Летопись погоды

На сайте погода и климат имеется база данных по температуре и осадкам в разных городах мира, полученным по оперативным данным и литературным источникам. Воспользуемся архивом и построим графики.
https://ic.pics.livejournal.com/ss69100/44650003/3549014/3549014_800.jpg

Среднегодовая температура подвержена значительным колебаниям. Если брать средние температуры за 5 или 10 лет, то температурных разброс уменьшается и можно анализировать долгосрочные тренды. Заметна тенденция к потеплению, с начала ХХ века среднегодовая температура в Москве выросла более чем на 3 градуса. Интересен пик 1938 года (6,2 ° С), когда серия теплых лет 30-х годов закончилась холодным 1941 годом (1,8° С).

Смотрим среднемесячную температуру.

Потепление наблюдается за счет самых холодных месяцев зимних, весенних, осенних. Наклон линии тренда наибольший у красных линий тренда. Среднемесячная температура летних месяцев практически не меняется, а зимой становится теплее.

Сравним Москву и Санкт-Петербург.

Наблюдается корреляция среднегодовой температуры в ХХ веке, а в XIX происходила какая-то чехарда.

Рассмотрим историю  измерения температуры.

Первые термоскопы Галилея и прочих изобретателей были не точны, поскольку зависели от давления.

Первым кто изобрел термометр, считается  Фаренгейт, официальная дата 1723 год. Нуль своей шкалы он поставил при температуре смеси снега с нашатырём или поваренной солью.

Ремюр в 1730 году предложил новую шкалу температур. Реперными точками этой 80-градусной шкалы служили температуры таяния льда и кипения воды. Шкала Ремюра была официально принята в России до 1917 г.

У Делиля точка кипения принималась за нуль, а точка замерзания – за 150 °

Цельсий в 1742 году  сначала за нулевую отметку принял точку кипения воды, а за 100 ° – температуру таяния льда.

Леней в 1744 году перевернул шкалу Цельсия, его  термометр показывает 0 (ноль) в точке замерзания воды и 100 ° в точке ее кипения.

До 1841 г. сохранялось не менее 18 других температурных шкал.

В 1852 г. был изобретен термометр, имеющий над резервуаром ртути сужение и показывающий наибольшую достигнутую температуру. В 1866 году создан клинический термометр длиной всего 6 дюймов (чуть больше 15 см) и требующий для измерения всего 5 мин. Термометр со шкалой Цельсия быстро вошел в медицинскую практику.

История метеорологии в России.

В 1722 году по указу Петра Великого в Санкт-Петербурге начались систематические наблюдения за погодой. (Но термометр еще не изобретен, на сайте данные по Петербургу с 1743 года не регулярные  с  пропусками, непрерывный ряд наблюдений за температурой с  1805).

Во время Крымской войны 14 ноября 1854 года буря разбила 60 британских и французских кораблей. После этого в конце ноября директор Парижской обсерватории Урбен Леверье обратился с просьбой к знакомым европейским учёным прислать ему сводки о состоянии погоды в период с 12 по 16 ноября.

Когда сводки были получены и данные нанесли на карту, стало ясно, что ураган, потопивший корабли в Чёрном море, можно было предвидеть заранее.

В феврале 1855 г. Леверье подготовил доклад Наполеону III о перспективах создания централизованной метеорологической сети наблюдений с передачей сведений по телеграфу.

Регулярный обмен телеграммами между Россией и Францией, содержащими метеорологические данные, начался в 1857 году.

Только с появлением телеграфа появилась возможность собирать в реальном времени метеоданные и предсказывать погоду, появился практический смысл в создании метеостанций по всему миру. До этого информация о погоде (температуре, осадках, давлении, ветре) имела чисто познавательный интерес.

В середине 19 века в России в насчитывалось 50 метеорологических станций, а к концу столетия это была уже лучшая сеть в мире. Но официальной датой начала работы службы погоды в России считается 13 января 1872 года. 150 лет назад именно в этот день в Главной Геофизической Обсерватории Санкт-Петербурга начался регулярный выпуск ежедневных бюллетеней погоды.

Достоверность данных по температуре, до середины XIX века вызывает некоторое сомнение.

Далее в таблице представлены годы начала измерения температуры в городах России и годы наличия регулярных измерений.

Начало измерений в XVIII веке имеются только в трех городах: Санкт-Петербурге, Москве и Риге. Регулярные измерения в основном начинаются с 1870-х годов.

Проследим за среднегодовой температурой, двигаясь на восток: Нижний Новгород, Казань, Пермь, Екатеринбург. Цифры рядом с городами показывают широту местности.

Наблюдается четкая корреляция графиков в ХХ веке, среднегодовая температура растет и падает синхронно. Пик 1938 года, чем далее на восток, тем  меньше. До 1950-х годов в Перми было чуть теплее, чем в Екатеринбурге, теперь наоборот. Потепление за Уральским хребтом идет быстрее.

Те же графики, но усредненные по пятилеткам.

Колебания больше, но синхронность и пики те же. Пики видимо объясняются колебанием солнечной активности 11 лет.

