Про методологію цієї статті. Автор свідомо розрізняє два рівні знання: встановлені факти (результати вимірювань і спостережень) та пояснення (теоретичні інтерпретації цих фактів). Перше є безсумнівним. Друге — предметом наукової дискусії. Читач запрошується до самостійної оцінки наведених аргументів.
Вступ
Земля обертається навколо своєї осі нерівномірно. Це не гіпотеза — це вимірюваний і багаторазово підтверджений факт. Сучасна геодезія фіксує зміни тривалості доби (параметр LOD — Length of Day) з точністю до мікросекунд. Навіть відхилення у кілька мілісекунд свідчать про потужні перерозподіли мас і моментів імпульсу всередині системи Земля–атмосфера–океан.
LOD вимірює відхилення фактичної тривалості доби від еталонної (86 400 секунд SI). Позитивне значення LOD означає що Земля обертається повільніше за норму, від’ємне — швидше.
Питання про природу цієї мінливості залишається одним з найцікавіших у сучасній геофізиці. Відповідь не однозначна.
Частина I — ФАКТИ: масштаби мінливості LOD
Вимірювання LOD містять більш ніж столітній ряд інструментальних спостережень (астрономічні методи з XIX ст., VLBI і GPS — з 1980-х). Аналіз цих даних виявляє чітку ієрархію часових масштабів мінливості.
Рис. 1. Амплітуди варіацій LOD на різних часових масштабах (узагальнено за даними IERS C04, VLBI/GPS та палеоастрономічних реконструкцій).
1. Вікова (тисячолітня) мінливість
Факт: Тривалість доби поступово збільшується. За даними палеонтології (аналіз добових кілець у давніх коралах і молюсках) та палеоастрономії:
- 400 млн років тому (девонський період) — доба тривала ~22 години.
- 100 млн років тому — ~23,5 години.
- Сьогодні — 24 години.
- Темп збільшення: ~1,7–2,3 мс за століття (за даними IERS C04 та палеоастрономічними реконструкціями.
2. Декадна мінливість
Факт: На масштабі десятиліть LOD змінюється на 3–8 мілісекунд нерегулярно. Ці зміни не корелюють із сезонними чи кліматичними циклами. Часові ряди LOD за 1900–2024 роки демонструють чергування фаз прискорення і сповільнення обертання тривалістю 20–30 років.
3. Міжрічна мінливість (2–7 років)
Факт: LOD змінюється на 0,2–0,5 мс у міжрічних масштабах. Ця мінливість чітко корелює з індексами ENSO (Oceanic Niño Index, Southern Oscillation Index) з типовим часовим запізненням (лагом) 1–2 місяці (Dickey et al., 2007; Xu et al., 2022). Кореляція між міжрічними варіаціями LOD та AAM є статистично надійною і відтворюється у незалежних рядах даних.
4. Сезонна мінливість (річний і піврічний цикл)
Факт: LOD має виразний річний цикл з амплітудою ~0,6–1,0 мс і піврічний цикл з амплітудою ~0,3 мс. Максимум LOD (Земля обертається найповільніше) припадає на лютий–березень, мінімум — на серпень. Цей цикл є надзвичайно регулярним і відтворюється рік у рік.
5. Субсезонна і нерегулярна мінливість (дні–тижні)
Факт: На масштабах тижнів LOD змінюється нерегулярно на 0,1–0,3 мс. Зафіксовані різкі стрибки LOD після потужних землетрусів (наприклад, землетрус Суматра 2004 р., M9.1 — змінив LOD на ~2,68 мікросекунди).
Частина II — ПОЯСНЕННЯ: що каже сучасна наука
Для кожного масштабу мінливості геофізика пропонує своє пояснення. Важливо пам’ятати: пояснення — це інтерпретація фактів, а не самі факти.
