Изменения климата - ложь и правда

ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА ЛУГАНЩИНЫ И ИХ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ.
ОСНОВАНИЯ ДЛЯ ОПТИМИЗМА - это полное название монографии.

Поскольку рисунки и таблицы не отражаются - пришлось сделать соответствующую редакцию. Однако смысл и научный и социальный передан полностью. Читайте и вы поймёте как всё человечество обмануто климатическими аферистами.

Книга опубликована. Имеется в центральных библиотеках России

В соавторстве

Монография






Луганск
2017

I.D. Sokolov, M.V. Oreshkin, O.M. Medved, E.I. Sokolova,
E.D. Dolgih, L.I. Sigidinenko












THE CLIMATE CHANGES IN LUGANSK REGION AND THEIR FORECASTING.
GROUNDS FOR OPTIMISM
















Lugansk
2017

Resume

The climate of Lugansk region is temperate continental with rather hot arid summer and with comparatively cold winter. In Lugansk the absolute temperature maximum is +42;C and the absolute minimum is -42;C.
According to meteorological station data the average annual temperature of atmospheric air has increased by about 1,75;C during last 178 years. Winter has become considerably warmer, especially January (by about 4,7;C), warming in spring is much less. The temperature from June to October remained nearly the same. Winter and summer temperature difference has lowered greatly, thus the climate changes are favorable for people’s lives and activates.
Total annual precipitation during studied period has increased at a rate of 130 mm. The increase in precipitation is observed every season of the year, during practically every month (the exception is August, when precipitation remained on the same level). The study of dynamics of hydrothermic coefficient and moisture balance allows to state that the provision of Lugansk region with moisture has slightly increased. The increase in precipitation resulting in the increase of moisture provision in a poor moistening zone, to which Lugansk region belongs, is an absolute benefit as this increase is accompanied by raise of biosystem and crop productivity.
Warmer, milder and more humid climate of contemporary Lugansk region, relative to that 178 years ago, creates favorable conditions for increasing the biodiversity of plants due to their spreading from warmer and more humid adjacent territories. In recent decades forest transits to steppe, but not steppe to forest. The desertification of Donbass including Lugansk region does not occur.
According to most of climatic factors (average temperature of cold season, average temperature of warm season, total annual precipitation, hydrothermic coefficient and moisture balance, continentality index) long-term and short-term cyclical fluctuations have been found out.
Forecast with possibility of Status Quo of further climate changes using goniometric regression equations, exponential smoothing and autoregressive method, and moving average allows to state that climatic conditions will be worse for population and economy in the middle of the 21st century, but they will be better than they were in the 20 th century.
Optimum attitude to climate changes – is not to try to prevent it (anyway, it is useless), but to stimulate development and prosperity for people to have resources for their adapting to any changes either for colder or for warmer climate.
The climate of Lugansk region is constantly changing, and these changes are not catastrophic. Our forecast is optimistic.
I.D. Sokolov, M.V. Oreshkin, O.M. Medved, E.I. Sokolova,
E.D. Dolgih, L.I. Sigidinenko














УДК 504.38(477.6)
ББК

И.Д. Соколов, М.В. Орешкин, О.М. Медведь, Е.И. Соколова, Е.Д. Долгих, Л.И. Сигидиненко. Изменения климата Луганщины и их прогнозирование. Основания для оптимизма. – Луганск, 2017. – 200 с.


ISBN
Авторы книги «Изменение климата Луганщины. Основания для оптимизма» поставили перед собой задачи научного анализа изменений ключевых климатических факторов и научного прогнозирования их дальнейших изменений и получили результаты, имеющие теоретический интерес и практическое значение. Книга предназначена для естествоиспытателей, преподавателей вузов и средних учебных заведений, студентов, а также всех, кто интересуется изменением климата.

Иллюстрации 74
Таблицы 41
Библиография 222

Рецензенты:
И.В. Кирпичёв – доктор сельскохозяйственных наук, профессор (ГОУ ЛНР «Луганский национальный аграрный университет»)
Т.И. Слонёва – кандидат географических наук, доцент (ГОУ ВПО ЛНР «Луганский национальный университет имени Тараса Шевченко»)

Издается по решению ученого совета ГОУ ЛНР «Луганский НАУ» (протокол №   от             2017 г.).

ISBN
© И.Д. Соколов, М.В. Орешкин, О.М. Медведь, Е.И. Соколова,
Е.Д. Долгих, Л.И. Сигидиненко, 2017


Посвящается многим поколениям
работников гидрометеослужбы,
на протяжении почти двух столетий
днем и ночью, в изнуряющую жару
и лютую стужу, в дождь, в снег и
при ураганном ветре собиравшим,
собирающим и хранящим бесценные
для понимания изменения климата
инструментальные данные о температуре,
осадках и других климатических факторах.


СОДЕРЖАНИЕ

стр.
ПРЕДИСЛОВИЕ
1. ЛУГАНЩИНА: ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИМАТА 7
2. ТЕМПЕРАТУРА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
2.1. Среднемесячные температуры
2.2. Температуры по временам года
2.3. Температуры тёплого и холодного сезонов
2.3.1. Тёплый сезон
2.3.2. Холодный сезон
2.4. Степень континентальности климата
2.5. Среднегодовые температуры
2.6. Гипотеза глобального потепления
3. ОСАДКИ 89
4. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
5. ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТЬ ТЕРРИТОРИИ, АРИДНОСТЬ КЛИМАТА
5.1. Гидротермический коэффициент
5.2. Показатель «баланс влаги»
5.3. Аридность климата
6. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ КЛИМАТА  ЛУГАНЩИНЫ
7. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА ЛУГАНЩИНЫ
8. ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ РАСТИТЕЛЬНОГО МИРА В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
8.1. Смещение границ ареалов видов
8.2. Наступает ли степь на лес или, наоборот, лес на степь?
ПОСЛЕСЛОВИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
АВТОРСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ
ПРИЛОЖЕНИЯ

И.Д. Соколов, М.В. Орешкин, О.М. Медведь,
Е.И. Соколова, Е.Д. Долгих, Л.И. Сигидиненко













 
ПРЕДИСЛОВИЕ

Климат изменялся в прошлом, меняется в настоящее время, будет изменяться и в дальнейшем. Нельзя сказать, что проблеме изменений климата не уделялась должного внимания (Матеріалы, 1914; Бучинский И.Е., 1963; Будыко М.И., 1980; Глобальный климат, 1987; Дроздов О.А. и др., 1989; Груза Г.В., Ранькова Э.Я., 2003; Гончарова Л.Д. и др., 2005). Скорее наоборот. Можно даже утверждать, что обсуждению изменений температуры атмосферного воздуха и их последствий посвящено много разного рода статей, комментариев, интервью преимущественно в научно-популярной литературе и средствах массовой информации (или дезинформации?) (в газетах, журналах, по телевидению и радио). Однако обычно развиваемые в этих публикациях представления научно слабо или вообще не обоснованные, не достоверные.
Авторы книги «Изменения климата Луганщины и их прогнозирование. Основания для оптимизма» поставили перед собой задачи научного анализа изменений ключевых климатических факторов и научного прогнозирования их дальнейших изменений и получили результаты, имеющие теоретический интерес и практическое значение. На наш взгляд, этот успех связан преимущественно с двумя особенностями данной работы. Во-первых, мы исследовали временные ряды главных климатических факторов почти за 180 лет (1838-2015 гг.) наблюдений на Луганской метеостанции. Между тем как в работах других авторов ряды динамики охватывали 20, 30, 50, 100, очень редко 150 лет, что обычно не позволяло делать надежные обобщения. В г. Москва аналогичные инструментальные наблюдения начали проводить лишь в 1879 г., т.е. на 41 год позже, чем в Луганске. Во-вторых, исходные данные подвергались математико-статистическому анализу с использованием адекватных поставленным задачам методов (корреляционно-регрессионный анализ, экспоненциальное сглаживание, ARIMA и др.).  При этом вычислялись не только величины параметров, разностей, показателей связи, но и их статистические ошибки, что позволяло оценивать по общепринятым в математической статистике критериям значимость выводов.
Нами убедительно показано, что за последние 178 лет климат Луганщины менялся в благоприятном для жизни и деятельности людей направлении (повысились зимние температуры, уменьшилась континентальность и аридность климата, значительно увеличилось количество осадков, повысилась степень влагообеспеченности и др.). Изменения климата таковы, что опустынивание нашему региону не грозит.
В книге рассмотрены направления и скорость изменений многих климатических факторов. Эти изменения медленные и не грозят в обозримой перспективе какими-либо катастрофическими последствиями. Обосновано существование циклической изменчивости. Сделаны оптимистичные прогнозы дальнейших изменений климата Луганщины. Научный подход и в то же время доступность изложения считаем достоинствами книги, позволяющими надеяться, что она с интересом будет встречена широким кругом читателей.
Для того чтобы каждый желающий мог с помощью адекватных методов математической обработки данных, в том числе не применявшихся нами, лично убедиться в правильности сделанных здесь выводов, помещаем в приложении дополнения к приведенным в книге И.Д. Соколова и др. (2010) базам данных (дополнения за семь лет, 2009-2015 гг.). Приведенный в данной монографии анализ изменений климата основывается на климатических инструментальных данных о температуре, осадках и других климатических факторах. Низкий поклон тем,  кто эти данные собирал и хранил.
Авторы выражают искреннюю признательность рецензентам:   доктору сельскохозяйственных наук, профессору И.В. Кирпичёву; кандидату географических наук, доценту Т.И. Слонёвой.
Благодарим за помощь в сборе исходных данных начальника архива Центральной геофизической обсерватории М.И. Довгич (г. Киев); сотрудников Луганской метеостанции: И.Н. Баеву, И.Г. Чебакову, С.И. Плотникова, Т.А. Вдовенко.
Особую благодарность выражаем Министру сельского хозяйства и продовольствия Луганской Народной Республики      Р.В. Сороковенко за помощь в издании книги.


 
1. ЛУГАНЩИНА: ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ
И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИМАТА

