Лаборатория экспериментальной экологии)

    Начало нового тысячелетия человечество встречает с грузом нерешенных проблем глобального характера. Это и озоновые дыры, и всеобщее потепление климата. Многие из этих проблем исследователи связывают с деятельностью самого человека, однако на этом пути не обошлось и без различных спекуляций.
     В г. Лион (Франция) открылась международная конференция ООН, посвященная глобальным климатическим изменениям, прежде всего - потеплению климата. Этот опасный процесс, в результате которого могут уйти под воду целые государства, принято связывать с парниковым эффектом углекислого газа. Считается, что этот газ пропускает к поверхности земли ультрафиолетовые лучи, нагревающие почву, но задерживает излучаемое почвой тепло. В результате поверхность Земли и приземный слой атмосферы нагреваются. Поскольку при сжигании топлива происходят выбросы огромного количества углекислоты, то причину парникового эффекта ищут в развитии промышленности. Еще в конце 1997 года на конференции в г. Киото эта теория была признана правильной, и для промышленно-развитых стран были установлены определенные квоты на выброс углекислоты в атмосферу. Однако еще в начале века совершенно другое объяснение "парникового эффекта" дал великий американский физик Роберт Вуд. В те времена повышенную температуру в теплицах объясняли точно так же, как сейчас объясняют парниковый эффект на планете, только вместо углекислоты говорили о стекле. Однако Вуд доказал, что в теплице теплее потому, что в ней просто закрыта дверь. Откройте дверь - и эффект исчезнет.
     Действительно повышение температуры усиливает испарение влаги и увеличивает облачность Земли, а это в свою очередь повышает отражательную способность земной атмосферы. В результате увеличивается отражение солнечного тепла от облаков в космос, а поступление тепла на Землю - сокращается, и средняя температура земной поверхности снижается до прежнего уровня. Кроме того вместе с потеплением неуклонно растет число землетрясений и вулканических извержений, хотя они очевидно с содержанием СO₂ в атмосфере не связаны. По данным Интернет изданий, между 1900-м и 1949-м (50 лет) годом было зарегистрировано 3520 землетрясений, а с 1950 по 1988 (39 лет) - 5037 землетрясений (Thietz, H.-P.: Tatort Erde. Verl. fur au? ergewohnliche Perspektiven, 1996).По расчетам автора (Otto Oesterle "Goldene Mitte: Unser einziger Ausweg", 1997, S. 126-130, ISBN 3-9520261-9-0) годовой прирост температуры атмосферы за счет роста содержания СО2 составляет всего 0,008 °С. Е.В. Лошанова (2000)считает что таким ростом можно пренебречь, так как в прошлом природные колебания температуры атмосферы были гораздо сильнее.
     Что же тогда является настоящей причиной потепления климата? В Северной Америке с 1800-го года регистрируются температуры в 368-и скважинах глубиной от 150 до 3000 метров. За это время во всех скважинах по данным Интернет изданий, зарегистрирован подъем температуры от 0,3 до 2,5 °С (Deming, D. Science, vol. 268, p. 1576-1577, 16.06.95). Очевидно, что этот, усиливающийся со временем, тепловой поток из недр Земли разогревает и атмосферу. Это подтверждают измерения температуры на поверхности Земли с 1850 года, показывающие повышение на 0,6 °С (W. Kranenbroeker "Der lange Atem der Sonne", Magazin 2000, Nr. 145, S. 28). "Ответственной" за это потепление по мнению некоторых авторов является растущая, Земля, продуцирующая все больше тепла в своих недрах .Это подтверждают и исследователи Мичиганского университета в США в журнале "Nature" (15Uhr aktuell от 21-02-00). Из их исследований слоев земли в 600 скважинах следует, что температура на поверхности Земли с 1500 г. н.э. повысилась на 1,1 °С, причем только в 20-м столетии - на 0,6 °С. Это противоречит гипотезе тепличного эффекта за счет роста в атмосфере углекислого газа (500 лет назад еще не было промышленности!), "но полностью согласуется с объяснением этого явления за счет ускоренного роста земного шара" (С.П.Грошиков 2003г.).
     Естественно можно предположить, что на земном шаре есть некоторые зоны, где процессы нагрева в силу выхода кинетической энергии наиболее выражены - там вполне естественно можно ожидать в большем количестве землетрясений (если в море - то цунами), зарождение тайфунов, ураганов ,смерчей. и.т.д. Такие зоны уже давно нанесены на географические карты. Однако если мы считаем, что "нагрев" земли "изнутри" является явлением повсеместным, то и в отдельной территории, где нет вообще (к чёрту!) никакой явно выраженной активности Земли, например г. Казань, - его можно все-таки будет зафиксировать и показать в виде цифр.
     По данным К.А.Попова (2002) вместе с потеплением климата растет число членистоногих - переносчиков инфекций опасных для человека. К.А. Попов приводит данные о численности энцефалитного клеща в Челябинской области (см. График "численность таежного клеща" в Приложении). Если совместить этот график с нашими графиками №1-№3, то получится явное сходство. Особенно необходимо отметить 1995M год - год "перелома".