Вікова мінливість — загальноприйняте пояснення
Теорія: Сповільнення обертання спричинене припливним тертям — гравітаційний вплив Місяця деформує океани, створюючи припливну хвилю, яка через тертя гальмує обертання Землі. Одночасно момент імпульсу передається Місяцю, що поступово віддаляється від Землі (~3,8 см на рік).
Ступінь підтвердження: Висока. Механізм теоретично обґрунтований, кількісні оцінки узгоджуються з палеонтологічними даними.
Декадна мінливість — найменш зрозумілий масштаб
Теорія: Пояснюється взаємодією мантії і рідкого зовнішнього ядра Землі. Зміни у конвективних течіях рідкого заліза в ядрі передають момент імпульсу мантії через електромагнітне зв’язання на межі ядро–мантія.
Ступінь підтвердження: Помірна. Прямих спостережень за течіями в ядрі немає — вони реконструюються опосередковано за геомагнітним полем. Кількісні оцінки переданого моменту імпульсу все ще не повністю узгоджуються зі спостереженнями.
Міжрічна і сезонна мінливість — атмосферне пояснення
Теорія: Ці масштаби мінливості пояснюються законом збереження моменту імпульсу в системі тверда Земля–атмосфера–океан. Якщо атмосфера прискорюється (AAM зростає), тверда Земля сповільнюється (LOD збільшується) — і навпаки.
Сезонні зміни LOD пов’язуються з перерозподілом атмосферних мас і посиленням/послабленням зональних вітрів (насамперед струменевих течій і пасатів). Міжрічні — ENSO з перебудовою атмосферної циркуляції.
Ступінь підтвердження: Висока для сезонного масштабу, помірно висока для міжрічного. Атмосферна складова пояснює ~90% сезонних змін LOD.
Частина III — ФАКТИ: Кореляція між LOD і атмосферною циркуляцією
Сезонний цикл LOD і зональні вітри
Встановлений факт: сезонний цикл LOD є дзеркальним відображенням сезонного циклу атмосферного кутового моменту (AAM). Кореляція між рядами LOD і AAM (за даними реаналізів ERA5, NCEP) перевищує r=0,95 на сезонному масштабі.
Взимку в Північній півкулі:
- Посилюються западні вітри на висотах 8–12 км (струменеві течії).
- AAM атмосфери збільшується.
- LOD зростає — Земля сповільнюється.
Влітку — протилежна картина.
Міжрічні коливання LOD і ENSO: хронологія явищ за період 1997–2026 роки
Встановлений механізм: під час Ель-Ніньо пасати слабшають, тропічна атмосферна циркуляція в Тихому океані руйнується — AAM зростає, LOD збільшується (Земля сповільнюється). Під час Ла-Нінья пасати посилюються — AAM знижується, LOD зменшується (Земля прискорюється). Запізнення (лаг) між піком ENSO і піком аномалії LOD: ~1–2 місяці (Dickey et al., 2007; Xu et al., 2022).
Реакція системи Атмосфера–Тверда Земля на пік ENSO:
Океан (пік ENSO) → Атмосфера (AAM) і Тверда Земля (LOD) реагують одночасно з лагом ~1–2 місяці після піку ENSO
Рис. 2. Схема відгуку системи Атмосфера–Тверда Земля на пік ENSO: AAM і LOD запізнюються відносно піку SST на ~1–2 місяці одночасно (Dickey, Marcus, Chin, 2007, Geophys. Res. Lett., 34, L17803).
Важлива деталь: AAM і LOD відстають від піку ENSO одночасно — обидві величини реагують із лагом ~1–2 місяці. Перехід AAM → LOD відбувається практично миттєво через закон збереження моменту імпульсу, без додаткової затримки між ними. Лаг ~1–2 місяці між піком ENSO і піком аномалії LOD зумовлений часом, необхідним для формування градієнту тропічної температури (TT), що є безпосереднім джерелом термічних вітрів, які збуджують зміни AAM і LOD (Dickey et al., 2007).
Нижче наведена розширена хронологія найбільш виражених подій за період 1997–2026 роки.