Двинемся далее по Транссибу: Омск, Красноярск, Иркутск, Чита.

Среднегодовая температура с продвижением на восток падает, хотя широта городов примерно одна и та же. Синхронность графиков в Сибири нарушается, там свой микроклимат.

Дальний восток и приморье: Хабаровск, Владивосток, Петропавловск-Камчатский, Магадан.

Владивосток на широте Ялты и Сочи, а среднегодовая температура ниже, чем в Москве. Магадан южнее Петербурга на один градус, а средняя температура ниже на 9°С, хотя тоже на берегу моря.

Но если посмотреть на среднемесячные температуры, то все не так страшно.

Летом в Москве, Иркутске и Владивостоке примерно одинаковая температура. Зимой в Иркутске и Магадане холодней.

Холод на востоке обусловлен наличием «вечной мерзлоты».

Самый глубокий предел вечной мерзлоты отмечается в верховьях реки Вилюй в Якутии. Рекордная глубина залегания вечной мерзлоты — 1370 метров.

Но в связи с таянием многолетней мерзлоты в Сибири и на севере и потепление идет быстрее.

Максимальное потепление наблюдается на Таймыре, за десятилетие среднегодовая температура растет на 1°С.

Многолетняя мерзлота тает как сверху, так и снизу. Снизу со стороны магмы обеспечивается градиент температуры. Сверху за счет всеобщего потепления. Причем оттаявшая поверхность содержит органические остатки, которые разлагаясь, выделяют метан, создающий дополнительный парниковый эффект. Борьба человечества с парниковым углекислым газом бесполезна. Мерзлота все равно растает, и мир станет теплее.

Прогуляемся вдоль побережья Северного Ледовитого океана по Северному морскому пути: Мурманск, Архангельск, Норильск, Тикси, Певек.

В Мурманске и Архангельске тепло как в Иркутске. Спасибо Гольфстриму.

Норильск находится как раз под Таймыром, где максимальное потепление. Но до 80-х годов там наблюдалось похолодание.

Тикси в устье Лены, самый северный порт России – «Морские ворота Якутии», последние три десятилетия потепление, но ранее тоже небольшое похолодание. Певек (Чукотка), самый северный город России, за 30 лет потеплело на 3 градуса.

Для сравнения Якутск и Оймякон (полюс холода). Графики обнадеживают, везде теплеет и навигация по СМП удлиняется.

Среднемесячная июльская температура в Якутске даже чуть выше, чем в Москве.

Путешествуем вверх по Волге и на север: Астрахань, Волгоград, Саратов, Казань, Вологда, Архангельск.

Везде теплеет, на побережьях чуть поменьше, на суше чуть быстрее.

Погреемся на юге: Сочи, Ялта, Краснодар, Симферополь, Одесса, Ростов-на-Дону. Севернее: Киев, Харьков, Минск.

Температура выросла на 1-2 градуса.

Посмотрим ситуацию в Европе: Рим, Мадрид, Париж, Лондон, Берлин, Варшава.

На пятилетнем графике хорошо просматривается согласованность пиков, в XIX веке синхронность кое-где нарушается.

На десятилетнем графике лучше виден  общий тренд на повышение температуры. Заметно потепление   на 1- 2 градуса, но оно меньше чем на Восточно-Европейской равнине и в Сибири.

В ХХ веке наблюдается зависимость средней температуры от 11-летней солнечной активности, в XIX веке эта зависимость не очевидна, что опять же ставит вопрос о достоверности данных.

Интересен минимум 1891 года и сближение температур Берлина, Лондона, Парижа. Можно было бы попытаться это объяснить извержением вулкана Кракатау в 1883 году в Индонезии и в связи с этим похолоданием климата, но в других регионах похолодания не наблюдается.

Чем дальше на запад, тем климат мягче, зима теплее, лето жарче. Тепло с Атлантики приносит течение Гольфстрим.

На  территориях Восточно-Европейской и Северо-Европейской равнин свободно циркулируют воздушные потоки, и среднегодовая температура растет и падает синхронно.

Особенно это видно, если взять города одного равнинного региона, например, Балтика: Копенгаген, Калининград, Стокгольм, Рига, Хельсинки, Таллин, Петербург.

Горные системы мешают циркуляции воздушных потоков и создают регионы с собственным микроклиматом.

Например, Прага окружена со всех сторон горами.

Климатические пики города Праги не всегда совпадают с равнинными городами, максимум 1940-50х годов.

В XVIII веке периодические большие перепады, в XIX слабо выраженные солнечные циклы. Хвосты графиков выглядят более «колючими» по сравнению с XX веком.

Города Германии.

Берлин, Дрезден, Лейпциг находятся достаточно близко на равнине, графики согласованы. Мюнхен находится в горах, на высоте 520 метров. Последние 30 лет  ускоренное потепление. Возможно, где-то рядом растаял ледник.

Таким образом, наблюдается потепление климата на протяжении последнего столетия. Особенно оно ускорилось в последние 30-40 лет. Достоверность температурных графиков до 1870-х годов вызывает сомнение.