Экологические факторы – это любые элементы среды, прямо влияющие на живые организмы (Кучерявий В.П., 2000). Важнейшее значение для человеческого общества и биосферы в целом имеет та группа экологических факторов, которые называются климатическими. В конце 90-х годов XX века Научный комитет по проблемам окружающей среды (SCOPE) провел опрос 200 экспертов из 50 стран. Более половины из них, точнее 51%, назвали в качестве основной проблемы окружающей среды климатические изменения (Глазовский Н.Ф., 2002; Волощук В.М. и др., 2003). В настоящей монографии обсуждается проблема изменения климата г. Луганска. Климат – это многолетний режим погоды, характерный для данной местности в силу ее географического положения (Словарь …, 1964; Хромов С.П., Мамонтова Л.И., 1974; Географічна енциклопедія …, 1989). Рассмотрим географическое положение Луганщины (в оригинале приводится карта - Рис. 1.1. Карта Луганщины и сопредельных территорий).
Регион Луганска в качестве отдельной административно-территориальной единицы, области СССР, образован в 1938 году. Она располагается в бассейне среднего течения реки Северский Донец между 52°22' и 44°23' северной широты и 22°08' и 40°13' восточной долготы. Максимальная протяженность территории области с севера на юг составляет 275 км, с запада на восток – 170 км; площадь – 26,7 тыс. км2.
После нашествия монголо-татаров в XII столетии регион запустел. В это время край представлял собой полосу, пограничную между оседлым славянорусским и кочевым тюрским населением, – Дикое поле. В конце XV – начале XVI веков началось систематическое освоение Дикого поля славянскими переселенцами (беглые крестьяне, запорожские и донские казаки, сербские колонисты). К этому же времени относится и начало систематического воздействия на природу через палы и пожары, выпас скота, сенокошение, интенсивную распашку целинных степей и т.д. (Фисуненко О.П., Жадан В.И., 1994).
Освоение Дикого поля шло медленно, так что и в конце XVII столетия здесь преобладали практически незаселенные степи (Конисский Г., 1846). В 1687 г. под общим руководством Голицина был предпринят военный поход против Крыма. В нем участвовали 120000 солдат Голицина и 60000 украинского гетмана Самуйловича. Армии дошли до р. Конской, отделявшей запорожские земли от крымских степей. За рекою была степь, «выжженная на необозримое пространство во все стороны» (Конисский Г., 1846, с. 181-182). Надежда пройти выжженные территории и найти за ними пастбища для скота заставила полководцев идти вперед. Но пройти пожарища так и не удалось, пришлось повернуть назад, к своим границам, причем, как пишет  Г. Конисский (1846), «доволоклись к ним с великою потерею людей и скота от холода, голода и жажды». Военный поход закончился полной неудачей, вину за которую возложили на Самуйловича (Конисский Г., 1846).  Так что в Диком поле еще и в конце XVII века происходили пожары, которые могли изменить на долгие годы судьбы народов. Резкое ускорение освоения края и развитие его производительных сил связано с открытием и разработкой каменного угля в XVII веке. На территории Луганской области сформировался промышленный комплекс, имевший существенное значение для СССР и Украины. Заметные успехи достигнуты и в растениеводстве.
Центр Луганщины г. Луганск является почти полумиллионным городом. Граница с Россией проходит в ~ 20 км  от восточной окраины г. Луганска и в ~30 км от Луганской метеостанции. Координаты г. Луганска: 48°34' северной широты и 39°20' восточной долготы (Соколов И.Д. и др., 2010).
В 1836 г. по указу императора Николая I в Луганске была создана первая не только в Украине, но и в России метеорологическая обсерватория, положившая начало нынешней метеослужбе области (Конопля Н.И., 1998; Банников А.Г., 1999). Данные Луганской метеостанции уникальны. Инструментальные, т.е. «зарегистрированные приборами», данные этой станции о температуре приземного воздуха и атмосферных осадках охватывают период времени почти в 180 лет (с 1838 г. и по настоящее время). В других местах измерения приземной температуры начали проводиться с середины ХIХ столетия, а наблюдения за атмосферными осадками проводятся почти в глобальном масштабе, но лишь примерно 100 последних лет (Изменение климата …, 2001, 2014).
Метеостанция располагается на западной окраине                г. Луганска, рядом с Луганским национальным аграрным университетом. Она не единственная в Луганщине, но старейшая. Ценность данных нашей станции очевидна, ведь в научной литературе и в средствах массовой информации до последнего времени рассматриваются значения климатических факторов за 25, 30, 100, редко 150 лет. В книге мы анализируем изменения климата региона Луганска за 1838-2015 гг., то есть за 178 лет.
Климат Луганщины, формирующийся под влиянием сравнительно большого количества солнечной радиации, господства континентального воздуха умеренных широт и удаленности от океанов и морей, характеризуется как умеренно континентальный с довольно жарким, засушливым летом и сравнительно холодной зимой с неустойчивым снежным покровом (Климатический атлас …, 1960; Климат …, 1980; Баранкова Е.П., 1991; Фисуненко О.П., Жадан В.И., 1994; Конопля Н.И., 1998; Атлас …, 2005). Экстремальные температуры отмечены для г. Луганска и составляют: абсолютный максимум +420С, (12.08.2010, Луганск) абсолютный минимум -420С (08.01.1935, Луганск). Амплитуда колебаний абсолютных температур достигает 840С. Максимальная годовая сумма осадков составляет для г. Луганска 798 мм, минимальная 231 мм; лимиты очень большие.
Размах изменчивости климатических факторов не дает полного представления о климате, необходимо также знание так называемой климатической нормы. За климатическую норму принимается среднее арифметическое значение соответствующего климатического фактора (показателя) за несколько десятков лет (Волощук В.М., Бойченко С.Г., 2001, 2002; Соколов И.Д. и др., 2009). В нашем случае проще всего и правильнее взять средние за все годы наблюдений. Ниже приведены климатические нормы девяти интегральных показателей, оцененные как средние за 178 последних лет (в оригинале приводится табл. 1.1 Климатическая норма ряда экологических факторов). Остальные можно найти в нижних строках соответствующих таблиц.
На рис. 1.2 показаны среднемесячные температуры, месячные суммы осадков и среднемесячные значения относительной влажности воздуха. По средним многолетним данным наиболее тёплые в нашем регионе летние месяцы, наиболее холодные – зимние. Больше всего осадков выпадает в мае и трёх последующих летних месяцах. В эти же четыре месяца наблюдалась наиболее низкая относительная влажность воздуха (около 60%), наиболее высокой она была зимой (более 80%) (в оригинале рис. 1.2 начения трёх важнейших климатических факторов Пояснение: цифрами 1-12 обозначены месяцы (январь – декабрь).
Известно, что большинство растений прекращает вегетацию при понижении температуры до 4-50C, а при отрицательных – жизнь растений невозможна. В этой связи обратим внимание на то, сколь близка среднегодовая температура атмосферного воздуха в нашем регионе к границе жизни (табл. 1.1). Напротив, жизнь во всех ее формах возможна при температурах до 500С. Это следует не забывать тем, кто обеспокоен судьбой человечества и вообще жизни на Земле в связи с якобы глобальным и сулящим многие беды потеплением (Волощук В.М. и др., 2002; Лысцов В., 2005).
В балансе воды приход – это, прежде всего, осадки, расход – испарение влаги с поверхности почвы и растениями (транспирация). Гидротермический коэффициент (ГТК), динамика которого будет специально рассматриваться в одном из разделов этой книги, есть отношение суммы осадков за весь вегетационный период или отдельные месяцы этого периода к количеству испарившейся влаги за тот же временной интервал. ГТК характеризует степень увлажненности территорий и положен в основу агроклиматического районирования (Берлянд М.Е., Кондратьев К.Я., 1972; Климат Харькова, 1983; Цупенко Н.Ф., 1990). По средним многолетним значениям гидротермического коэффициента территория Луганщины относится к среднезасушливой зоне (Волощук В.М., Бойченко С.Г., 2003).
Среднезасушливая (ГТК 0,7-1,0) – тёплая зона на юге отграничена линией, которая проходит через пункты Мариуполь – Мелитополь – Михайловка (Запорожской области) – Николаев – Беляевка (Одесской области); сюда входят также некоторые южные предгорные районы Крыма. В Атласе (2005) эта линия проведена несколько севернее Николаева. Её граница на севере проходит через Купянск – Харьков – Полтаву (Бойченко С.Г. и др., 2000).
Весь Донбасс, в том числе и вся Луганщина, находится в среднезасушливой зоне. Основной тип растительности – степная растительность. Для Луганской области характерно сложное геологическое и геоморфологическое строение, субпровинциальные особенности климата, его вертикальная зональность (часть области располагается на Донецком кряже).
На климат Луганщины жителям этого региона особенно жаловаться не приходится. На большей части территории России, например, климат объективно более суровый (Монин А.С., 1982; Монин А.С., Шишков Ю.А., 1979, 2000). Но человек (Homo sapiens) как биологический вид – теплокровное млекопитающее по происхождению из тропиков. Температурный оптимум для человека 21-240С, поэтому хотелось бы, чтобы зима на Луганщине была помягче, без сильных морозов, при которых термометр опускается иногда ниже -400С. Вряд ли чем вредны также такие изменения климата, которые привели бы к тому, что летние температуры не превышали +300С. В общем, желательно понижение степени континентальности климата. Очевидно также, что повышение увлажненности территории нашего засушливого региона за счет роста количества осадков может только радовать.
Большая часть населения Земли сосредоточена в теплых и влажных регионах, в тропиках и субтропиках. Луганщина располагается в умеренном поясе. Этим многое сказано. Биологические особенности Homo sapiens таковы, что его существование в умеренном поясе предполагает дополнительные хлопоты, связанные с отоплением жилых и производственных помещений в холодное время года, приобретением теплой одежды, созданием на зиму запасов продовольствия и кормов. Человека тянет в теплые места (Волощук В.М. и др., 2002; Rahmstorf S., 2007). Даже летом жители умеренного пояса обычно стремятся отправиться на отдых в теплые субтропические и тропические страны. Желающих полюбоваться красотами Севера куда как меньше.
 
2. ТЕМПЕРАТУРА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Температура воздуха – один из климатических факторов. В последние годы регулярно появляются сообщения о глобальном потеплении и, в этой связи, о возможных грядущих катаклизмах (таяние льдов Арктики и Антарктики, сопровождающееся подъемом Мирового океана и др.). Причину изменений обычно усматривают в деятельности людей.
Однако для таких обобщений пока нет достаточных оснований. Не в последнюю очередь это связано с тем, что многие исследователи ограничивались визуальным анализом графиков, отражающих динамику температуры воздуха по годам или десятилетиям. При этом адекватные для данной задачи математико-статистические методы анализа рядов динамики (временных рядов) не использовались. В результате, достоверность (значимость) выводов об изменениях температуры воздуха и скорости изменений корректно не оценивалась и оставалась обычно неизвестной.
Кроме того, использовавшиеся для изучения временные ряды климатических факторов обычно были короткими (20, 30, 50, редко 100 лет), что не давало возможности получить значимые выводы. Необходимы специальные исследования, которые позволяют надежно судить о самом факте изменения температуры и характере изменений, без чего невозможно установить причины и последствия происходящих изменений.
В настоящей книге приводятся результаты наших исследований многолетней динамики температуры воздуха в Луганщине, обсуждаемые в свете известных литературных данных.
Данные о температуре воздуха в Луганщине за период с 1838 по 1944 гг. взяты из справочника (Метеорологические…, 1940, 1953, 1955; Воейков А.И., 1957); данные за 1945-2015 гг. – из архива Центральной геофизической обсерватории.
В результате измерений и подсчетов получают значения климатических факторов (исходные данные), требующие математико-статической обработки. Пренебрежение методами математической статистики или неправильное их использование приводит к неоправданным затратам труда и времени, а главное – к мало убедительным, нередко ошибочным выводам. Целями научных исследований обычно бывают: установление (доказательство с определенной надежностью) значимости параметров, различий между параметрами и установление связей между переменными. Для оценки значимости (надежности, достоверности, существенности) применяются непараметрические и параметрические критерии (Приседський Ю.Г., 2005; Соколов И.Д. и др., 2008, 2016).
При обработке исходных данных использовали обычные математико-статистические методы (Плохинский Н.А., 1970; Лакин Г.Ф., 1990; Соколов И.Д. и др., 2008, 2016). Моделирование динамики температуры воздуха производили на персональных компьютерах (Соколов И.Д. и др., 2001). В последние годы все большую популярность получает прогнозирование временных рядов на персональных компьютерах в системе STATISTICA для Windows (Боровиков В.П., 2003; Вуколов Э.А., 2004; Боровиков В.П., Ивченко Г.И., 2006), использованное и в настоящей работе.
Нулевая гипотеза (0-гипотеза) исходит из того, что обнаруженные различия и связи можно принять за такие, которые носят исключительно случайный характер (Теннант-Cмит Д., 1988). Например, если парный коэффициент корреляции r = 0,15, то нулевая гипотеза исходит из того, что связью между независимой X и зависимой Y переменными можно пренебречь и считать связь не значимой (недостоверной, несущественной). Противоположная нулевой – альтернативная гипотеза в данном примере исходит из предположения, что корреляционная связь имеется.
Выводы (суждения, заключения) о значимости – не значимости определенным образом связаны с вероятностью ошибки (Бюлль А., Цефель П., 2005) (в оригинале - табл. 2.1, Оценка значимости).
Если в тексте работы мы встретим, например, значение параметра «коэффициент парной корреляции» r = 0,92***, то это значит, что корреляционная связь максимально значимая. Вероятность ошибки р дополняется до единицы «вероятностью достоверности» вывода или суждения Р (Р+р=1). Вероятность допустить ошибку первого рода (когда нулевая гипотеза отвергается, хотя она верна) равна вероятности ошибки р.
Иногда говорят о трех уровнях или порогах значимости различий или связей, трех уровнях р (1-ый уровень – значимая, 2-ой уровень – очень значимая, 3-ий уровень – максимально значимая). Выбор уровня значимости определяется особенностями исследований и тем, насколько серьезные могут быть последствия при браковке 0-гипотезы.
Ниже в таблице 2.2 (в оригинале -  Три порога надежности (вероятности) безошибочных выводов) приведены области применения трех порогов надежности (заимствовано из Н.А. Плохинского, 1970 с небольшими изменениями).
В подавляющем большинстве случаев в климатологии, метеорологии, биологии и других науках можно ориентироваться на первый порог (если 0,05 < р, различия или связи незначимы, принимается 0 - гипотеза; если 0,01 < р <= 0,05, различия или связи значимы, принимается альтернативная гипотеза).
В сожалению, некоторые авторы пишут об установленных различиях и связях, когда 0,05 < р, то есть когда вероятность ошибки больше пороговой в 5%. В частности, в техническом резюме доклада межправительственной рабочей группы об изменении климата (Изменения климата …, 2001; Белевцев Р.Я., 2005) говорится как о реально существующих связях в ситуациях, когда 0,05 < р. Чего только не сделаешь, чтобы обосновать спорную идею о сильном глобальном потеплении, угрожающим человечеству и биосфере в целом (Израиль Ю.А., 1979; Горелов А.А., 1998; Кононенко В.Г., 2001; Довкілля …, 2005).