Ель-Ніньо 1997–1998: рекордна подія XX століття
Найпотужніший Ель-Ніньо в інструментальній історії спостережень. Пік ONI: +2,3°C (листопад–грудень 1997). Подія спричинила масштабну перебудову глобальної атмосферної циркуляції.
- Аномалія LOD: +0,6–+0,75 мс відносно норми — одна з найбільших зафіксованих на міжрічному масштабі
- AAM: різке зростання через колапс пасатів і посилення западних вітрів у тропосфері
- Ця подія разом з Ель-Ніньо 2015–2016 є еталонним прикладом зв’язку екстремальних ENSO-подій і аномалій LOD; зміна LOD склала близько 750 мкс·д⁻¹
- Подія визнана кліматичною подією XX століття за своїм масштабом і глобальними наслідками
Ла-Нінья 1998–2000: різкий перехід
Швидкий перехід від рекордного Ель-Ніньо до тривалої Ла-Нінья є класичним прикладом циклу розрядки–перезарядки Тихого океану.
- Аномалія LOD: −0,3–−0,4 мс — Земля прискорилася
- AAM: помітне зниження через відновлення і посилення пасатів
- Перехід від максимуму LOD (1997–1998) до мінімуму (1999–2000) склав більше 1 мс протягом ~18 місяців — наочна ілюстрація масштабу міжрічної мінливості.
2000–2010: детальна хронологія
| Рік | Фаза ENSO | Інтенсивність | Аномалія LOD | Зміна AAM |
|---|---|---|---|---|
| 2000 | Ла-Нінья | Сильна | −0,2–−0,3 мс | Зниження |
| 2001 | Нейтральна | — | ~0 мс | Норма |
| 2002–2003 | Ель-Ніньо | Помірний | +0,2–+0,3 мс | Зростання |
| 2004–2005 | Нейтральна | — | ~0 мс | Норма |
| 2006–2007 | Ель-Ніньо | Слабкий | +0,1–+0,2 мс | Помірне зростання |
| 2007–2008 | Ла-Нінья | Помірна | −0,1–−0,2 мс | Зниження |
| 2009–2010 | Ель-Ніньо | Помірний | +0,2–+0,3 мс | Зростання |
Особливістю десятиліття 2000–2010 є поява “Модокі”-подій ENSO (центральнотихоокеанський тип): Ель-Ніньо 2002–2003, 2006–2007, 2009–2010 — ці події мали інший просторовий розподіл аномалій SST, ніж класичний Ель-Ніньо, що позначилося і на характері аномалій AAM та LOD.
Ла-Нінья 2010–2011: одна з найсильніших в історії
Пік MEI: −2,4 (червень–липень 2010) — найсильніший показник Ла-Нінья з 1979 року за цим індексом.
- Аномалія LOD: −0,3–−0,4 мс — виражене прискорення обертання Землі
- AAM: значне зниження через різке посилення пасатів і тропічної циркуляції
- MEI (Multivariate ENSO Index): −2,4 (червень–липень 2010). MEI — це комплексний індекс ENSO розроблений NOAA, який на відміну від ONI (лише температура океану) враховує одночасно 6 параметрів: температуру поверхні моря, тиск на рівні моря, зональний і меридіональний вітер, температуру повітря і хмарність. Від’ємні значення MEI відповідають Ла-Нінья. Значення −2,4 є одним з найнижчих в інструментальній історії спостережень (з 1979 року) і свідчить про виняткову інтенсивність події за комплексною оцінкою стану океану і атмосфери одночасно.
- Ла-Нінья 2010–2011 призвела до масштабних повеней в Австралії, Пакистані та Бразилії — наочний приклад зв’язку між станом глобальної атмосферної циркуляції і екстремальними погодними явищами.
