Потому что ограничения на расхо
д воды, на увлажнённость речных бассейнов ещё далеко не достигнуты.
А.Г. Предела ещё они не достигли?
В.Н. Да, поэтому можно показать, и показано, и даже опубликованы
математические работы, которые показывают ограничение этого степенног
о закона. С точки зрения математической физики можно сказать, что этот ст
епенной закон представляет собой промежуточную асимптотику, характерн
ую для многих задачи физики.
Но что касается эффекта Харста, который мы рассмотрели с разных позиций,
то в некоторых работах эта расходимость спектральной плотности, медлен
ное затухание корреляции объясняется следующим эффектом Ц возникнове
нием хаоса в динамических системах. Есть такие работы. Но для того чтобы н
ам как-то использовать такие работы, мы, изучая природные явления, должны
предложить свою теорию динамического хаоса природных явлений. Потому ч
то свойства этого хаоса ещё далеко не изучены и не известны, поэтому и иду
т такие дебаты по проблемам климата. Мы решили рассмотреть задачу, в кото
рой воды суши участвуют очень активным образом. Какая это задача? Мы напи
сали уравнение теплового баланса земли, то есть Солнце нагревает Землю,
часть тепла поглощается, часть излучается, часть уходит в космическое пр
остранство. Написали уравнение водного баланса, уравнение динамики реч
ного стока. Написали уравнение баланса диоксида углерода за счёт выделе
ния его с океанов или с суши. Таким образом, мы получили простую нелинейну
ю систему.
Ведь надо учитывать такие важнейшие климатические параметры, как альбе
до Ц функция увлажнённости. То есть альбедо болот, например, в несколько
раз меньше, чем альбедо пустынь. И это хорошо просматривается по спутник
овым данным, по которым у пустыни Сахары очень высокое альбедо. Так вот, ок
азывается, что по мере увлажнения суши тоже возникает положительная обр
атная связь. Увлажнённость растёт, планета сильнее разогревается, океан
ы больше испаряют, больше влаги попадает на сушу, влажность снова растёт.
Но эта положительная связь известна в климатологии. А вторую положитель
ную связь я уже называл при анализе динамики колебаний уровня Каспийско
го моря.
Оказалось очень важным, что эта система может быть сведена к системе нел
инейных осцилляторов, типа Дюффинга или Ван дер Поля, а тепловой режим пл
анеты здесь фигурирует в качестве вынуждающей силы для этих осциллятор
ов. Так вот, оказалось, что решение этих уравнений может иметь сложный неп
редсказуемый характер Ц хаотический характер, как говорят специалист
ы в области нелинейной динамики и других нелинейных задач.
Вот на рисунке это хорошо видно. Здесь рассмотрены две траектории по реа
лизации глобальной температуры приземного слоя атмосферы. Мы видим, что
на каком-то отрезке времени траектории начали расходиться. То есть по су
ществу мы получили при одних и тех же условиях две реализации. Эта сущест
венная зависимость решения от начальных условий говорит нам как раз о ха
осе в этих системах.
Что здесь ещё важно? Мы видим, что возможны резкие колебания. Если в начале
мы видели колебания около 16-ти градусов среднегодовой температуры приз
емного слоя атмосферы, то по мере развития событий получаются колебания
уже от 14-ти до 17-ти градусов. Это очень сильные колебания. Здесь возникает т
акой даже эффект. Мы хорошо знаем эффект десинхронизации генераторов. На
пример, Гюйгенс в письмах к отцу писал, что наблюдал синхронизацию двух ч
асов, повешенных на стене, разделяющей две комнаты. То есть слабая связую
щая сила связывала эти часы, и они шли в унисон. Таким образом, и здесь, возм
ожно, присутствуют эффекты синхронизации. Что это значит? Что если все ма
терики начнут работать на увлажнение, планета начнёт разогреваться. То е
сть будет происходить потепление климата. Если они работают на усушение
, планета начинает охлаждаться. То есть ледниковые эпохи возникают.
Причём у нас получилось, что экспериментальная размерность этого аттра
ктора, вычисленная на основе эксперимента, поставленного климатологам
и Николисами, совпала с нашей размерностью, которую мы вычислили теорети
чески. И что здесь важно? Что климат неразрывно связан с гидрологическим
и процессами на суше. То есть воды суши Ц такой же полноправный участник
климатического спектакля, как океан, атмосфера и криосфера. Это неразрыв
но связанные между собой компоненты. И вот на рисунке показан «странный
аттрактор». Есть такое стационарное состояние этой системы, вернее, его
проекция на плоскость в переменных температуры и зависимость производ
ной температуры от времени. Мы видим, что некоторое время температура на
ходится где-то около 16-ти градусов. Если продолжать дальнейшее развитие,
то температура может понизиться и до 14-ти градусов. Она здесь показана, но
время пребывания системы в этом состоянии оказалось меньше, чем время пр
ебывания в другом состоянии системы.
И здесь хочу подчеркнуть следующее Ц почему здесь эффект Харста справе
длив? Академиком В.В.Козловым показан такой эффект, что у уравнения Дюффи
нга может быть бесконечное число длиннопериодических решений с любым п
ериодом, то есть, низкочастотных решений. Так вот там, где уравнение Дюффи
нга имеет такое поведение, как раз возникают эти долгие периодические ре
шения, медленные процессы. И вот спектр, построенный для такой реализаци
и, как раз отражает этот эффект.
И ещё нужно сказать, что изменение климата в нашей модели является естес
твенным, то есть без учёта антропогенного эффекта. Потому что, на мой взгл
яд, всякие модели должны объяснять прошлое и будущее, а потом на основе их
нужно принимать какие-то политические решения Ц типа Киотского проток
ола.
А.Г. То есть вероятность потепления или похолодания больше, че
м вероятность стабильного развития ситуации в любой…
В.Н. Да. Я хочу здесь добавить очень важный момент, который иног
да опускается. Если бы у климата не было никаких причин его изменения, всё
было бы случайно. И температура бы стояла около отметки плюс 15, тогда веро
ятность достижения потепления без полярных шапок была бы ненулевая, так
ое состояние было в меловом периоде. Состояние мелового периода: тёплые
океаны и влажное состояние климата. Но вероятность возникновения тех ле
дниковых эпох на Земле Ц тоже ненулевая, значит, причины изменения клим
ата есть. И они пока ещё, может, не познаны, но эти все модели, о которых мы го
ворили, и в том числе модели Харста, они допускают проверку. То есть можно
математически построить более сложные модели Ц или подтвердить нашу т
еорию, или опровергнуть. Так, собственно говоря, на наш взгляд и должна раз
виваться наука.
А.Г. Мне очень нравится, что у вас теория не антропоморфна. Пото
му что человек всё-таки слишком многое о себе возомнил…


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24