2.1. Среднемесячные температуры

Значения среднемесячных температур, а также их абсолютную и относительную изменчивость иллюстрирует табл. 2.1.1. Средние температуры зимних месяцев отрицательные (самый холодный месяц январь), остальных месяцев – положительные (самый тёплый месяц июль). Обращает на себя внимание значительная изменчивость температуры по годам, особенно в зимние месяцы. В частности, минимальная средняя температура января -17,40С, а максимальная +2,60С, размах изменчивости составляет 200С     (табл. 2.1.1 – в оригинале - Значения среднемесячных температур и их изменчивость  (1838-2015 гг.)). При этом имеется коррелятивная связь средних значений и абсолютных показателей изменчивости.
Коэффициент корреляции средних значений с дисперсиями r =-0,90***, средних значений со стандартными отклонениями r =-0,94***. Температура в зимние месяцы определённо менее стабильна по годам, чем в летние месяцы (табл. 2.1.1), но причины этого не ясны.
Исходные данные представляют собой типичные временные ряды или ряды динамики. Одним из методов выявления закономерностей временных рядов является парный корреляционно-регрессионный анализ (Плохинский Н.А., 1970; Лакин Г.Ф., 1990; Кендал М., Стьюарт А, 1976; Соколов И.Д. и др., 2008, 2016). При этом за независимую переменную X принимают время (в нашем случае годы), а за зависимую Y – значения параметра (в нашем случае температура).
Наиболее простым способом аналитического сглаживания является сглаживание полиномом первой степени или прямой линией. Соответствующая функция имеет вид:
yi = a0+a1xi,
где xi – частные значения X (годы), yi – частные значения Y (температуры), a0 – свободный член в уравнении, а1  – угловой коэффициент (изменение значения y за единицу времени x).
Результаты корреляционного и регрессионного анализа представлены в табл. 2.1.2. (в оригинале Результаты парного линейного корреляционного и регрессионного анализов (1838-2015 гг. – температура в 0С) Пояснение: *** значимы при р <= 0,001).
Изменения температуры самого холодного в Луганщине месяца, января, иллюстрирует рис. 2.1.1а. Средняя температура января сильно менялась от года к году; бывали годы с очень холодным январем, когда его среднемесячная температура оказывалась ниже -150С, но имели место и годы со средней положительной температурой января (рис. 2.1.1а – в оригинале - Динамика температуры января). Средняя температура июля тоже сильно колебалась, а именно от 16,50С до 270С (рис. 2.1.1б – в оригинале - Динамика температуры июля).
Тенденции изменения январских и июльских температур неодинаковые. Температура января увеличилась почти на 50С, тогда как температура июля практически не изменилась (рис. 2.1.1а, 2.1.1б).
Направление и степень изменения температуры атмосферного воздуха иллюстрирует рис. 2.1.2. (в оригинале - Изменения температуры атмосферного воздуха за все годы наблюдений).
Наибольшим и заметным для жителей региона оказался рост температуры самого холодного месяца января. За весь период наблюдений он составил ; 4,70С (рис. 2.1.2). В то же время температуры июля, августа, сентября и октября почти не изменились (рис. 2.1.2).
Известно, что по крайней мере с 1958 г., когда в некоторых местах начали определять в атмосферном воздухе концентрацию углекислого газа, называемого также диоксидом углерода (СО2), его концентрация растёт. С увеличением содержания в воздухе СО2 многие авторы связывают потепление. Однако концентрация СО2 увеличивается во все месяцы, но потепление в августе-сентябре в нашем регионе не происходило (табл. 2.1.2). Этот факт свидетельствует против гипотезы глобального потепления, в рамках которой основной причиной потепления считают увеличение концентрации СО2.
Для установления общей тенденции изменений (тренда) наряду с прямолинейной функцией (полином первой степени) обычно проверяют также возможности одной из криволинейных функций, чаще квадратичной параболы (полинома второй степени):
y = a0 + a1x + a2x2
Результаты сглаживания параболой иллюстрирует рис. 2.1.3. (в оригинаде - Изменения температуры за 178 лет).
По ряду месяцев (январь, апрель, май, декабрь) криволинейность практически отсутствует (рис. 2.1.3а – в оригинале: Графическое представление результатов аналитического сглаживания временных рядов квадратичной параболой  (месяцы с января по июнь) и б – в оригинале: Графическое представление результатов аналитического сглаживания временных рядов квадратичной параболой (месяцы с июля по декабрь)).
По остальным месяцам она заметна, хотя и невелика (рис. 2.1.3а и б). Ошибки аппроксимации параболической регрессией в сравнении с таковой прямолинейной регрессией немного меньше (табл. 2.1.3). Важно, что оценки изменений температуры за все годы наблюдений с использованием прямолинейной и параболической регрессий практически полностью совпадают (табл. 2.1.3). С учётом этого факта, мы будем в дальнейшем приводить лишь оценки изменений, вычисленные с использованием угловых коэффициентов, полученных при парном линейном регрессионном анализе.
Рассмотрение рис. 2.1.3 позволяет говорить о небольшом ускорении роста средней температуры воздуха в некоторые месяцы, что может быть отражением периодических изменений.

2.2. Температуры по временам года

Наиболее сильное и максимально значимое увеличение температуры произошло зимой (табл. 2.2.1 – в оригинале: Изменения температуры по временам года;  - зима, весна, лето, осень и соответственно:  Увеличение температуры,  0С -  +3,94; +2,41; +0,31; +0,35). Так и должно быть, потому что именно в зимние месяцы зафиксирован наибольший рост температуры (рис. 2.1.2). Вредные последствия роста зимних температур в нашем регионе отсутствуют; полезные – известны, и они будут обсуждаться ниже.
Линейная аппроксимация временного ряда зимней температуры иллюстрирует рис. 2.2.1 (в оригинале - Динамика зимней температуры). Корреляция годы – зимняя температура (r = 0,44***) максимально значимая, так что рост зимней температуры не вызывает сомнения. Уравнение прямой линии y = -48,08 + 0,022*x.
Люди – теплокровные животные с довольно надёжной регуляцией температуры тела. Причём они в принципе имеют возможность создавать и, по возможности, создают комфортные для своей жизни и деятельности температурные условия. Зимой обогревают жилые и производственные помещения, а также салоны автомобилей и других транспортных средств; тепло одеваются и обуваются; согреваются горячей пищей и напитками; стараются меньше находиться на открытом воздухе. Летом, наоборот, охлаждают окружающий их воздух в замкнутых пространствах путём использования кондиционеров; прячутся в тень деревьев; легко одеваются; используют прохладительные напитки. В результате, зависимость людей от изменений температуры атмосферного воздуха сведено к минимуму. По этой причине потепление зимы на 3,940С (табл. 2.2.1), растянутое почти на два столетия, прямо не сказывается на людях и остаётся для них практически не заметным. Постарайтесь вспомнить сами и поинтересуйтесь у своих знакомых, – какая из последних пяти зим была наиболее холодной, а какая – наиболее тёплой, и Вы убедитесь, что мало кто из Ваших земляков это помнит. Иное дело растения и хладнокровные животные, на которых прямо влияет температура воздуха и связанная с ней температура почвы.
Повышение зимних температур позволяет в настоящее время в нашем регионе получать в промышленном садоводстве устойчивые урожаи такой теплолюбивой породы как абрикос. Садоводы-любители стали чаще практиковать также выращивание ещё более теплолюбивого персика и винограда в не укрывной культуре.
Весна тоже стала теплее, но в меньшей степени, чем зима (табл. 2.2.1). Причём потепление больше всего коснулось марта, в меньшей степени – апреля, ещё меньше – мая (рис. 2.1.2). Это привело к некоторому сдвигу на более ранние сроки перехода среднесуточной температуры через границу в 40С, знаменующего собой начало вегетации холодостойких растений. Стало возможным на одну-две недели раньше начинать весенние полевые и другие сезонные работы, в более ранние сроки производить посев яровых культур. Если в средине прошлого века ранние яровые культуры начинали сеять в первой половине апреля, то в настоящее время это обычно можно делать уже во второй половине марта. В довольно нетипичном 2016 г. тёплая погода установилась необычно рано даже для нашего времени, вследствие чего некоторые хозяйства начали весенние полевые работы ещё в начале марта и к апрелю закончили сев ранних яровых культур.
Повышение средней летней температуры невелико (табл. 2.2.1), и оно связано лишь с небольшим, меньше чем на 10С, увеличением температуры июня (рис. 2.1.2). Температуры самых тёплых в Луганщине месяцев, а именно июля и августа, за почти 180 лет наблюдений практически не изменились (рис. 2.1.2). Отсутствие значительного роста средней летней температуры благоприятно для жизни и деятельности людей, поскольку лето в нашем регионе и так тёплое, а в некоторые дни излишне жаркое (максимальная зафиксированная температура +420С).
Линейная аппроксимация ряда динамики летней температуры иллюстрирует рис. 2.2.2 (в оригинале - Динамика летней температуры). Корреляция годы – летняя температура     (r =0,07) очень низкая и незначимая. Прямая линия идёт почти параллельно оси Х (y = 17,80 + 0,002*x).
Повышение средней осенней температуры почти столь же малое, как и летней (табл. 2.2.1). Оно связано исключительно с увеличением, чуть больше чем на 10С, температуры ноября месяца (рис. 2.1.2). Температуры сентября и октября остались практически теми же, что и раньше (рис. 2.1.2).
Увеличение температуры ноября привело к сдвигу в сторону более поздних сроков времени окончания вегетации. По результатам наших исследований около 20 видов флоры Луганщины, оставались живыми и цвели в начале ноября 2015 г., после того, как на Луганской метеостанции в конце октября уже была зафиксирована температура атмосферного воздуха, равная      -80С, (Соколов И.Д. и др., 2015) (табл. 2.2.2 – в оригинале: Список позднецветущих видов).
Некоторые из поздноцветущих видов иллюстрируются фотографиями, сделанными в природных условиях в ноябре 2015 г. (рис. 2.2.3а-е в оригинале: Рис. 2.2.3. Цветущие растения: а – Medicago romanica Prodan,        б – Medicago sativa L., в – Seseli tortuosum L., г – Diplotaxis tenuifolia (L.) DC., д – Ballota ruderalis Sw., е –  Ajuga glabra C. Presl.).
Повышение ноябрьской и зимней температуры сделало возможным производить посевы озимых культур в более поздние сроки. В частности, в средине прошлого века озимую пшеницу в Луганщине сеяли в конце августа-первой половине сентября с тем, чтобы она до наступления устойчивого похолодания смогла раскуститься и в таком состоянии уйти в зиму.
Сейчас эту культуру сеют преимущественно во второй половине сентября, а то и в октябре месяце. Чаще стали практиковать подзимние посевы. Даже подзимние посевы подсолнечника, основной культуры нашего региона, в настоящее время при соблюдении ряда условий удаются (Дранищев Н.И. и др., 2006).
Коррективы, вносимые людьми в их деятельность в связи с изменением климата, происходили и будут происходить. Адаптации к климатическим изменениям неизбежны и желательны.
Луганщина располагается в бассейне реки Северский Донец, начинающейся в Белгородской области России и впадающей в Дон в Ростовской области России. Ещё пятнадцать лет назад и раньше в пойме реки Северский Донец было много озёр, большинство из которых являлись старицами. Как известно, старицы – участки прежнего русла реки, имеющие, как правило, серповидную или петлеобразную форму. Многие из них в последние годы полностью высохли. Причина этого явления в повышении зимних температур.
В нашем исследовании использовали данные о наивысших уровнях воды в период прохождений весенних половодий в створе гидрологического поста ГП-1 станицы Луганской (р. Северский Донец) за весь период наблюдений. Использовали также результаты наблюдений за температурой атмосферного воздуха на Луганской метеостанции, находящейся в ~ 20 км от ГП-1. Сравнивали карту Луганской области 2006 г. издания на бумажном носителе и имеющиеся в настоящее время в Google maps. Современное состояние озёр изучали экспедиционным методом.
Во время весеннего половодья воды р. Северский Донец выходят из берегов и в зависимости от достигаемых наивысших уровней заливают часть или всю пойму. В последнем случае водой полностью наполняются все озёра в пойме реки. Весенние половодья – основной способ подпитки в нашем регионе пойменных озёр. На рис. 2.2.4 (в оригинале: Рис. 2.2.4. Высыхание озёр Пояснение: а – фрагмент карты Луганской области; б – тот же фрагмент карты в Google maps, более позднее время) представлен фрагмент карты Луганской области, изданной в 2006 г. (стереотипное переиздание карты 2004 г.) с пятью озёрами на правом берегу р. Северский Донец, напротив находящейся на противоположной стороне реки станицы Луганской. Одно из озёр с красноречивым и вполне оправданным названием Глубокое. Ещё одно, самое большое по размеру, имело оригинальную форму, напоминающую зеркало Венеры (Соколов И.Д., Мостовой О.А., 2012).
Озёра располагались в типичном для нашего региона лиственном пойменном лесу, который существует здесь и в настоящее время (Краснояровское лесничество). Они были местами любительского рыболовства, но забор воды для каких-либо целей не производился. В целом, сильного негативного антропогенного влияния, которое могло бы привести к к уничтожению озёр, они не испытывали.
В течение девяти лет (2004-2012 гг.) из-за сравнительно малых подъемов уровня воды во время половодий эти озёра не наполнялись водой из р. Северский Донец и постепенно мелели. Площади озёр уменьшались. Самое большое из рассматриваемых озёр фрагментировалось на части, эти части одна за одной исчезали. Определённым этапом высыхания озёр является картина, изображенная на рис. 2.2.4б, взятом в ноябре 2012 г. из Google maps. Здесь ещё видны остатки данных озёр, хотя в действительности они уже высохли. Не рассматриваемые в данной статье озёра, расположенные на более низких местах в непосредственной близости от берегов р. Северский Донец, и при нынешних уровнях половодий нередко заполняются паводковыми водами, и потому продолжают существовать.
После высыхания озёр на их дне вначале формируется прибрежно-водная растительность (сырой луг). В частности, дно исчезнувшего озёра Глубокое в июле 2009 г. было сплошь покрыто красочным ковром цветущих растений дербенника (Lythrum L.). Летом 2012 г. из-за высыхания дна озера это растение здесь практически отсутствовало. Большинство видов травянистых растений соответствовало тем, которые характерны для остепнённых лугов. В отдельных локальных понижениях встречается тростник обыкновенный (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex. Stend.) – индикатор близости грунтовых вод. Кое-где путём самосева появились представители древесно-кустарниковой растительности. Если будут продолжаться происходящие в настоящее время на дне озёр процессы смены растительности, то в обозримой перспективе это приведет к формированию на месте бывших озёр молодых лесов (сырой луг ; остепнённый луг ; лес).
На рис. 2.2.5 представлены наивысшие уровни воды во время весенних паводков на р. Северский Донец в непосредственной близости от обсуждаемых озёр. Связь переменных годы – уровень воды отрицательная, то есть на исследуемом временном интервале происходило уменьшение уровней подъема воды во время паводков. Связь средняя по величине, поскольку коэффициент корреляции переменных годы – уровень воды r = -0,51***, и максимально значимая (р < 0,001).
Уравнение прямолинейной линии регрессии у = 10356,96-4,864*х, где х – годы, у – наивысшие уровни воды в период прохождения весенних половодий. Из уравнения линии регрессии следует, что уровни воды в половодья в среднем уменьшались на ~ 4,9 см в год, что привело к их понижению на ~ 370 см за все время наблюдений (рис. 2.2.5). Понижение уровней подъёма воды во время половодий почти на 4 м привело к тому, что озёра перестали затапливаться, и это стало причиной исчезновения озёр.
До сих пор мы рассматривали результаты прямолинейной аппроксимации тренда изменений уровней подъёма воды при половодьях. Однако даже визуально заметно, что имеют место некоторые отклонения от строгой линейности. В 1936-1955 гг., как и в последние годы (2007-2012 гг.) темпы уменьшения уровней воды были меньше, чем в 1956-2006 гг. (рис. 2.2.5 –оригинал: Рис. 2.2.5. Изменчивость уровня воды в р. Северский Донец во время весенних паводков в створе ст. Луганская).
Понятно, что повышение зимних температур только в г. Луганске и рядом расположенной ст. Луганской само по себе недостаточно для понижения уровней паводков в створе ст. Луганской.
Уровень подъёма воды в р. Северский Донец при весеннем снеготаянии определяется количеством снега на территории водосбора р. Северский Донец, включающем Луганщину, Харьковщину, большую часть Донеччины и Белгородщины (Земля тревоги …, 2009). Просто зимнее потепление произошло не только на Луганской метеостанции, но и на сопредельных территориях.
За 178 лет наблюдений температура зимы повысилась приблизительно на 40С, с -60С до -20С, и стала близка к температуре перехода воды из твёрдого состояния в жидкое, и наоборот (00С). Это оказалось достаточным для того, чтобы зимы в бассейне р. Северский Донец стали малоснежными с весьма неустойчивым снежным покровом, а в районе исследованных озёр ко времени устойчивого весеннего потепления подчас вообще бесснежными.
Описанные выше изменения климата и привели к высыханию озёр. Это утверждение высоко значимое, поскольку высоко значим коэффициент корреляции переменных температура зимы – наивысший уровень воды в период весеннего половодья (r = 0,32**; 0,001 < р < 0,01). Взаимосвязь обсуждаемых здесь природных явлений можно отобразить в виде такой схемы: повышение зимней температуры ; уменьшение наивысших уровней воды во время весенних половодий ; высыхание пойменных озёр.
В общем, в последние ~ 50 лет в Луганщине зимние температуры увеличивались, зимы стали малоснежными и с весьма неустойчивым снежным покровом. По этой причине наивысшие подъёмы воды во время весенних половодий на р. Северский Донец в створе ГП-1 понизились на ~ 3,7 м. В результате, вот уже больше 10 лет не было таких масштабных половодий, при которых вода р. Северский Донец выходит на пойму и заполняет все пойменные озёра. В сложившихся условиях многие озёра в пойме р. Северский Донец высохли. Случившееся является зримым последствием зимнего потепления, не имеющее, к счастью, каких-либо ощутимых негативных последствий.
Важнейшую продовольственную сельскохозяйственную культуру Луганщины, озимую пшеницу, занимающую около 1/3 всех посевных площадей, в нашем регионе обычно сеют в сентябре, а убирают в июле следующего года. Положительные коэффициенты корреляции урожайности и температуры воздуха установлены по январю, февралю и марту года сбора урожая, а также по декабрю предшествующего года (значения r: декабрь – 0,15; январь – 0,26*; февраль – 0,32*; март – 0,36**) (Соколов И.Д. и др., 2016). Это значит, что чем теплее зима и начало весны, тем выше урожайность озимой пшеницы. Результат ожидаемый, поскольку условия перезимовки озимой пшеницы из-за сильных холодов оказываются подчас излишне суровыми для этой культуры (Соколов И.Д. и др., 1991; 1999).
Напротив, корреляции урожайности и температуры воздуха за май и летние месяцы года сбора урожая были отрицательными (май – -0,28*; июнь – -0,38**; июль – -0,19; август – -0,38**). Чем прохладнее май и последующее лето, тем выше урожайность озимой пшеницы. Это понятно, поскольку лето в Луганщине обычно излишне жаркое (Соколов И.Д. и др., 2016). Описанное в настоящей книге повышение зимних температур при сохранении летних почти на том же уровне, что и 178 лет назад, способствует нормальной перезимовке и вообще получению высоких урожаев озимой пшеницы. Понятно, что при прочих равных условиях жителей нашего региона это может только радовать.