Нейтральний і перехідний період 2011–2014
Відносно нейтральна фаза ENSO з короткочасними слабкими відхиленнями. LOD демонструвала переважно сезонну мінливість з амплітудою 0,6–0,8 мс. Міжрічні аномалії були слабко вираженими (~0,1 мс). Примітно: у 2014 році спостерігалося передвісники Ель-Ніньо (аномальне прогрівання центральної частини Тихого океану), проте повноцінна подія не розвинулась — рідкісний приклад “абортованого” Ель-Ніньо.
Ель-Ніньо 2015–2016: рекорд XXI століття
Найпотужніший Ель-Ніньо XXI ст. і один з двох найсильніших в інструментальній історії (разом з 1997–1998). Пік ONI: +2,6°C (листопад–грудень 2015) — абсолютний рекорд за цим індексом.
- Аномалія LOD: +0,6–+0,75 мс — порівнянна з подією 1997–1998, зміна LOD склала ~750 мкс·д⁻¹
- AAM: різке зростання через колапс пасатів, посилення екваторіальних западних вітрів і масштабну перебудову тропічної циркуляції
- 2016 рік став на той момент найтеплішим роком в інструментальній історії — частково завдяки впливу Ель-Ніньо на глобальну температуру
- Після піку відбувся стрімкий перехід до Ла-Нінья 2016–2017
Ла-Нінья 2016–2017 і нейтраль 2017–2019
- Аномалія LOD: −0,2–−0,3 мс у 2016–2017
- Потім нейтральна фаза: LOD близька до кліматичної норми, переважає сезонний цикл
Ла-Нінья 2020–2023: унікальна “триразова” подія
Виняткова за тривалістю подія: три послідовні роки Ла-Нінья (2020–2021, 2021–2022, 2022–2023) — “triple-dip La Niña”, перший такий випадок з 1970-х років. Одночасно спостерігався рекордний Негативний Індійськоокеанський диполь (nIOD) 2021–2022 рекордної тривалості (19 місяців).
- Аномалія LOD: стійко від’ємна протягом 2020–2023, −0,2–−0,3 мс
- AAM: тривале зниження, пов’язане з посиленням пасатів над Тихим океаном
Ель-Ніньо 2023–2024: рекорд температур
Сильний Ель-Ніньо з піком ONI ~+2,0°C (кінець 2023 — початок 2024). У поєднанні з довгостроковим трендом потепління:
- Аномалія LOD: +0,3–+0,5 мс.
- AAM: помітне зростання.
- 2023 і 2024 роки стали рекордно теплими роками в глобальній температурній статистиці.
Стан 2025–2026: новий Ель-Ніньо, що розвивається
Після відносно нейтральної фази 2024–2025 у 2026 році формується новий Ель-Ніньо. Станом на червень 2026 року:
- Офіційний статус NOAA CPC: El Niño Advisory — умови Ель-Ніньо підтверджені і тривають
- Індекс Ніньо 3.4: +1,7°C (17 червня 2026) і продовжує зростати
- Аномалія LOD: очікується зростання до +0,3–+0,5 мс у другій половині 2026 року
- Прогноз: 13 з 24 кліматичних моделей вказують на дуже сильну подію з піком у SON 2026 (Ніньо 3.4 ≥ +2,0°C); ECMWF прогнозує аномалію до +3°C до грудня 2026.
- За реалізації прогнозу — потенційно найпотужніший Ель-Ніньо в інструментальній історії
Узагальнена таблиця 1997–2026 (за даними NOAA ONI, MEI та IERS/VLBI)
Примітка щодо класифікації інтенсивності ENSO (за ONI): слабка 0,5–0,9°C; помірна 1,0–1,4°C; сильна 1,5–1,9°C; дуже сильна ≥2,0°C. Примітка щодо аномалій LOD: значення є міжрічними аномаліями LOD після виключення сезонного циклу і припливних складових. Джерела: IERS Bulletin B, VLBI (Gipson 2016), Yu et al. (2021).
