Вопрос об изменении климата является одним из самых популярных как в научных, профессиональных и политических кругах, так и на бытовом уровне, потому что попросту влияет на нашу повседневную жизнь через погоду и ее «капризы». Но уже как-то сложилось, что дать истинное объяснение погодным и атмосферным выкрутасам может только ученый, профессионал или политик, вышедший или тесно связанный с этими кругами. Такая предопределенность основана на небезосновательном убеждении, что лишь владение определенным минимум физико-математических знаний и опыт работы в этой области могут открыть истину. Я предлагаю очень простой, доступный каждому, но на мой взгляд, эффективный способ анализа пульсаций в гидросфере, дающий возможность каждому человеку, интересующимся причудами погоды и природы, делать их анализ и возможный прогноз. Золотая пропорция имеет к этому прямое отношение.

Мы все знаем с детства расхожее выражение: вода – это жизнь. И каждый в доказательство этого утверждения приводит следущее: жизнь на нашей единственной планете во всей вселенной есть только потому, что на ней на единственной есть вода. И уже не каждый, но многие могут развить эту идею в направлении о регулировании поступающей солнечной энергии и исходящей земной, сохраняя температуру поверхности земли и приземного слоя в пригодном для жизни интервале: от -80 до +80°С. Другими словами, именно вода на нашей планете выстроила многобарьерную структуру, именуемую гидросферой, которая, включая атмосферу, океан, криосферу (высокие грунтовые и почвенные воды), литосферу (глубокие грунтовые воды) и биосферу (земная растительность, в частности), предохраняет планету как от избытка поступающей на летнюю сторону солнечной радиации, так и от потери своей собственной энергии с зимней стороны. Как же она это делает?

На рис. 1 представлены годовые графики колебаний температуры воздуха (красная и зеленая линии) и осадки (голубая и лиловая линии) по станции Тоома, 1985. Красная линия представляет измеренную температуру, а зеленая делает отсечение резких «всплесков» температуры, причем нетрудно заметить, что как резкие подъемы в теплый период, так и зимние падения температуры сопровождаются последующим выпадением осадков. Уклон зеленой прямой, dTб (cуточный лимит базового увеличения температуры), обеспечивает наибольшее количество срезок температуры за год, Nт. Оба параметра принадлежат к авторской модели разделения энергетических колебаний SimpleBase Delineation Model^TM, первоначально разработанной для выделения базового стока из общего речного. Описание модели опубликовано в материалах 12-го Всемирного Конгресса Воды, проходившем 22-25 ноября 2005 в Индии; информацию о модели можно посмотреть на сайте автора: www.hydrology.ca/simple_base_m/pdf). Интересно, что количество срезок осадков, No, зависит от физгеографических особенностей местности и самого количества осадков (больще – чаще), что дает основание предположить, что отсеченные базовые осадки относятся к так называемым отложным – росе и инею, а такжн интерсепту (перехват осадков растительностью), т.е. мелкой, локальной циркуляцией воды, не связанной с трансконтинентальными атмосферными переносами влажности (составляют от 5 до 25% измеряемых осадков).

Такое выделение базовой составляющей было проведено практически у всех метеорологических параметров, используемых в гидрологии (прямой радиации, ветра, облачности и продолжительности ясного неба, температуры почвы и упругости водяного пара), а также уровенных колебаний различных вод: речных, болотных, озерных и грунтовых. Во всех случаях базовые составляющие имеют двухзначную сезонную корреляцию с температурными «сбросами».

Возникает резонный вопрос: а какое отношение это имеет к Золотому Сечению?

Давайте посмотрим на оставшуюся после базовой часть любого параметра.

На втором рисунке представлены расчлененные графики солнечной радиации (А), ветра (Б), грунтовых вод (В) и речного стока (Г), полученные по водно-балансовая станции Тоома (Эстония), 1985. Базовая составляющая во всех случаях отмечена лиловым цветом. Отдельные синие макушки пиков принадлежат к моментам прорыва радиационного импулься через атмосферу, поэтому названы прорывной составляющей импульса (<< 1%). Соотношения между наклоном лиловой, базовой постоянной, и зеленой, основной динамической переменной пульса, определяется уравнением:

dТп = dТб*2^(Кмах + 0.618),

где dТп – динамический предел суточного изменения температуры воздуха, °С/сутки; Кмах – степень «динамической теплоемкости» атмосферной воды приземного слоя, принимает целые значения 2 или 3 (определение параметров модели в данном случае приведено на примере температуры воздуха).