2.3. Температуры тёплого и холодного сезонов

Французское слово сезон (saison) в русском языке употребляется в двух значениях: 1) одно из четырёх времён года; 2) часть года, подходящая для каких-либо работ, занятий и др. (Словарь …, 1964). В настоящей монографии мы употребляем это слово в его втором значении.
Тёплый сезон объединяет месяцы со средней температурой каждого более 80С. В Луганщине это апрель, май, июнь, июль, август и сентябрь. Важнейшей особенностью этого сезона в наших климатических условиях являются рост и развитие (вегетация) растений, почему его и называют вегетационным периодом.
Холодный сезон объединяет месяцы, средняя температура каждого из которых менее 80С. В Луганщине это октябрь, ноябрь, декабрь, январь, февраль и март. При температуре атмосферного воздуха меньше 80С для нормальной жизни и деятельности людей производится отопление жилых и производственных помещений, транспортных средств. По этой причине холодный сезон часто называют отопительным сезоном.
Тёплый сезон объединяет месяцы одного календарного года. В отличие от этого холодный сезон включает месяцы двух последующих лет (например, октябрь, ноябрь и декабрь 1838 г. и январь, февраль и март 1839 г.). Мы имеем в своём распоряжении и используем в настоящей книге данные о температуре на Луганской метеостанции за 1838-2015 гг., то есть за 178 лет. Следовательно, подвергаются анализу 178 тёплых сезонов. А вот доступных для исследования холодных сезонов по вполне понятной причине лишь 177. Данные за январь, февраль и март 1838 г. входят в холодный сезон, включающий также октябрь, ноябрь и декабрь 1837 г., но сведения о температуре 1937 г. отсутствуют. По этой причине этот холодный сезон  не включался в анализ.
Каждый из сезонов составляет по продолжительности шесть месяцев. Можно и так сказать, что в нашем регионе по температуре атмосферного воздуха весь год подразделяется на два полугодия, не совпадающие с календарными полугодиями: холодное полугодие (месяцы октябрь, ноябрь, декабрь, январь, февраль и март, включительно) и тёплое полугодие (месяцы апрель, май, июнь, июль, август и сентябрь, включительно). Температура холодного сезона повысилась на ~ 2,60С; повышение температуры тёплого сезона меньше, на ~ 0,80С.
Фактические значения температуры атмосферного воздуха иллюстрирует рис. 2.3.1 (оригинал: Рис. 2.3.1. Эмпирические значения тёплого и холодного сезонов и среднегодовой температуры). Обращает на себя внимание сильное различие значений температуры холодного и тёплого сезонов (на ~ 150С), – признак континентального климата (рис. 2.3.1).
Пределы изменчивости температуры тёплого сезона 14,90С – 20,20С; размах изменчивости R = 5,30С. Колебания по годам значений температуры холодного периода были более сильными, от -6,20С до 2,90С; размах изменчивости R = 9,70С. Даже без специального анализа временных рядов видно, что в последнее время, примерно с 1990 г., температура холодного сезона обычно стала превышать 00С (рис. 2.3.1). Это принципиально важно, потому что 00С – температура фазового перехода H2O (лёд ; вода).

2.3.1. Тёплый сезон

Специальный анализ временного ряда температуры тёплого сезона лучше начать с экспоненциального выравнивания (сглаживания), для применения которого не требуются предварительные знания о характере изменений. При экспоненциальном выравнивании ряд динамики y (t) сглаживается с некоторыми экспоненциальными весами. Из самого названия метода ясно, что экспоненциальное сглаживание придаёт большее значение показателям последних x (в нашем случае последних лет) (Боровиков В.П., Ивченко Г.И., 2006). Суть метода в том, что исходный ряд сглаживается с некоторыми экспоненциальными весами, образуется новый временной ряд (с меньшим уровнем шума), поведение которого легче понять и прогнозировать (Боровиков В.П., Ивченко Г.И., 2006).
Результаты экспоненциального выравнивания временного ряда температуры тёплого полугодия в виде графика представлены на рис. 2.3.2. Можно заметить, что в целом за всё время наблюдений температура немного увеличилась (рис. 2.3.2). Кроме того, хорошо виден циклический характер изменения температуры тёплого сезона. Она вначале поднималась, потом падала; снова поднималась и снова падала; в последнее время вновь поднялась (рис. 2.3.2). Точно оценить в годах продолжительность периода колебаний при анализе графика затруднительно. Скажем лишь, что имеет место по продолжительности близкий к вековому цикл (визуально ~ 80 лет). Уточнение продолжительности векового цикла будет сделано ниже при аналитическом сглаживании температуры периодическими функциями. Интересно, что амплитуда периодических колебаний температуры больше её общего увеличения в 1838-2015 гг. (рис. 2.3.2 – оригинал: Рис. 2.3.2. Графическое представление результатов экспоненциального сглаживания температуры тёплого сезона). Вековая цикличность ключевых климатических факторов недостаточно изучена и её обычно не учитывают при прогнозировании. Для Луганщины она стала известной недавно, после наших исследований (Соколов И.Д. и др., 2004, 2005, 2005б, 2008, 2010; Соколова Е.И. и др., 2007 и др.).
Аналитическое сглаживание начнём с наиболее простого, а именно сглаживания прямой линией (полином первой степени). Результат этого сглаживания иллюстрирует рис. 2.3.3 (Оригинал: Рис. 2.3.3. Эмпирические значения температуры тёплого сезона и результаты сглаживания ряда динамики прямой линией и квадратичной параболой).
Коэффициент парной корреляции переменных годы – температура тёплого сезона r = 0,22** (0,001 < р < 0,01). Корреляция высоко значимая, так что небольшой рост температуры на ~ 0,780С, не вызывает сомнения.
Сглаживание квадратичной параболой (полином второй степени) тоже показано на рис. 2.3.3. Парабола немного лучше, чем прямая линия, согласуется с фактическими значениями температуры тёплого сезона, поскольку ошибка аппроксимации меньше, а коэффициент корреляции наблюдавшихся и ожидавшихся значений больше (табл. 2.3.1 – оригинал: Таблица 2.3.1 Ошибки аппроксимации и коэффициенты корреляции эмпирических и теоретических значений при аналитическом сглаживании температуры тёплого сезона).
Периодические функции с изменяющимся от цикла к циклу средним уровнем климатических факторов подчиняются закономерностям, которые достаточно близко выражаются тригонометрическим уравнением регрессии:
y=y;+b{sin[x-x0]2;/k]}+c{cos [(x-x0)2;/k]}, где
у – значение периодической функции;
y; – средний уровень климатического фактора для данного значения х, рассчитанный по уравнению прямой линии или квадратичной параболы;
х0 – начало периода;
k – число измерений функции, взятых в течение одного полного цикла  через равные промежутки времени.