| Період | Фаза ENSO | Клас за ONI | ONI пік (°C) | Аномалія ΔLOD (мс) | Примітки |
|---|---|---|---|---|---|
| 1997–1998 | Ель-Ніньо | Дуже сильний | +2,3 (лист.–груд. 1997) | +0,70–+0,75 | Рекорд XX ст.; ~750 мкс·д⁻¹ за VLBI |
| 1998–1999 | Ла-Нінья | Сильна | −1,6 | −0,25–−0,35 | Різкий перехід від піку EN |
| 1999–2000 | Ла-Нінья | Сильна | −1,7 | −0,25–−0,35 | Тривала холодна фаза |
| 2000–2001 | Ла-Нінья | Слабка | −0,8 | −0,10–−0,15 | Затухання |
| 2001–2002 | Нейтральна | — | ~0 | ~0 | Сезонний цикл домінує |
| 2002–2003 | Ель-Ніньо | Помірний (Модокі) | +1,2 | +0,15–+0,25 | Центральнотихоокеанський тип |
| 2003–2006 | Нейтральна | — | ~0 | ~0 | |
| 2006–2007 | Ель-Ніньо | Слабкий (Модокі) | +0,8 | +0,08–+0,15 | |
| 2007–2008 | Ла-Нінья | Помірна | −1,4 | −0,15–−0,25 | |
| 2008–2009 | Ла-Нінья | Слабка | −0,8 | −0,08–−0,15 | |
| 2009–2010 | Ель-Ніньо | Помірний (Модокі) | +1,3 | +0,15–+0,25 | |
| 2010–2011 | Ла-Нінья | Сильна | −1,7 (MEI −2,4) | −0,25–−0,35 | Повені в Австралії; рекорд MEI |
| 2011–2012 | Ла-Нінья | Помірна | −1,1 | −0,15–−0,20 | |
| 2012–2014 | Нейтральна | — | ~0 | ~0 | |
| 2014–2015 | Ель-Ніньо | Слабкий | +0,6 | +0,05–+0,10 | “Абортований” EN 2014 → слабкий EN |
| 2015–2016 | Ель-Ніньо | Дуже сильний | +2,6 (лист.–груд. 2015) | +0,70–+0,75 | Рекорд ONI; ~750 мкс·д⁻¹ за VLBI; рекорд T 2016 |
| 2016–2017 | Ла-Нінья | Слабка | −0,7 | −0,08–−0,15 | |
| 2017–2019 | Нейтральна | — | ~0 | ~0 | |
| 2019–2020 | Ель-Ніньо | Слабкий | +0,5 | +0,05–+0,10 | |
| 2020–2021 | Ла-Нінья | Помірна | −1,2 | −0,15–−0,20 | 1-й рік triple-dip |
| 2021–2022 | Ла-Нінья | Помірна | −1,0 (MEI −2,2) | −0,15–−0,20 | 2-й рік; рекордний nIOD |
| 2022–2023 | Ла-Нінья | Слабка | −0,6 | −0,08–−0,12 | 3-й рік triple-dip |
| 2023–2024 | Ель-Ніньо | Сильний | +2,0 (лист.–груд. 2023) | +0,35–+0,50 | Рекорд T 2023 і 2024; клас “сильний” за ONI |
| 2024–2025 | Нейтральна | — | ~0 | ~0 | Перехідний період |
| 2025–2026 | Ель-Ніньо | Формується → прогноз дуже сильного | +1,7 (черв. 2026) і зростає | +0,30–0,50 (очікується) | NOAA Advisory; 63% ймовірність ONI ≥+2,0 до зими 2026–27 |
Рис. 3. Паралелізм піків ENSO (ONI) та аномалій LOD за період 1997–2026 (узагальнено за даними таблиці; значення 2026 року — прогнозне).
Стійка закономірність за 1997–2026: Ель-Ніньо → LOD збільшується. Ла-Нінья → LOD зменшується. Нейтральна фаза → домінує сезонний цикл. Ця закономірність відтворюється незалежно від десятиліття і є одним з найбільш надійно встановлених фактів у геофізиці обертання Землі.
