164 Глава 5 ланса для прогноза колебаний уровня Каспийского моря привело к ошибке в 1,67 м, несмотря на то, что вероятность такой ощибки по раечетам (Раткович, 1993) была очень низка, всего 7х10`*. Таким образом, примененный линейный тип моделей для данных процес- сов не приемлем. ' В работе М.Г. Хубларяна для оценки уровня водоема учитыва- лись нелинейные физические механизмы в системе, рассматри- вающей влияние случайных внёшних сил на поведение нелиней- ных динамических систем. Использовалась теория так называемых индуцированных шумов-переходов. Водоем представлялся нерав- новесной системой с многочисленными нелинейными связями, при которых могут порождаться крупные флуктуации в системе и, как замечают авторы указанной работы, водоем в этом случае является идеальным объектом с точки зрения синэргетики. Это дает воз- можность предусмотреть возможность появления в системе новых стационарных состояний, которые не появляются в рамках линей- ного подхода, и описать резкие колебания уровня водоемов, про- исходящие на фоне медленных изменений климата. Слой испаре- ния с поверхности водоема, выраженный через температуру по- верхности воды, зависит от глубины водоема. При этом возможны бифуркации, обусловленные тепловым механизмом колебаний уровня водоемов. В результате сделан принципиально важный вы- вод о том, что водоемы из-за множественности равновесных уров- ней-переходов между ними могут вовсе не являться индикатором климатических изменений, а отражать собственную нелинейную! динамику водного баланса. Выводы, основанные на ней, представ- ляются весьма оригинальными и могут объяснить многолетнюю “загадку природы” и установить механизм резких колебаний уров- ня водоемов, происходящих на фоне слабых и медленных измене- ний. Рассмотрим изменчивость климата и его воздействие на Вод- ные системы на примере района крупнейших озер Европы. Приве- дем известный рисунок, характеризующий изменения климата (рис. 5.4). Потепление последних лет обычно трактуется как ре- зультат антропогенного воздействия. Существуют и противопо- › ложные мнения о том, что эти изменения обусловлены природны- ми особенностями (Борисенков, 1988; Кондратьев, 1999; Адамен- ко, Кондратьев, 1999). В связи с этим актуальной является задача продолжить исследования изменчивости регионального климата и ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА И ВОДНЫЕ СИСТЕМЫ 165 1.0 0.5 о.0 0.5 1.0 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Годы Температурная аномалия, °С Рис. 5.4. Изменчивость аномалий температуры воздуха в глобальных масштабах за. 1000 лет (кривая) и линейный тренд температуры воздуха реакции водных систем, как по данным наблюдений: так и моде- лирования. Рассмотрим результаты этих исследований на примере района крупнейших озер Европы (Назарова, Сало, Филатов, 2001). Анализ основных тенденций в долгосрочных шчшашчесш и огических временных рядах по северо-западной части Ро::сии начиная с 1880 по 1999 гг. выявил наличие положительных линейных трендов годовых температур воздуха (7), осадков (Р), общего испаре- ния (Ё) и речного стока для всех крупных (более нескольких тысяч квадратных километров) водосборов. В исследуемом регионе, так же, как и тю всему северо-западу России, с конца 1970-х гг. были отмече- ны высокие годовые суммы осадков и увеличение уровня воды в 08е- рах. Заметные климатические изменения в регионе в Эти годы прояви- лись также в уменьшении продолжительности периода с устойчивым снежным покровом и увеличении безледного периода на озерах и ‘уменышение времени солнечного сияния. Взаимный корреляционный анализ полученных гидрометео- рологических рядов выявил высокую корреляцию между ОсНОВ- ными элементами климата и водного баланса. Спектральный и корреляционный анализы временных рядов показал наличие низ- ко- и высокочастотных квазипериодических колебаний с различ- ными временными масштабами около 20-30, 6-8 и 23 лет. Коле- бания уровня воды, речного стока крупнейших озер Европы (Ла- дожского, Онежского и Сайма) также содержат подобные квазипе- риодические компоненты.