При вычислении параметров b и с тригонометрического уравнения регрессии можно использовать данные одного, но лучше двух или большего числа полных циклов. Мы использовали данные двух полных вековых циклов.
По ошибкам аппроксимации с фактическими значениями температуры лучше согласуется большой («вековой») 75-летний цикл. Ошибка аппроксимации при сглаживании периодической функцией с продолжительностью цикла в 75 лет меньше, чем с продолжительностью 70-74 и 76-80 лет, почему 75-летнему циклу и отдано  предпочтение. Сглаживание с таким циклом графически представлено на рис. 2.3.4. (оригинал: Рис. 2.3.4. Результаты сглаживания температуры тёплого сезона периодическими функциями, наложенными на квадратичную параболу).
Если внимательно посмотреть на результаты экспоненциального выравнивания, то можно заметить также циклические колебания температуры тёплого сезона с периодом 15 лет, наложенные на вековую (75-летнюю) цикличность (рис. 2.3.2). Аналитическое сглаживание тригонометрическими периодическими функциями иллюстрирует рис. 2.3.4. Очевидно, что теоретическая кривая, учитывающая параболический тренд, 75-летнюю и 15-летнюю цикличность, лучше всего согласуется с эмпирическими значениями (табл. 2.3.1).
Итоговая кривая, описывающая динамику температуры тёплого сезона, отдельно представлена на рис. 2.3.5 (Оригинал: Рис. 2.3.5. Ожидавшиеся значения температуры тёплого сезона). Хорошо видно, что максимум очередного 15-летнего цикла пройдён (рис. 2.3.5), поэтому в ближайшие годы будет происходить некоторое уменьшение температуры тёплого сезона.
Более подробно прогнозирование главных климатических факторов будет рассматриваться ниже в специальном разделе. 
Амплитуда периодических колебаний как в большом по продолжительности времени (75-летнем), так и в малом (15 летнем) циклах довольно велика, и это само по себе является аргументом в пользу существования периодических компонент изменчивости температуры тёплого сезона.
В нашей математической модели временного ряда температуры тёплого сезона учтены: 1) небольшой и несколько ускоряющийся рост среднего уровня температуры (тренд описывается квадратичной параболой); 2) периодические компоненты изменчивости, а именно 75-летний и 15-летний циклы, описываемые тригонометрическими уравнениями регрессии. Учтённая в модели изменчивость составляет лишь около 20% от всей изменчивости изучавшегося фактора, поскольку коэффициент детерминации r2 = 0,442 (~ 0,2). Остальная изменчивость не учтена в математической модели. Она, конечно, не беспричинная, но для нас, наблюдателей, выступает как случайная (остаточная) (Крапивин В.Ф. и др., 1982; Иванов В.В., 2002).

2.3.2. Холодный сезон

Результаты экспоненциального выравнивания временного ряда температуры воздуха холодного сезона в виде графика представлены на рис. 2.3.6 (в оригинале: Рис. 2.3.6. Графическое представление результатов экспоненциального сглаживания температуры холодного сезона). В целом за все время наблюдений температура холодного сезона увеличилась, причём более сильно, чем температура тёплого сезона (сравните рис. 2.3.2 и 2.3.6). А вот циклический характер изменений температуры холодного сезона выражен менее значительно, чем тёплого (рис. 2.3.2, 2.3.6).
Важным отличием периодических изменений холодного и тёплого сезонов является то, что вековые колебания происходят в противоположных фазах. Когда температура холодного сезона увеличивается, температура тёплого уменьшается; и наоборот, при росте температуры тёплого сезона температура холодного падает (рис. 2.3.2, 2.3.6). Примерно до средины XIX века температура атмосферного воздуха холодного сезона понижалась, затем до начала XX века повышалась, потом до средины XX века вновь уменьшалась, далее снова повышалась (рис. 2.3.6). Циклические изменения температуры тёплого периода в это время были иными по направлению, а именно, рост – падение – рост – падение – рост (рис. 2.3.2).
Результаты аналитического сглаживания данных колебаний иллюстрирует рис. 2.3.7 (В оригинале: Рис. 2.3.7. Графическое представление аналитического сглаживания температуры атмосферного воздуха холодного сезона полиномами первой (прямая линия) и второй (квадратичная парабола) степени). Коэффициент парной корреляции годы – температура холодного сезона r = 0,46*** (р < 0,001). Корреляция положительная и максимально значимая, так что рост температуры на ~ 2,630С, не вызывает сомнения. Увеличение температуры холодного сезона более чем в 3 раза превышает увеличение температуры тёплого сезона.
Сглаживание квадратичной параболой тоже показано на рис. 2.3.7. Парабола несколько лучше, чем прямая линия, согласуется с фактическими значениями температуры холодного сезона, поскольку ошибка аппроксимации параболой равна 2,15, то есть меньше таковой прямой линией (2,22). Кроме того, коэффициент корреляции теоретических значений, полученных при сглаживании параболой, с фактическими r = 0,49***, а это больше коэффициента корреляции r = 0,46***, полученного при использовании линейного сглаживания. Отдавая предпочтение параболе, принимаем, что примерно с 1990 г. происходит немного ускоряющийся рост температуры холодного сезона (рис. 2.3.7). По-видимому, это небольшое ускорение, как и большинство природных процессов, со временем сменится замедлением. Ведь не исключено, что имеют место и тысячелетние циклы, но их анализ с использованием 178-летних данных невозможен.
Сглаживание периодической функцией продолжительностью 75 лет, наложенной на параболу, показано на рис. 2.3.8 (В оригинале: Рис. 2.3.8. Результаты сглаживания температуры холодного сезона периодическими функциями, наложенными на квадратичную параболу). На этом же рисунке изображена также кривая, учитывающая 15-летний цикл, наложенный на 75-летний.
Итоговая кривая, описывающая динамику температуры холодного сезона, отдельно представлена на рис. 2.3.9 (В оригинале: Рис. 2.3.9. Ожидавшиеся значения температуры холодного сезона). Видно, что минимум очередного цикла пройдён (рис. 2.3.9), поэтому в ближайшее время будет происходить некоторое увеличение температуры холодного сезона.
Амплитуда периодических колебаний температуры холодного сезона как в большом по продолжительности (75-летнем), так и в малом (15-летнем) циклах меньше, чем циклических изменений температуры тёплого сезона (сравните рис. 2.3.5 и 2.3.9).
В модели ряда динамики температуры холодного сезона учтены: 1) немного ускоряющийся рост среднего уровня температуры; 2) периодические компоненты изменчивости, а именно 75-летний и 15-летний циклы, описываемые тригонометрическими уравнениями регрессии. Учтённая в модели изменчивость составляет немногим более 20%. Остальная, остаточная изменчивость выступает для нас как случайная.
К интересным заключениям можно прийти из рассмотрения рис. 2.3.10 (в оригинале: Рис. 2.3.10. Результаты экспоненциального сглаживания температуры холодного и тёплого сезонов (1838-2015 гг.), на котором изображены ломаные линии, показывающие динамику температуры тёплого и холодного сезонов. Очевидно, что в целом на изучавшемся временном интервале (1838-2015 гг.) линии сближались, что свидетельствует об уменьшении со временем степени континентальности климата. Кроме того, из-за вековых колебаний в противофазах, линии то расходились, то сближались (рис. 2.3.10), в результате чего на фоне общего уменьшения степень континентальности периодически колебалась.
Более подробный анализ динамики континентальности требует использования количественных критериев, что и сделано в следующем разделе.
В целом, нами выявлены главные компоненты изменчивости температуры воздуха: 1) близкая к линейной компонента роста температуры по большинству месяцев, по всем временам года, а также по тёплому и холодному сезонам; 2) вековая и короткопериодичная цикличность; 3) случайная изменчивость по годам. Большую часть изменчивости составляет случайная, и потому не прогнозируемая изменчивость.


2.4. Степень континентальности климата

Континентальность климата – это совокупность свойств климата, определяемых влиянием больших площадей суши на атмосферу и климатообразующие процессы. Основные различия в климате материков и океанов обусловлены особенностями накопления ими тепла. Поверхности материков быстро и сильно нагреваются днем и летом, и охлаждаются ночью и зимой. Над океанами этот процесс замедлен, поскольку водные массы в теплое время суток и года накапливают в глубоких слоях большое количество тепла, которое постепенно возвращают в атмосферу в холодное время. Поэтому температура воздуха и другие характеристики климата меняются (от дня к ночи и от лета к зиме) над материками сильнее, чем над океанами. Перемещение воздушных масс приводит к распространению влияния океанов на климат прилегающих частей материков и к обратному воздействию материков на климат океанов. Таким образом, климат может обладать большей или меньшей континентальностью (или океаничностью), поддающейся количественному выражению (Рубинштейн Е.С., 1953; Хромов С.Г., 1957; Дідух Я.П., 1998). Горчинский В. предложил следующую формулу для расчета показателя континентальности:
K=  ,
где К – коэффициент континентальности (%);
А – годовая амплитуда температур;
; – географическая широта;
1,7 и 20,4 – соответствующие коэффициенты.

Этот показатель континентальности может колебаться от 0 в северной части Атлантического океана до 100% в Верхоянске, расположенном в Якутии (Россия). В настоящей работе амплитуда температур рассчитывалась как разность между среднемесячной температурой самого холодного (январь) и самого теплого (июль) месяцев года.
Для подсчета показателя необходимо знать географические  координаты местности. Географические координаты г. Луганска, на окраине которого располагается Луганская метеостанция 48°34' северной широты и 39°20' восточной долготы. База данных показателя «коэффициент континентальности» в табличной форме приведена в приложениях, а в виде графика на рис. 2.4.1.
Производили аналитическое  сглаживание временного ряда (X – годы, Y – значение К) полиномом первой степени или прямой линией (рис. 2.4.1 – в оригинале: Рис. 2.4.1. Многолетняя динамика показателя континентальности). Коэффициент корреляции, характеризующий прямолинейную связь, r = -0,30***.
Связь отрицательная, максимально значимая (р < 0,001), поэтому нет сомнения в том, что на изученном временном интервале континентальность в целом снижалась (рис. 2.4.1), происходила деконтинентализация климата.
Уравнение регрессии: yi = 50,11 – 0,0595*xi. Как ясно из уравнения, ожидаемое снижение континентальности К за год равно 0,0595%, за весь период наблюдений оно составляет 10,84%. При сохранении таких темпов через 100 лет К уменьшиться еще на 5,95%. Если в начале наблюдений показатель континентальности К был почти точно равен 50, среднему из возможных значений (пределы варьирования К от 0 до 100), то в конце наблюдений        К ~ 40. Уменьшение континентальности климата Луганщины весьма существенное. Сглаживание квадратичной параболой практически не давало улучшения в сравнении с прямой линией (табл. 2.4.1 – оригинал: Таблица 2.4.1 Результаты аналитического сглаживания временного ряда различными функциями). Тенденция снижения показателя континентальности К в Луганщине связана с уменьшением разности значений летних и зимних температур (летние температуры почти не изменились, а зимние существенно увеличились) (Соколов И.Д. и др., 2004, 2005).
По показателю континентальности, как и по рассмотренным выше температурным факторам, обнаружена периодическая изменчивость. По ошибкам аппроксимации лучшим из вековых циклов в данном случае оказался 84-летний цикл.
Ошибка аппроксимации функцией, учитывающей 84-летнюю периодичность и параболический тренд, меньше, чем одной параболой (табл. 2.4.1). Результаты использования для сглаживания этой функции иллюстрирует рис. 2.4.2 – в орининале: Рис. 2.4.2. Аналитическое сглаживание временного ряда показателей континентальности двумя функциями.
Еще лучше согласуется с исходным временным рядом показателя континентальности функция, учитывающая еще и 42-летнюю периодичность изменений (табл. 2.4.1, рис. 2.4.3 – оригинал: Рис. 2.4.3. Аналитическое сглаживание ряда динамики показателя континентальности тремя функциями).
Рассмотрение графика итоговой функции не оставляет сомнения в том, что в последние два десятилетия показатель континентальности увеличивался, несмотря на общую тенденцию (тренд) к его уменьшению (рис. 2.4.4 – оригинал: Рис. 2.4.4. Аналитическое сглаживание ряда динамики показателя континентальности). Очевидно, однако, что в ближайшие годы вновь возобновится уменьшение степени континентальности климата Луганщины (рис. 2.4.4), чему можно только радоваться.
В целом, всю изменчивость показателя континентальности можно подразделить на три компоненты: описываемое квадратичной параболой уменьшение среднего уровня, периодические изменения и случайные изменения. Случайная изменчивость, выражающаяся в отклонениях фактических значений от ожидавшихся то в одну, то в другую сторону без видимого порядка, зависит от не анализировавшихся в данном исследовании причин.
К сожалению, доля случайной изменчивости в общей изменчивости велика; она составляет более 80% от всей изменчивости. В такой ситуации прогнозирование показателя континентальности в любом конкретном году в области экстраполяции, например в 2020 г., будет ненадежным. А вот достаточно надежное прогнозирование среднего значения К на ряд грядущих лет, например на 2016-2025 гг., возможно.
Показателями степени континентальности могут, кроме К, служить продолжительность действительно теплой части весны и осени. Под ними понимают интервал времени в днях, ограниченный соответственно средними суточными температурами воздуха 5-15 и 15-50С. Чем континентальнее климат, тем более короткими оказываются теплые части весны и осени, что имеет большое значение для проведения полевых работ (Шульгин А.М., 1978).

