Свойства климатического аттрактора по данным спутникового мониторинга атмосферы и палеореконструкций

Климатическая система Земли формируется в результате сложных нелинейных взаимодействий взаимосвязанных геосфер планеты (атмо-, океано-, крио-, литосфера, поверхность континентов, а также их гидро- и биосфера, а теперь уже и антропосфера). От активности этих взаимодействий (процессов обмена теплом, моментом движения и веществом, влагой особенно) зависит общепланетарный круговорот энергии и вещества и, в итоге — та погода, с которой мы сталкиваемся каждый день. Сложные по структуре, но не обязательно хаотические процессы в системе океан – атмосфера охватывают огромный диапазон временных (и пространственных) масштабов. Логично ожидать, что процессы адекватно описываются не одной динамической системой (хаотической или нехаотической), а иерархией динамических систем. С этим хорошо согласуются особенности процесса тропической зоны ЮКЭН (Южное Колебание — Эль–Ниньо), обнаруженные автором ранее: ЮКЭН может быть композицией стохастической и ряда регулярных компонент.
В настоящей работе представлены результаты анализа долговременных рядов, характеризующих климатические изменения в разных диапазонах временных масштабов. Данные получены в результате палеореконструкций и наблюдений в инструментальную эпоху (наземных или спутникового мониторинга). Методики анализа основаны на математическом аппарате вейвлет–преобразования и идеях теории нелинейных динамических систем (в частности, скейлинговые характеристики процессов помогают отличить странный нехаотический аттрактор от квазипериодичности). Особое внимание уделялось изучению структуры спутниковых данных. В ИКИ РАН по данным микроволнового спутникового мониторинга Земли сформирована многолетняя база глобальных радиотепловых полей планеты GLOBAL–Field. Хорошее пространственно–временное разрешение (25–50 км по поверхности, 2 полных поля в сутки) делает поля пригодными для анализа термодинамических атмосферных процессов в диапазонах масштабов от суток до 10 лет и от сотни километров до планетарных, т.е. в контексте климатических исследований.
Работа выполнена при поддержке проекта РФФИ 06-05-64276-а.