Цель и задачи работы

Целью настоящей работы было проверить рабочею гипотезу, согласно которой причиной глобального потепления является повсеместный нагрев поверхности земли, что можно было бы зафиксировать, не только изучая показатели среднегодовой температуры, но так же количеством вытесненной теплом влаги (влажность), а в связи с этим уменьшение скорости ветра.

Задачи

1. Сделать расчеты средних величин температур воздуха г.Казани по годам начиная с 1881года по 2004год. (по таблицам метеослужбы города)

2. Сделать расчеты средних величин влажности воздуха г.Казани по годам начиная 1981 года по 2004год.(по таблицам метеослужбы города)

3. Сделать расчеты средних величин скорости ветра в г.Казани по годам начиная с 1981года по 2004год. (по таблицам метеослужбы города)

4. На основании обработки первичных данных построить графики:

а) График динамики температуры по годам Гр.1 выявить тенденции: повышение, понижение, стабилизация.

б) График динамики влажности по годам Гр.2, выявить тенденции: повышение, понижение, стабилизация.

в) График динамики скорости ветра по годам Гр.3, выявить тенденции: повышение, понижение, стабилизация.

5. Построить сравнительный график зависимости "температура - скорость ветра" Гр.4, произвести сравнительный анализ.

6. Построить сравнительный график зависимости "влажность - скорость ветра" Гр.5, произвести сравнительный анализ.

7. Построить сравнительный график динамики влажности с математической величиной "эксцесса" той же влажности.

8. Сделать общее заключение о взаимозависимости температуры - влажности - ветра.

9. Сделать общий анализ полученных результатов и показать возможные экологические последствия изменения климата в регионе.

Материал и оборудование

Материалом наших исследований служили сводные таблицы данных измерений температуры, влажности, скорости ветра за период 1981 по 2004 годы в городе Казани любезно предоставленные нам метеослужбой города. Первичные данные были обработаны компьютерной программой EcoStat разработанной А.В.Галкиным учеником Гимназии №102 выпуска 1999 года.
Для сравнения графиков пользовались обычной ученической линейкой.

Методы работы

Первичные данные таблиц температур, вносились в компьютерную программу, которая выдавала средние величины по каждому году, одновременно выдавались показатели ошибки средней , математических величин эксцесса и ассиметрии. По полученным результатам средних значений в среде программы Excel строились графики, которые распечатывались на принтере. При помощи обыкновенной ученической линейки графики сравнивались между собой.

Ход работы и обсуждение результатов

1. Разработка рабочей гипотезы
     Все началось с фитофторы! (фото см. Приложение)
Вот уже на протяжении 5и лет, как рядовыми садоводами, так и фирмами занимающиеся выращиванием продуктов сельского хозяйства (см. статьи по болезням с.х. культур) замечен резкий подъем уровня заболевания, прежде всего фитофторозом растений томатов.
     По мнению садовода любителя ст. "Железнодорожник" Никифорова Е В. - массовое поражение томатов фитофторозом 5 лет назад начиналось в начале сентября. Три года назад в середине августа, а в 2004 году поражение томатов началось в начале августа.
     Нами была исследована биология фитофторы, и оказалось, что она полностью зависит от режима влажности. Фитофтора тот "низший" гриб, который способен перебираться с растения на растение посредством капелек влаги в воздухе, и чем больше влаги в воздухе, тем больше процент заболевших растений. На основании этого мы предположили, что в последние несколько лет режим влажности возрос. Мы сделали запрос в метеослужбу, полученные данные обсчитали. Оказалось, что имеется тенденция к увеличению влажности (Гр.2) , но без увеличения температуры фитофтора не сможет так "свирепствовать". Расчет данных по изменению средних температур по годам показал, что средние значения температур так же увеличились (Гр.2).
     Для фитофторы так же важно что бы туман из капелек росы стоял на местности и действительно, данные по скорости ветра (Гр.3) показывают достаточно резкое уменьшение скорости ветра во времени.
     На основании данных полученных по выяснению причин массового поражения массового поражения томатов фитофторой мы начали искать причины повышения температуры.