2.5. Среднегодовые температуры

Среднегодовая температура атмосферного воздуха – интегральный показатель, по которому судят о потеплении или похолодании в тех или иных регионах, или на Земле в целом. Именно ссылаясь на увеличение среднегодовой температуры, многие авторы в последние десятилетия говорят и пишут о глобальном потеплении.
Среднегодовая температура воздуха в разные годы не одинакова, при этом различия подчас весьма значительные. Например, в 1997 г. она составляла 7,70С; в 1998 г. 9,20С; в 1999 г. 10,20С. Минимальная годовая температура 5,80С, максимальная 10,70С. Относительным показателем изменчивости служит коэффициент вариации (cv). Если cv < 10%, то изменчивость считается слабой, в интервале от 10% до 25% – средней, при          cv > 25% – сильной (Лакин Г.Ф, 1990; Соколов И.Д. и др., 2008). Годовая температура обнаруживает среднюю изменчивость (cv = 12%).
Результаты экспоненциального выравнивания временного ряда среднегодовой температуры в виде графика представлены на рис. 2.5.1.
Можно заметить, что в целом за всё время наблюдений температура немного увеличилась (рис. 2.5.1). Иначе и не может быть, поскольку, как показано в разделе 2.1, температура росла во все, исключая лишь июль, август, сентябрь и октябрь месяцы. Рост не совсем прямолинейный, поэтому есть основания для аналитического сглаживания параболой. А вот вековая цикличность в динамике среднегодовой температуры едва просматривается (рис. 2.5.1 – оигинал: Рис. 2.5.1. Графическое представление результатов экспоненциального сглаживания среднегодовой температуры атмосферного воздуха). Причина в том, что температуры тёплого и холодного сезонов колеблются, как показано в разделе 2.3 в противофазах и поэтому почти компенсируют друг друга.
Коэффициент корреляции, характеризующий прямолинейную связь, r = 0,48***. Связь положительная, средняя по величине и высоко значимая (р < 0,001), поэтому нет сомнения в том, что на изученном временном интервале температура росла.
Уравнение регрессии: yi = 7,25+ 0,0099*xi. По уравнение прямолинейной регрессии можно вычислить ожидаемые (теоретические) значения у как в области интерполяции, так и в области экстраполяции (в последнем случае они называются также прогнозируемыми значениями). Как ясно из уравнения, прирост температуры за год равен 0,00990С. Казалось бы, годовой прирост очень маленький, но за весь период наблюдений (178 лет) прирост составляет 1,750С. При сохранении таких же темпов роста температуры воздуха через 100 лет она увеличится еще на » 10С.
Кроме полинома первой степени, для сглаживания использовали также пятнадцать криволинейных непериодический функций: полином второй степени или квадратичную параболу, экспоненциальную функцию, логарифмическую, гиперболы разного типа и другие. Среднеквадратичные погрешности аппроксимации свидетельствуют о том, что значительного улучшения совпадения фактических и расчетных значений температуры при использовании криволинейных функций не происходит. Ошибки аппроксимации некоторыми криволинейными функциями практически такие же, как ошибки сглаживания прямой линией.
Неплохо описывает динамику среднегодовой температуры квадратичная парабола (рис. 2.5.2 – оригинал: Рис. 2.5.2. Графическое представление результатов аналитического сглаживания среднегодовой температуры квадратичной параболой). Принимая параболический тренд, утверждаем, что на протяжении более столетия температура росла и будет в дальнейшем некоторое время увеличиваться.
Однако из этого не следует, что среднегодовая температура будет расти на протяжении всех грядущих столетий, тысячелетий, миллионов лет, достигая катастрофических для всего живого величин. Дело в том, что многие криволинейные функции, в том числе и периодические (циклические) имеют отдельные участки, на которых изменения тех или иных факторов во времени почти прямолинейные или согласуются с параболическими. Утверждение о том, что на исследованном временном промежутке (1838-2015 гг.) обнаружена параболическая компонента изменчивости, не противоречит наличию каких-либо других криволинейных компонент связи пары переменных годы – среднегодовая температура.
Квадрат коэффициента корреляции r2 называется коэффициентом детерминации. Он показывает, какая доля вариации одного показателя (переменной) зависит от другого. В нашем случае r2  = 0,24, то есть примерно пятая часть изменчивости среднегодовой температуры детерминируется неуклонным бегом времени. Остальная, большая часть изменчивости определяется другими причинами, анализ влияния которых еще предстоит сделать. Пока отклонения наблюдавшихся значений от ожидавшихся будем понимать как не беспричинные, но для нас, наблюдателей, выступающие в качестве объективно случайных.
Среднегодовые температуры соседних лет были подчас одинаковыми, как например в 1838 г. и 1839 г. (70С), или близкими, но часто они оказывались весьма различными. Как говорят, год на год не приходится. Можно вычислить отклонения среднегодовой температуры каждого последующего года от предыдущего и подвергнуть новую переменную (var 3) математико-статистическому анализу. Отклонения со знаком плюс почти компенсируются отклонениями со знаком минус, поэтому среднее значение отклонений близко к нулю (var 3 » 0,016). Оно со знаком «+» из-за небольшого роста среднегодовой температуры во времени.
В выборке самое большое отклонение со знаком «-» составляло -2,90С, максимальное отклонение со знаком «+» было равно 3,20С. Как и следовало ожидать, распределение (var 3) близко к нормальному, большая часть отклонений в пределах стандартного отклонения (s = 1,26). В область от -1,5 до +1,5 попадает 74,1% отклонений, 25,9% отклонений по модулю (по абсолютному значению) больше 1,5 (рис. 2.5.3 – оригинал: Рис. 2.5.3. Гистограмма распределения отклонений (var 3)). Между тем увеличение температуры за более 178 лет наблюдений составляет лишь 1,750С.
Среднегодовая температура в 1956 г. была равна 6,50С; в   1957 г. 9,7 С, то есть на 3,20С выше. Запомнилась ли людям эта пара лет какими-либо особенностями или последствиями? Определенно нет. Возьмем более близкие времена. В 1975 г. среднегодовая температура составила 9,80С; в следующем 1976 г. 6,90С, на 2,90С ниже. Отрицательные и вообще какие-либо последствия такого колебания тоже не известны. И совсем уж недавнее время. В 2006 г. температура была на уровне 9,00С; в 2007 г. она составила 10,70С, на 1,70С выше. Помнит ли кто сейчас, что 2007 г. был теплее 2006 г.? Различие этих лет тоже не запомнилось, поскольку никакими заметными последствиями оно не сопровождалось. Логично ли в этой связи предполагать отрицательные последствия увеличения среднегодовой температуры за почти 180 лет на 1,750С? Не логично. Вообще никто и никогда не наблюдал каких-либо отрицательных последствий подобного небольшого изменения среднегодовой температуры, тем более катастрофических последствий.
До сих пор мы анализировали только данные Луганской метеостанции, хотя на Луганщине имеется и ряд других метеостанций. Однако, столь обширных данных по другим метеостанциям Луганской области нет. Это связано как с тем, что эти станции были организованы позднее Луганской метеостанции, так и с тем, что часть данных по той или иной причине утрачена. В Беловодске, расположенном более чем в 70 км севернее Луганска, среднегодовая температура несколько ниже, но тоже растет       (рис. 2.5.4). Об этом же свидетельствуют данные метеорологической станции Дарьевка, являющейся опорной юга Луганщины и всего Донецкого кряжа (рис. 2.5.4 – оригинал: Рис. 2.5.4. Линии роста среднегодовой температуры на трёх метеостанциях Луганской области).
Как и в Луганске, рост среднегодовой температуры в Беловодске и Дарьевке определяется ее повышением зимой. Летом в Беловодске и Дарьевке температура, как и в Луганске, практически не повысилась.
В общем, результаты изучения динамики температуры в Беловодске и Дарьевке не противоречат заключениям, сделанным выше по данным Луганской метеостанции. Отметим, что коэффициенты парной корреляции переменных Х (годы) и Y (среднегодовая температура) по Беловодску (r = 0,12) и Дарьевка   (r = 0,22) незначимые.
Это – следствие гораздо меньшего, чем по Луганску, числа анализируемых пар чисел X-Y. Поскольку особой необходимости в использовании данных Беловодской, Дарьевской и других метеостанций нет, мы в дальнейшем будем рассматривать лишь данные Луганской метеостанции, позволяющие сделать вполне надежные, математико-статистически обоснованные выводы.
Данными об абсолютных минимальных и абсолютных максимальных температурах по годам на Луганской метеостанции мы располагали с 1945 года. Абсолютный минимум по году увеличился примерно на 30С (r = 0,23; yi = -134,91+0,0556*xi). В отличие от этого, абсолютный максимум по году уменьшился, но практически незаметно (r = -0,10; yi = 64,12-0,0140*xi). Напомним, что сходным образом вели себя средние температуры зимних и летних месяцев. Такое соответствие вполне ожидаемо. Дальнейшее усложнение математической модели динамики среднегодовой температуры получаем, накладывая периодическую компоненту изменчивости (75-летний цикл) на параболический тренд. Очевидно, что значительного улучшения итоговой функции при этом не получаем (рис. 2.5.5 – оригинал: Рис. 2.5.5. Сглаживание временного ряда среднегодовой температуры периодической функцией (75-летний цикл), наложенной на параболический тренд). Рассматривать ещё более сложные функции вряд ли необходимо. В течении ближайших десятилетий значительное повышение температуры не ожидается (рис. 2.5.5).
По данным Луганской метеостанции в изменчивости температуры атмосферного воздуха обнаружены следующие компоненты: 1) случайные изменения от года к году; 2) периодические колебания; 3) увеличение температуры во времени по большинству месяцев. Может ли какая-либо из этих компонент удовлетворительно объяснена ростом концентрации СО2 в воздухе?
Как отмечалось выше, случайная изменчивость составляет подавляющую часть, около 80%, а то и больше, от общей изменчивости. В каждом последующем году температура обычно то выше, то ниже, чем в предыдущем. А концентрация СО2  практически в каждом последующем году больше, чем в предыдущем. Несомненно, ростом концентрации СО2 случайную изменчивость объяснить невозможно.
Во всех рассмотренных выше временных рядах температуры атмосферного воздуха обнаруживается периодическая изменчивость. В то же время периодические колебания среднегодовой концентрации СО2 отсутствуют. Следовательно, ростом концентрации СО2 периодическую изменчивость тоже нельзя объяснить.
На первый взгляд может показаться, что увеличением содержания СО2 в атмосферном воздухе можно объяснить тенденцию (тренд) увеличения среднегодовой температуры на изученном временном интервале (1838-2015 гг.). Однако, рост среднегодовой температуры происходил в январе-июне и ноябре-декабре, но не происходил в июле-октябре, но концентрация СО2 с одинаковой скоростью росла во все месяцы. Если повышение температуры в восьми названных выше месяцах связывалась с парниковым эффектом СО2, то тогда не понятно, почему СО2  не вызывал увеличение температуры воздуха в июле-октябре? Ведь нет оснований думать, что в одни месяцы СО2 проявляет парниковый эффект, а в другие – не проявляет (Букша І.Ф. та інш., 1998а, 1998б).
Получается, что все три компоненты изменчивости температуры атмосферного воздуха не могут быть удовлетворительно объяснены ростом концентрации СО2. (Будыко М.И., 1979).