Ці аномалії LOD синхронізовані зі змінами атмосферних циркуляційних індексів: NAO (Північноатлантичне коливання), AO (Арктичне коливання), MJO (Коливання Маддена–Джуліана).
Довгостроковий тренд LOD і зміни клімату
Факт: Аналіз ряду LOD за 1962–2024 роки виявляє слабкий, але статистично значущий позитивний тренд (збільшення LOD) у другій половині XX — на початку XXI ст., що накладається на декадну мінливість. Одночасно фіксується прискорення танення льодовиків і підвищення рівня Світового океану.
Пояснення (офіційна наука): Перерозподіл водних мас від полюсів до екватора збільшує момент інерції Землі і сповільнює її обертання.
Питання без відповіді: Наскільки точно кількісні оцінки маси розталих льодовиків пояснюють спостережуваний тренд LOD? Чи є інші нез’ясовані причини, які можуть впливати на ці явища?
Частина IV — КРИТИЧНИЙ АНАЛІЗ І АЛЬТЕРНАТИВНІ ГІПОТЕЗИ
Загальноприйняті пояснення мінливості LOD є добре розробленими і кількісно обґрунтованими. Проте ряд спостережуваних фактів залишається поза межами стандартних моделей або пояснюється ними лише частково.
Нез’ясовані надлишки у загальній кількості моменту імпульсу
Атмосферна і океанічна складові пояснюють більшу частину сезонних і міжрічних змін LOD. Проте після виключення відомих джерел збудження залишається нез’ясований надлишок — особливо на міжрічних і декадних масштабах. Його природа досі є предметом дискусії.
Астрономічні чинники — недооцінена роль?
Стандартні моделі LOD враховують вплив Місяця (припливне тертя) і Сонця (сонячно-добові і місячно-добові припливи). Однак:
- Планетарні конфігурації — чи впливають гравітаційні збурення від великих планет (Юпітер, Сатурн) на розподіл мас в атмосфері і рідкому ядрі Землі? Ця тема залишається мало дослідженою.
- Сонячна активність і LOD — ряд авторів вказує на кореляції між 11-річним сонячним циклом і змінами LOD. Механізм — можливий вплив сонячного вітру на верхню атмосферу і через неї на AAM. Кількісна оцінка цього внеску залишається невизначеною.
- Геліоцентричні і геоцентричні параметри орбіти — варіації відстані Земля–Сонце (3,3% протягом року), нахилу осі обертання, прецесії і нутації є добре вивченими астрономічними фактами. Проте їхній непрямий вплив на LOD через перерозподіл атмосферних мас може бути недооцінений у стандартних моделях.
Геофізичні процеси всередині Землі — відкриті питання.
- Конвекція в мантії — повільні конвективні течії в мантії змінюють розподіл мас і можуть впливати на LOD на геологічних часових масштабах. Їхній вплив на декадному масштабі — предмет дискусії.
- Зв’язок LOD з геомагнітним полем — декадна мінливість LOD і довгоперіодні зміни геомагнітного поля демонструють певний паралелізм. Це вказує на спільне джерело — процеси в рідкому ядрі. Проте кількісний опис цього зв’язку все ще незадовільний.
- Сейсмічна активність і LOD — окремі дослідження вказують на статистичні зв’язки між глобальною сейсмічністю і змінами LOD. Причинно-наслідкові зв’язки (чи впливає LOD на сейсмічність, чи навпаки) залишаються предметом дискусії.
- Зміна форми геоїду — перерозподіл мас всередині Землі змінює форму геоїду і момент інерції планети. Чи є зворотний зв’язок між змінами LOD і еволюцією форми геоїду?
Альтернативний погляд: LOD як індикатор, а не наслідок.
Традиційно LOD розглядається як наслідок впливу атмосфери, океанів і ядра. Альтернативна точка зору: можливо, деякі зміни LOD є провісником або індикатором глибших геофізичних і астрономічних процесів, які потім проявляються у змінах атмосферної циркуляції.