2.Обсуждение результатов
     а) График №1 -Средняя температура- До периода 1993-94 год кривая имеет вид синусоиды, начиная с 1995 года кривая имеет явную тенденцию в сторону увеличения. В 1995 году выделяется явный пик, причины не ясны (но предполагаются).
     б) График №2 - Средняя влажности - Как и в случае с температурой до периода 1993-94 годов кривая имеет вид размашистой синусоиды, с 1994 года кривая имеет явный четкий ритм, как будто кто-то дирижирует палочкой, с общей тенденцией возрастания. Мы это объясняем тем, что с общим повышением температуры (Гр.1)с 1995 года земля нагревается, выдавливая влагу.
     в) График №3 - средняя скорость ветра- До 1993 года кривая имеет вид синусоиды, в точке - А - наметилась явная тенденция к снижению. Мы это объясняем массой влаги находящейся в воздухе, который стало просто трудно толкать.
     г) График №4 - На графике видно явное расхождение тенденций (1995 год) средних температур и скорости ветра, чем выше температура Т-t тем меньше скорость ветра Т-в. Необходимо отметить, что до 1995 года их тенденции (Т-t = Т-в) практически совпадали, чем больше была температура тем больше скорость ветра.
     д) График №5 - На графике видно явное расхождение тенденций кривой влажности и кривой скорости ветра.( Т-вл = Тв). Это мы объясняем зависимостью режима влажности от температуры, что полностью совпадает с нашей рабочей гипотезой.
     е) График №6 - На этом графике наложены друг на друга кривые влажности и математической величины эксцесса той же влажности. пояснение: Эксцесс есть математическая величина, показывающая степень выраженности одного (острый пик вверх на данном графике) или нескольких факторов нивелирующих друг друга (острый пик вниз). На графике видно явное совпадение графиков, начиная с 1995 года по 2002год. Это говорит о том, что в эти годы доминирующим был именно один фактор и по всей видимости температура. (Графики №1-6 см. в Приложении)
     Исходя из данных графиков, мы попытались сделать коротко-срочный прогноз климатической и одновременно экологической ситуации.
     Рассмотрим график №1.Средний шаг расстояния от максимума к максимуму равен 6 годам , продолжим график гипотетической прямой -С2 и получим , что стрелка остановится на 2007 году. Средний шаг от минимума к минимуму равен 5ю годам, строим гипотетическую кривую С1.Она так же упирается в 2007 год. Пики максимума в среднем увеличиваются на величину (в1+в2)/2=в3.,которую наносим на шкалу 2007 года. Подъем минимума рассчитываем (а1+а2+а3)/3=а4, эту величину так же наносим на шкалу 2007 года. В итоге получаем точки максимума и минимума явно приближенные (зима соединяется с летом), а это вряд ли возможно. Подъем температуры - это факт выброса энергии и если она израсходуется не на температуру, то израсходуется на что-нибудь другое. Примеров расходования энергии землей можно в последнее время достаточно много - это и тайфуны, землетрясения, наводнения и т.д. (см. в Приложении)

Выводы

     На основании анализа литературных данных, а так же результатов собственных исследований мы пришли к следующим выводам.
      1. Прослеживается явная зависимость массового поражения томатов фитофторой от повышения температуры-влажности воздуха. Этот факт косвенно подтверждают появившиеся в последнее время литературные данные о массовом поражении фитофторой картофеля выращиваемого средней полосе России. ( картофель и томаты относятся к семейству- Пасленовые).
      2. С изменением климата частично изменится видовой состав и численность местных видов растений и животных, есть данные о увеличении случаев заболевания людей малярией, энцефалитом, чье развитие зависит от членистоногих, которые сами зависят от климата.
      3. Нами отмечены четкие ритмы выброса тепла, что вряд ли говорит о зависимости "глобального потепления" от углекислого газа, концентрация которого если и увеличивается то б.м. равномерно. Нами поддерживается теория о "расширении земли" (см. в Приложении), в результате чего время от времени (5-6 -и летний ритм см. Графики 1-6 й) выбрасывается некоторое количество тепла.
      4. По нашему прогнозу за период 2005-2007 год возможны мощные выбросы энергии Землей, что может вылиться в природные катаклизмы с экологическими последствиями глобального характера (фото см. в Приложении).

Практическая значимость

      1. Зная тенденцию увеличения температуры-влажности, явно не стоит бороться с некоторыми болезнями с/х культур (такой как фитофтора), на это уйдет время и средства. Необходимо вводить в практику пускай менее урожайные, но устойчивые к фитофторе и ли к другим подобным болезням сорта.
      2. Знание прогноза погоды на будущее поможет правильно рассчитать количество необходимого топлива на отопительный сезон, что сэкономит немало средств.
      3. В связи с тем, что по нашему прогнозу ожидается прогрессия природных аномалий в связи с этим и возможные вспышки нехарактерных для нашей местности эпизоотий и эпидемий в период 2005-2007 год; считаем необходимым усиление сан-эпид надзора и МЧС.

Приложение

Численность таёжного клеща по данным К. А. Попова (2002 год)

Фитофтора на томатах	Теория разуплотнения железного ядра Земли
Проявление фитофтороза

Этапы расширения Земли

Прирост океанических плит

Расчёты увеличения Земли

Территории выхода магмы на поверхность

Периоды похолодания и потепления Земли

Численность особей определённого класса в разные периоды Земли


Смерчи

Цунами (вид с космоса)

График 1
tC*

График 2
%

График 3
м/с

График 4
tC*	м/с

График 5
%	м/с

График 6
%	Ex

Список литературы

      1. Е.Лошанова "как залатать озоновые дыры"//География №41/2000г.
      2. Использовано более 15 источников взятых из Интернета ,где авторы мало заботились о библиографии.
      3. К.А.Попов Газета "Зеркало" №48 2002 г.
      4. П.Оброзцов "На глобальном потеплении можно нагреть руки" - Энциклопедия климатотехники - Интернет издание 2003г.
      5. С.П.Грошиков "лечение климата при неустановленном диагнозе" География,№20/2003г.

Казань 2005

справки по e-mail -