2.6. Гипотеза глобального потепления

Лапидарным стилем гипотезу глобального потепления можно сформулировать одной фразой. На Земле происходит грозящее катастрофическими последствиями глобальное потепление, являющееся следствием роста концентрации в атмосферном воздухе парниковых газов, прежде всего углекислого газа (СО2), выделяющегося при сжигании людьми ископаемого топлива (Будыко М.И., Виников К.Я., 1976; Будыко М.И., 1977, 1979; Будыко М.И. и др., 1986, 1991).
Известно, что большое влияние на климат северного полушария Земли оказывает Северный ледовитый океан. Какая же температура атмосферного воздуха в разных частях этого океана и, в частности, на Северном полюсе? Какой она была раньше, и какой стала сейчас? Надёжные ответы на эти вопросы отсутствуют. Вообще не ясно, имеются ли сейчас технические возможности по обычной схеме, используемой при наблюдениях на суше, на высоте 2 м от поверхности через каждые 3 часа измерять температуру. Раньше таких возможностей точно не было. Понятно, что вследствии отсутствия нужной информации динамика температуры в этой точке Земного шара остаётся неизвестной. Можно назвать и другие места планеты, где температура на протяжении сколько-нибудь значительного промежутка времени не фиксировалась. Утверждения о глобальном потеплении представляются излишне поспешными. Ведь слово «глобальный» (фp. qlobal) имеет только одно значение – всеобщий, охватывающий весь земной шар (Словарь …, 1964; Николаев Г., 1995). В Луганщине пока вообще систематическое определение содержания СО2 не проводилось. Кстати, увеличение зимних температур можно пытаться связать с повышением содержания СО2. Но объяснить понижение летних температур или их стабильность ростом концентрации СО2  невозможно (Стратегические направления …, 1987).
С повышением концентрации в атмосферном воздухе СО2  в последнее время нередко связывают таяние ледников. Однако процесс таяния ледников начался до того, как мог себя проявить тепличный эффект, вызываемый увеличением СО2 в атмосфере (Борисенков Е.П., Пасецкий В.М., 1988). Вообще следует помнить, что в последнее тысячелетие имели место три климатические эпохи (Борисенков Е.П., Пасецкий В.М., 1988):
- малый климатический оптимум VIII – XII вв.
- малый ледниковый период XIII – XVIII вв.
- современное потепление, черты которого начали проявляться в первой половине XIX в. и которое продолжается и по сей день.
Эти эпохи не связаны с антропогенной деятельностью.
Стало обычным понимать любое локальное потепление как часть глобального явления. Уместен вопрос, с глобальным ли потеплением встретилось человечество? Ответ отрицательный, и об этом, как это ни удивительно, свидетельствуют даже данные, приводимые теми, кто принимает идею глобального потепления. В журнале National Geographic № 50 за 2007 г. была опубликована карта-вкладка «Глобальное потепление» Э.Г. Филлипса и Ч. Блоу. На ней отмечено расположение территорий, где в 1976-2005 гг. произошло потепление (указаны тёплыми тонами – от светло-желтого до красно-коричневого, в зависимости от степени потепления), и где в эти же годы произошло похолодание (указаны холодными тонами – от едва голубого до ярко голубого).
На карте видно, что похолодание в эти двадцать лет, кстати, недостаточных для серьезных выводов об изменении климата, происходило, в частности, на большей части Индии, Индокитая, Китая, на значительной части Антарктиды (Будыко М.И. и др., 1985; Публикации …, 2006). Напомним, что в Китае, Индии и странах Индокитая проживает ~ 1/3 жителей Земли. Как же можно на основании подобных данных писать и говорить о глобальном потеплении?
Б. Ломборг (2008), тоже считающий глобальное потепление действительно существующим, в своей книге касается численности белых медведей, обитающих в Арктике. Об исчезновении медведей в связи с потеплением до этого много говорили. Между тем из 13 популяций белых медведей, живущих в Канаде, 11 являются устойчивыми по численности или же число особей в популяциях увеличивается. В этих одиннадцати популяциях медведи не собираются исчезать. «Сокращаются в основном популяции, которые находятся как раз на тех территориях, где становится холоднее» (Ломборг Б., 2008, с. 16). Процитированная фраза представляет для нас двоякий интерес. Во-первых, оказывается, что не потепления, а скорее похолодания следует опасаться людям, обеспокоенным судьбой белых медведей. Во-вторых, на некоторых северных территориях происходит не потепление, а похолодание. Глобальное потепление уж не миф-ли, раздутый средствами массовой информации?
Обратимся к более давним событиям. Во время последнего ледникового периода, закончившегося примерно 13-14 тыс. лет назад, материковые льды покрывали всю Скандинавию. Но в это же время в северной части Сибири было теплее, чем сейчас. На полуострове Таймыр и даже на о. Врангеле, расположенном в Северном Ледовитом океане, была степная растительность и богатый животный мир (мамонты, шерстистые носороги, лошадь Пржевальского и др.).
Начало последнего межледникового периода, в котором мы живем, связано с освобождением указанных выше территорий Европы от материковых льдов (то есть с потеплением в этой части земного шара) и с похолоданием в Сибири, приведшем к вымиранию мамонтов и ряда других видов высших животных. Примерно 6000 лет назад на Ямале жили люди, на месте нынешних тундр были леса и лесотундры (Вернадский В.И., 1926; Баландин Р.К., 2010). Во времена существования норманнских поселений в Южной Гренландии среднегодовая температура была на 2-40С выше нынешней. В настоящее время вся Гренландия покрыта льдом; люди в Южной Гренландии постоянно не живут. Рассмотрение чередования ледниковых и межледниковых периодов тоже не дает оснований для принятия концепции глобального потепления (Хромов С.П., Петросянец М.А., 2001; Терез Э.И., 2004). Заметим, что период, в котором мы живем, здесь и далее, как и у других исследователей, называется межледниковым. Однако, строго говоря, он пока еще не межледниковый, а постледниковый. Межледниковым его называют потому, что общепризнано – за ним последует очередное оледенение.
Медленные, предсказуемые изменения движения Земли вокруг Солнца являются главной причиной глобальных климатических перемен, выражающихся, в частности, в чередовании ледниковых и межледниковых периодов (эпох) (Кисилев В.Н., 1998; Корсак К.В., Плахотнік О.В., 2000; Сорохтин О.Г., 2008). Изменения орбиты Земли, наклона и колебаний её оси определяют долгосрочные температуры на  нашей планете. Напомним, что мы живем в конце межледникового периода (Борисенков Е.П., Пасецкий В.М., 1988), и в любое ближайшее время вполне возможно начало очередного ледникового периода (табл. 2.6.1). При этом к «межледниковым» периодам мы относим промежутки времени, в течение которых температура была на современном уровне или выше. Продолжительность ледниковых периодов по времени примерно в 10 раз больше межледниковых (табл. 2.6.1). Это даёт основание некоторым авторам говорить о том, что человек живёт в ледниковом периоде, прерываемом редкими оттепелями (межледниковыми периодами).
Последний по времени межледниковый период, в котором мы живем, уже сейчас продолжительнее любого из трех предыдущих (табл. 2.6.1). Р.К. Баландин (2010) подчёркивает, что «периоды тёплого климата продолжаются около 10 тысяч лет, эти 10 тысяч лет уже прожиты». Это означает, что последний межледниковый период скоро закончится. В последний межледниковый период столь высоких  температур, как в предыдущие, ещё не было. Этот период пока еще самый холодный; возможно, таким и останется. Жителям умеренного и холодного поясов Земли, конечно, не помешало бы увеличение температуры на ~ 30С, до уровня таковой в трёх предшествующих периодах (табл. 2.6.1 – в оригинале: Таблица 2.6.1 Характеристика четырех последних межледниковых периодов (по данным Э.Г. Филлипса и Ч. Блоу, (2007))). То, что развитие человеческой цивилизации приходится на время последнего межледниковья, не случайно, и в значительной мере было предопределено благоприятными климатическими условиями этого периода (Борисенков Е.П., Пасецкий В.М., 1988).
Скорость повышения температуры при переходе от ледниковых к межледниковыми периодам колебалась от ~ 0,86 до  ~ 1,130С за тысячелетие, то есть составляла в среднем около 10С за 1000 лет (табл. 2.6.1). Скорость понижения температуры при переходе от межледниковых периодов к ледниковым варьировала  от 0,43 до 0,94 за тысячелетие, то есть составляла в среднем около 0,50С за 1000 лет. Повышение температуры во всех случаях происходило с большей скоростью, чем понижение (табл. 2.6.1).
Медленное снижение температуры по завершению межледникового периода – залог того, что человечество будет иметь время на решение проблем сохранения своей цивилизации в грядущем величайшем испытании. Заметим в этой связи, что         H. Sapiens живет на Земле уже 250-300 тыс. лет, следовательно, уже пережил два ледниковых периода (табл. 2.6.1).
Жизнь на Земле подавляющего большинства живых существ невозможна без кислорода, необходимого для дыхания. Он – продукт жизнедеятельности зеленых растений. Зеленые растения, потребляя воду и диоксид углерода, углекислый газ (СО2) за счет энергии света осуществляют фотосинтез, общее уравнение реакции которого 6СО2 + 6H2O = C6H12O6 + 6О2. В результате фотосинтеза образуются органические вещества и кислород. Практически все остальные живые существа, в том числе человек, только потребляют органические вещества и кислород (Бойченко С.Г., Волощук В.М., 2005). По отношению к растениям человек выступает либо как паразит (когда съедает отдельные части растений, не уничтожая растения полностью), либо как хищник (когда полностью уничтожает растения, используя их в пищу) (Кучерявий В.П., 2000). Очевидно, что наличие в воздухе СО2 – необходимое условие существования зеленых растений, а потому и жизни животных и человека.
Существуют природные и антропогенные загрязнения атмосферного воздуха, в том числе вредными веществами (Федоров Е.К., 1977; Фомин Б.И., 1992; Кочуров Б.И., 1997). Нормальная жизнедеятельность людей требует не только наличия воздуха, но и его определенной чистоты. Поэтому установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязнителей атмосферного воздуха, которые на человека и его потомство прямо или косвенно не воздействуют, не ухудшают работоспособность, самочувствие, не влияют на санитарно-бытовые условия жизни. Анализ воздуха ведется по многим вредным загрязнителям; их насчитывается несколько десятков, и перечень контролируемых веществ растет (Григорьев А.А., Будыко М.И., 1965). Загрязнители подразделяют на четыре класса опасности, при этом к первому классу отнесены наиболее опасные, для которых установлены  крайне низкие значения ПДК, к четвертому – наименее опасные (Білявський Г.О. та  гр., 1995; Валова В.Д., 2001; Злобін Ю.А., 2003).
Приведем примеры: 1-ый класс – пары ртути (Hg) и др.;  2-ой класс – пары серной кислоты (H2SO4), закись азота (NO2), хлор (CL) и др.; 3-ий класс – диоксид серы (SO2), нетоксичная пыль (например, мел) и др.; 4-ый класс – аммиак (NH4), оксид углерода или угарный газ (СО) и др.
Углекислый газ не является вредным для человека, токсичным веществом, поэтому на него не установлены ПДК, не велись систематические наблюдения за динамикой концентрации его в воздухе (Володин Е.М., Дианский Н.А., 2003). Прямые вредные последствия для человека роста концентрации СО2 отсутствуют (Горшков В.Г., 1990). Анализ пузырьков воздуха, запечатанных во льду Антарктиды (такие данные  по материалам станции «Восток» имеются за последние 420 тыс. лет) показывают, что содержание СО2 в атмосфере демонстрировало циклические колебании (в т.ч. с периодом ~ 110 тыс. лет). В конце палеозойской эры (300-270 млн. лет назад) происходило потепление, а содержание СО2  в атмосфере, вначале примерно равное современному, возросло в 10-12 раз (Montanez I.P. et al., 2007). Было это задолго до появления на Земле человека, когда какие-либо антропогенные загрязнения отсутствовали, но высшие растения и животные уже были. В это время широко распространяются голосеменные растения, различные рептилии, в том числе звероподобные рептилии, по ряду признаков напоминающие млекопитающих. Они существовали при концентрации СО2, на порядок больше современной!
В изменении химического состава атмосферы в геологическом прошлом на протяжении долгого времени преобладала тенденция к убыванию количества СО2 в атмосфере (Стурман В.И., 2000; Яншин А.Л. и др., 2001; Борисенков Е.П., 2003). Этот процесс приводил к понижению средней температуры нижнего слоя воздуха и интенсивности фотосинтеза, сопровождался развитием оледенений. Особенно резко указанные процессы проявились в ледниковые периоды Плейстоцена, когда количество СО2 в атмосфере неоднократно приближалось к 200 млн.-1 . Цитируемые здесь авторы считают, что эта концентрация ненамного превосходит критические значения концентраций, при которых одно соответствует оледенению всей планеты, а другое понижению фотосинтеза до пределов, делающих невозможным существование автотрофных растений. Вероятность гибели биосферы в результате оледенения Земли А.Л. Яншин и др. (2001) считают значительной. Если человечеству в будущем и грозит климатическая катастрофа, то отнюдь не в результате чрезмерного повышения, а, наоборот, чрезмерного понижения температуры (Сытник К.М., 1986; Бойченко С.Г., Волощук В.М., 2005, 2006; Арутюнов В.С., 2005, 2007; 2006). С этим выводом трудно спорить.