Якщо зовнішні (астрономічні) чинники впливають одночасно і на обертання Землі, і на її атмосферу — тоді кореляція між LOD і AAM може бути не причинно-наслідковою, а синхронною реакцією на спільний зовнішній сигнал. Це принципово інша інтерпретація тих самих фактів.
Запрошення до роздумів. Якими є межі стандартних моделей? Чи справді ми знаємо чому LOD змінюється — чи лише описуємо як? Відповідь на це питання визначає напрям майбутніх досліджень.
## Авторські спостереження та публікації
Протягом 2005–2017 років автором у співпраці з колегами (Б.Б. Капочкін та ін.) проведено серію досліджень, присвячених зв’язку швидкості обертання Землі, гравітаційного поля і атмосферної циркуляції. Нижче наведено ключові результати цих робіт.
Синхронність сезонної мінливості ω і циркуляційних сезонів
Зіставлення графіка середніх сезонних коливань швидкості обертання Землі (ω, за К.А. Куліковим,1985 р. С. 160) із середніми датами циркуляційних сезонів за типізацією Б.Л. Дзердзеєвського (Кононова Н.К., 2009 р.) показало їх практично одночасну мінливість: кожній сезонній зміні ω відповідає свій циркуляційний сезон в атмосфері. Зокрема:
Рис. 4. Сумісний графік середніх сезонних коливань швидкості обертання Землі навколо своєї осі (10⁻⁴ с), з 1956 по 1980 рр., із середніми датами початку циркуляційних сезонів за типізацією Б.Л. Дзердзеєвського (Доля В.Д., 2016, “Клімат і природа”, 4(21), с. 21).
- Максимальна повторюваність зимових груп циркуляції припадає на першу декаду лютого, літніх — на початок третьої декади липня.
- Ці максимуми і мінімуми в загальній циркуляції атмосфери (ОЦА) синхронні з тенденціями річної мінливості швидкості обертання Землі та сезонним циклом “Нової глобальної моди геодеформацій” (виявленої супутниковими вимірюваннями і опублікованої в Science, 2001).
- Різниця між точками зміни трендів притоку сонячної радіації і зміною циркуляційних схем складає до 2-3 місяців взимку і до 1,5 місяця влітку — це свідчить, що сонячна інсоляція не є єдиним фактором, що визначає зміну циркуляційних схем.
Об’єднувальні сили планетарних процесів
Узагальнюючий висновок серії досліджень: об’єднувальними силами для планетарних геофізичних і атмосферних процесів є мінливість швидкості обертання Землі (ω), деформація форми геоїда і мінливість гравітаційного поля планети глобального і регіонального масштабів. Коливання цих трьох взаємопов’язаних параметрів призводять до змін циркуляції Світового океану і загальної циркуляції атмосфери у всій її товщі, що призводить до кліматичної мінливості.
Детальний аналіз і графіки будуть представлені в окремих публікаціях у розділі Дослідження.
Висновки
Мінливість LOD — це багатомасштабне явище зі своєю ієрархією часових масштабів: від мікросекундних субсезонних флуктуацій до мілісекундних декадних змін і мікросекундного збільшення за тисячоліття.
Факти про мінливість LOD і її кореляцію з атмосферною циркуляцією є добре встановленими і відтворюваними.
Пояснення. Стандартні моделі (припливне тертя, взаємодія ядра і мантії, закон збереження моменту імпульсу в системі Земля–атмосфера–океан) описують більшу частину спостережуваної мінливості, але залишають нез’ясовані залишки.
Відкриті питання — роль астрономічних чинників, зв’язок з геомагнітним полем, природа декадних змін, можлива синхронна (а не причинно-наслідкова) природа кореляцій LOD–AAM — визначають перспективи подальших досліджень.
LOD є одним з найбільш інформативних інтегральних показників стану планети — і водночас одним з найменш однозначно інтерпретованих.