Часть данной формулы, заключенная в скобках, уже совершенно определенно может быть некоей вариацией Золотого Сечения, тем более что в самом общем случае Кмах принимает значения от 0 до 14.

Для каждого параметра Кмах изменяется в определенных для этого параметра пределах. Так, для большинства метеорологических элементов (ветер, облачность, упругость водяного пара, влажность, температура почвы) оно принимает значение 2 (семилетние ряды наблюдений по станции Тоома, Эстония); для температуры воздуха – 2-3 (пяти- и десятилетние ряды наблюдений по 40 станциям различных областей Канады и двум десятилетним рядам Эстонии) ; осадков – 5-8 (те же источники данных, что и по температурам); уровня грунтовых и озерных вод – 0-3 (5 мелких и 5 глубоких скважин грунтовых вод Эстонии и 1 глубокая Канады; 50 летние ряды по 6 Великим Озерам Канады и 5 озерам Эстонии); естественного речного стока – 4-9 (более 60 водотоков Канады и 45 – Эстонии).

Результаты обработки метеоэлементов, приведенные выше, еще нигде не опубликованы – это первое опубликование результатов в виде дискуссии, потому что еще далеко не ясна интерпретация как базовой составляющей любого атмосферного параметра, так и механизм взаимодействия между составляющими различных элементов. Для любого вида поверхностных и грунтовых вод составляющие различаются по степени своей подвижности. По этой причине речной сток, будучи одной из самых подвижных вариаций природной воды, имеет не только самый высокий Кмах, но четко выраженные другие компоненты водосборной структуры (сработка верховодки, аллювиальных отложений речной долины и зоны выветривания, стока с заливаемых пойменных площадей, и т.д.) разделяющихся промежуточными значениями К, которые характеризуются чаще всего встречающимися сочетаниями 3, 5 и 8, или 4 и 7.

Надо отметить, что параметры расчленения как зарегулированного, так и урбанизированного стока (углубленного, канализированного, «улучшенного» системой дождевого дренажа и т.д.) заметно отличаются от параметров естественных водотоков. Применение метода расчленения для оценки химического загрязнения и путей их миграций дало удивитеольно хороший результат, подтвержденный не только расчетами, но и измерениями (см. www.hydrology.ca/fletcher.pdf). Интересно, что пульсации химических характеристик подтверждают устойчивость соотношений между базовыми и остальными компонентами водных характеристик.

Как проявляют себя изменения климата и влияния человеческой деятельности на параметры расчленения? На речной сток урбанизация сказывается в уменьшении суточного лимита прироста базового стока и увеличения Кмах до 14. По температуре воздуха единичные пока расчеты показали, что увеличение наблюдается как в приросте базовой составляющей температуры воздуха, так и увеличения доли екстремальной составляющей осадков, характеризующих трансконтинентальный перенос на большие расстояния.

В феврале 2006 материалы гидрохимических наблюдений, подтверждающих правильность количественного расчленения речного стока были представлены на ежегодном симпозиуме Ассоциации Качества Водных Ресурсов Канады.

В июне 2006 результаты сравнений по расчленению стока естественных и урбанизированных водотоков были доложены на ежегодной конференции Ассоциации Водных Ресурсов Канады в Торонто и опубликованы в ее материалах.

Несмотря на довольно большой объем обработанной информации и стабильный неоднозначный результат, выводы о Золотой закономерности взаимозависимых пульсаций всех видов вод в гидросфере делать пока рано (хотя идея об этом уже зародилась и материализуется в каждым новом результате). Во всяком случае – это уже не единичный курьез.

Каким образом любой заинтересованный человек, не имеющий доступа к базе данных, может получить метеорологические данные для удовлетворения своего интереса? Самый быстрый способ – найти любые открытые данные в интернете. Самый простой, но разумеется, не самый быстрый способ получить данные – это либо делать измерения, скажем, температуры воздуха по домашнему термометру (раз в день, в одно и то же время, скажем, рано утром перед работой), либо записывать передаваемые по радио или телевидению температуру, влажность, давление, ветер и т.д. (опять же в одно и то же время, единичные пропуски можно заполнять интерполяцией). Я использую оба варианта!