev: VIRA-R, 2002) ISBN 966-7807-15-0;

The Civilization Geopolitics: Geophilosophy (Kiev: VIRA-R, 2004) ISBN 966-7807-17-7;

The Geopolitics Textbook (M.: UNITI- DANA, 2004) ISBN 5-238-00779-5;

The Regionology (M.: UNITI- DANA, 2004, co-authored by L.B. Vardomsky) ISBN 5-238-00765-5;

The International Economic Relations (M.: UNITI- DANA, 2005) ISBN 5-238-00863-5;

The Globalistics (M.: UNITI- DANA, 2005)ISBN 5-238-00957-7 .

He has frequently contributed to Kiev and Moscow newspapers such as Izvestiya, Literaturnaya Gazeta, Economicheskaya Gazeta, and Obschaya Gazeta[citation needed].

References

(9 March 2006). Expert: conflict with Transdnestr can negatively affect polling outcome of Ukrainian ruling block, REGNUM News Agency, Retrieved December 8, 2010 ("Odessa geopolitical analyst, Professor, Doctor of Geography Vladimir Dergachev")
Biography, dergachev.farlep.net (self published biography in Russian), Retrieved December 8, 2010
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