Джерела та рекомендована література
Класичні монографії
- Lambeck, K. (1980). The Earth’s Variable Rotation. Cambridge University Press.
- Lambeck, K. (1980). Changes in length-of-day and atmospheric circulation. Nature, 286, 104–105.
- Munk, W.H., MacDonald, G.J.F. (1960). The Rotation of the Earth. Cambridge University Press.
- Moritz, H., Mueller, I.I. (1987). Earth Rotation: Theory and Observation. Ungar, New York.
Атмосферний кутовий момент і ENSO
- Dickey, J.O. et al. (1994). Angular momentum exchange — case study of El Niño 1982–1983. J. Geophys. Res., 99, 23921.
- Hide, R., Dickey, J.O. (1991). Earth’s variable rotation. Science, 253, 629–637.
- Höpfner, J. (2000). Interannual variations in LOD and AAM with respect to ENSO/QBO. GFZ Potsdam.
- Yu, N. et al. (2021). Analysis of Relationships Between ENSO Events and AAM Variations. Earth and Space Science, 8(2). DOI: 10.1029/2021EA002030
- Zhou, Y.H. et al. (2006). Relationship between ENSO and Earth’s rotation. Journal of Geodesy, 80, 385–392.
LOD і кліматична передбачуваність
- Gross, R.S. (2007). Earth rotation variations — long period. Treatise on Geophysics, 3, 239–294.
- Martínez-Asensio, A. et al. (2022). Long-range predictability of extratropical climate and LOD. Nature Geoscience, 15, 917–923.
- Chao, B.F., Yan, H. (2010). Relation between LOD variation and angular momentum of geophysical fluids. J. Geophys. Res., 115, B10417.
- Salstein, D.A. (2000). Modulation of the seasonal cycle in LOD and AAM. Springer.
Джерела даних
- IERS Bulletin B: iers.org/bulletins
- NOAA CPC — індекси ENSO: cpc.ncep.noaa.gov
- ESMGFZ — дані AAM: esmgfz.gfz-potsdam.de
Авторські публікації
- Dolia, V., Dolia, I. (2006). The global changes and influencing factors. Geophysical Research Abstracts, Vol. 8, EGU06-A-00772.
- Kapochkin, B., Dolia, V., Dolia, I. (2006). Example of influence of geodynamic processes on the common circulation of the atmosphere. 6th Annual Meeting of the EMS / 6th ECAC, EMS2006-A-00216.
- Kapochkin, B., Dolia, V. (2007). Current global rise of temperature in conditions of anomalous changes of the Earth form. Geophysical Research Abstracts, Vol. 9, EGU2007-A-04983.
- Kapochkin, B., Kucherenko, N., Dolia, V. (2007). Global warming as a result of total action of anthropogenic and geothermic factors. Geophysical Research Abstracts, Vol. 9, EGU2007-A-00614.
- Kapochkin, B., Dolia, V. (2008). Research of the earlier unknown natural phenomenon. Geophysical Research Abstracts, Vol. 10, EGU2008-A-10960.
- Dolia, V. (2008). The gravitational theory of baric formations. Geophysical Research Abstracts, Vol. 10, EGU2008-A-11100.
- Доля, В.Д., Кучеренко, Н.В., Капочкін, Б.Б. (2015). Вплив часової мінливості гравітаційного поля на атмосферу і океан. ScienceRise, 2(1), 30–34.
- Доля, В.Д. (2016). Прояв геофізичних властивостей Землі в закономірностях циркуляційних процесів атмосфери, їх взаємозв’язок з природою типізації по Б.Л. Дзердзеєвському. Климат и природа, 4(21), 18–32.
- Доля, В.Д. (2017). Особливості мінливості метеорологічних процесів глобального масштабу (клімату) при зміні геофізичних умов (гравітаційного поля та швидкості обертання навколо своєї осі) планети. Перший Всеукраїнський гідрометеорологічний з’їзд, 202.