В статье Б. Маккиббена (2007, с. 97) «Страшные цифры» (конечно, не цифры, а числа, но стиль автора не нам менять) читаем: «С каждым днем растет концентрация углекислого газа в атмосфере. С каждым днем человечество приближается к необратимой катастрофе (Изменение климата …, 2001; Григорьев А.А., Кондратьев К.Я., 2001; Кулик М.Н., Костюковский Б.А., 2008). Сколько времени осталось у нас, чтобы все изменить?» В качестве иллюстрации на всю страницу 96 приведена фотография верхушки трубы. Комментарий к фотографии на с. 97 заслуживает того, чтобы привести его полностью: «Дым, который извергает теплоэлектростанция, работающая на угле, – вовсе не самое страшное. Главный источник опасности (парниковые газы, в основном углекислый) не виден глазу. Электростанции, подобные той, что на снимке, выбрасывают четверть производимого человечеством углекислого газа». Заметим, что на фотографии нет теплоэлектростанции, есть только верхушка трубы какого-то стационарного источника загрязнения. Автору надо было бы, уважая читателей, более внимательно относится к тому, что он пишет и какие иллюстрации использует, но не это главное. Важно другое, – здесь все поставлено с ног на голову. Безвредный для человека и жизненно необходимый для автотрофных зеленых растений СО2 объявляется главным источником опасности, а СО, SO2, токсичной и нетоксичной копоти, пыли, соединениям тяжелых металлов, радионуклидам и другим ядовитым и опасным загрязнителям подобных выбросов, с которыми как раз и следует бороться, отводится незначительная роль (Изменение климата …, 2001; Поздняков Э., 2005). Между тем все известные системы очистки выбрасываемых газов – это очистки от токсичных загрязнителей, а высокие трубы – способ уменьшения концентрации таких загрязнителей в непосредственной близости от стационарных источников загрязнения до приемлемых для человека норм ПДК. Поневоле задумаешься, знают ли в достаточной мере подобные Б. Маккиббену борцы с глобальным потеплением проблему охраны атмосферного воздуха? Пишут ли они то, что думают, и думают ли вообще, когда говорят или пишут?
Неужели дело в том, что такие статьи хорошо оплачены? Щедро финансируемые «митинги» и «саммиты», регулярно проводимые в «экологически чистых» уголках земного шара, собирают уже прочно сложившуюся когорту борцов с надвигающейся «катастрофой», чьи многочисленные алармистские, переполненные тревогой интервью и статьи хотя и не вносят особой новизны в трактовку темы, тем не менее поддерживают интерес к проблеме (Арутюнов В.С., 2005, 2007). Ученые, которые отходят от политики паникерства, увидели, что исчезли их гранты, их работы высмеивается, а их самих дискредитируют, называя промышленными марионетками, научными писаками или еще хуже (Бедрицкий А.И., 1997; Бомер-Кристиансен С., 2000; Ломборг Б., 2008).
Во время одного из саммитов с участием, в частности, президентов США и России (декабрь 2009 г., г. Копенгаген) в г. Лондоне и ряде других столиц стран Западной Европы вновь проходили митинги с требованиями к правительствам более активно бороться с глобальным потеплением. По иронии судьбы погода в это время оказалась морозной, снежной, ветреной. Саммит окончился почти безрезультатно, многие жители стран Европы от холодов погибли или попали на больничные койки.
Конфликт мнений создал даже угрозу свободе слова. Во Франции ведущий программы «Прогноз погоды» на государственном телеканале Ф. Вердье в ноябре 2015 г. Был уволен после публикации его книги «Исследования климата», в которой он опровергает значение глобального потепления и открытого письма президенту Франции с насмешкой над его позицией. Такая вот свобода слова в свободной Франции, такая толерантность.
О росте содержания СО2 на Гавайских островах в период с 1958 по 1969 гг. сообщали Р.К. Баландин и Л.Г. Бондарев (1988). При этом рост концентрации СО2 на станции Мауна-Лоа, расположенной на одном из островов, объясняли увеличением сжигания ископаемого топлива (Баландин Р.К., Бондарев Л.Г., 1988). Объяснение спорное. Во-первых, Гавайские острова расположены в тропиках; следовательно, сжигание топлива для бытовых целей не может быть значительным. Во-вторых, на этих островах нет крупных энергоемких предприятий. А вот вулканическая деятельность, во время которой выбрасывается СО2, имеется; Мауна-Лоа – это название вулкана (Малый атлас …, 1975).
Начало измерений концентрации СО2 на этой станции, как и на станции Южный Полюс, где также зафиксирован рост содержания СО2, было приурочено к Международному геофизическому году (1957 г.). До этого фактических и точных измерений содержания СО2 в реальной атмосфере было сравнительно немного (Химия окружающей…, 1982), и они не позволяли делать надежные обобщения.
В обзорной работе немецких авторов указывается, что спровоцированный человечеством рост среднегодового содержания СО2 в атмосфере регистрируется, начиная с 1850 г. (Гейнрих Д., Манфред Г., 2003). Однако для иллюстрации данного явления авторы приводят данные все той же станции Мауна-Лоа за четверть века (рис. 2.6.1 – в оригинале: Рис. 2.6.1. Повышение содержания СО2 в атмосфере (Мауна-Лоа, Гаваи) (http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/graph.html)).
Как видно из рис. 2.6.1, концентрация СО2 периодически изменялась по временам года, но во все месяцы она от года к году росла. Увеличение содержания СО2 в атмосферном воздухе сопровождалось ростом зимних и весенних температур (табл. 2.1.2, рис. 2.1.2). Но в июле, августе, сентябре и октябре изменение температуры практически отсутствовало (рис. 2.1.2). Пожалуй, это наиболее серьезный аргумент против наличия причинно-следственной зависимости температуры атмосферного воздуха от концентрации СО2 .
Остается непонятным, кто, где и когда (помимо данных по Мауна-Лоа и станции Южный полюс) на протяжении значительного количества лет с помощью приборов регистрировал рост концентрации СО2. Без ответов на эти вопросы говорить об увеличении содержания в атмосфере СО2, как о глобальном явлении последних 178 лет, рискованно.
Концентрация СО2 в атмосфере – равновесная концентрация, зависящая от баланса его поступления в атмосферу и поглощения. Выбросы СО2 не обязательно пропорционально увеличивают концентрацию, поскольку одновременно увеличивается поглощение СО2 растениями в процессе фотосинтеза. По этой причине еще в середине прошлого века с целью повышения урожайности овощных культур в зимних теплицах рекомендовалось выпускать в воздух СО2.
В течение кайнозоя концентрация СО2 в атмосфере падала, и к концу миоцена (5-7 млн. лет назад) достигла критически низкого для фотосинтеза уровня (Гамалей Ю.В., 2009). Так что бояться нужно не повышения, а понижения концентрации СО2, грозящего прекращением фотосинтеза и гибелью подавляющего большинства растений и животных.
Сведения о динамике температуры противоречивы (Персонс Т., 1979; Изменения климата …, 2001; Величко М., Величко В., 2006). Пока что нет веских доказательств того, что именно деятельность человека привела к заметному глобальному увеличению концентрации СО2 в атмосферном воздухе планеты Земля. При естественных процессах гниения и бактериального разложения образуются гораздо большие количества СО2 (6;109 т), чем дают транспорт, промышленность, отопление и бытовые источники вместе взятые (2;109т) (Персонс Т., 1979).
Равновесная концентрация СО2 в земной атмосфере поддерживается в основном в результате обмена с океаном и поверхностью суши. Роль человека в установлении равновесной концентрации СО2 в земной атмосфере очень невелика (Персонс Т., 1979). Современные антропогенные потоки основных парниковых газов на два порядка ниже их естественных потоков и в несколько раз ниже неопределенности в оценке естественных источников парниковых газов (Арутюнов В.С., 2005, 2007; Пономарь В.В., 2001, 2002, 2003), поэтому вклад антропогенной деятельности в атмосферные процессы не может быть большим, катастрофическим.
В докладе межправительственной группы экспертов по изменению климата важное место занимает рассмотрение изменения температуры (Изменения климата …, 2001; Пененко В.В., Цветова Е.А., 2003). Утверждается, что большая часть повышения глобальной температуры в период с конца XIX столетия пришлась на два четко определенных периода: с 1910 г. По 1945 г. И с 1976 г. По 1999 годы (Сазонов Б.И., 1990; Современное состояние …, 1990; Изменения климата …, 2001). Данные Луганской метеостанции противоречат этому заключению; в указанные временные промежутки ускорения роста среднегодовой температуры не происходило (рис. 2.1). Вывод о зависимости температуры от содержания в атмосфере парниковых газов эксперты делают в предположительной форме: «В свете новых доказательств и с учетом оставшихся неопределенностей большая часть наблюдаемого за последние 50 лет потепления объясняется, вероятно, повышением концентраций парниковых газов» (Изменения климата ..., 2001, с. 61).
Даже тогда, когда выводы экспертов сформулированы в утвердительной форме, их надежность (значимость, достоверность, существенность, истинность) остается не вполне ясной. Надежность следует количественно оценивать с помощью стандартной статистической меры, оцениваемой р-уровнем, статистическим уровнем значимости. При этом р-уровень представляет собой вероятность ошибки параметра, результата, заключения, вывода или суждения (Боровиков В., 2003; Weber E., 1957). Если р < 0,05 (0,95 ; Р), то в обычных исследованиях результат или заключение считается значимым; если р ; 0,05 (Р < 0,95), то незначимым. В последнем случае связь или различие можно игнорировать, приняв нулевую гипотезу. В отличие от этого, для обозначения субъективных оценок достоверности авторы обсуждаемого доклада  используют следующие понятия: практически достоверно (вероятность более 99% того, что результат является правильным); весьма вероятно (90-99% вероятности); вероятно (66-90% вероятности); средняя вероятность (33-66% вероятности) и т.д. Получается, что «весьма вероятным» вывод о связи переменных будет и при значениях р в интервале от 0,05 до 0,10 (0,90 < Р < 0,95), но с математико-статистической точки зрения в этих случаях связь не достоверна, не значима. Облегченный, заниженный подход к оценке значимости приводит к тому, что несущественные связи авторы доклада принимают за весьма вероятные. Динамика ключевых климатических факторов и ее возможная связь с деятельностью людей – те проблемы, высказывания по которым очень ответственные и должны быть, скорее всего, максимально значимыми и уж совершенно недопустимо, чтобы они были не значимыми (0,05 < р), но эксперты обсуждавшихся выше докладов, игнорируя математическую статистику, это не учитывают.
М. Величко и В. Величко (2006) считают, что глобальное потепление, наблюдающееся в настоящее время, явление короткопериодическое, связанное с неприливным ускорением обращения Земли и, соответственно, с уменьшением показателей магнитного поля и его западного дрейфа. По их мнению, теория, которая утверждает, что причиной изменения климата является сжигание углеводородов и загрязнение атмосферы углекислым,  угарным  и другими парниковыми газами, не обоснованна, поскольку они составляют незначительный процент от того количества углекислого газа, который диссоциируется из воды морей и океанов при повышении ее температуры в результате глобального потепления. По мнению М. Величко и В. Величко (2006) глобальное потепление на Земле будет продолжаться на протяжении ближайших десятилетий.
Известно, что в ряде регионов Земли происходит увеличение среднегодовой температуры воздуха и, возможно, растет концентрация углекислого и других парниковых газов. Однако одни авторы считают причиной рост содержания парниковых газов, а следствием – увеличение температуры (Изменения климата …, 2001), тогда как другие, наоборот, причиной считают естественное увеличение температуры, а рост содержания парниковых газов – следствием (Федоров Е.К., 1979; Величко М., Величко В., 2006).
Возможно и третье объяснение – оба эти явления являются следствиями одной, пока неизвестной причины. Вообще, необходимо помнить: 1) параллельное протекание во времени каких-либо процессов, их коррелятивная связь сами по себе еще не позволяют говорить о причинно-следственной связи и 2) если что-то происходит после чего-то, то вовсе не обязательно в результате (вследствие) этого чего-то («после» не значит «в результате» или «по причине»).
Причиной повышения температуры обычно считают антропогенную деятельность, но убедительных аргументов в пользу этой точки зрения не приводят. Конечно, рост народонаселения и хозяйственной деятельности сопровождается значительным увеличением выбросов диоксида углерода (СО2). Диоксид углерода, как и некоторые другие газы, вызывают так называемый парниковый эффект, что может приводить к повышению температуры. Однако в отходящих газах и среди других газообразных загрязнителей воздуха содержится не только СО2, но и твердые частички (копоть, пыль). Последние являются причиной запыления, задымления и затуманивания атмосферного воздуха, что уменьшает количество солнечного излучения, достигающего нижних слоев воздуха и поверхности Земли. Само по себе это – один из факторов понижения температуры. Налицо противоположно действующие факторы, и их баланс неясен (Сапожников С.А., 1950; Лаптев И.П., 1975; Сазонов Б.И., 1990).
При извержении вулканов выделяется большое количество тепловой энергии и СО2, но одновременно выбрасывается много пепла, дыма и копоти. Несмотря на выделение тепла и СО2, обычным последствием извержения вулканов является не повышение, а кратковременное локальное понижение температуры атмосферы (Гейнрих Д., Манфред Г., 2003). В случае широкомасштабной ядерной войны при взрывах бомб и последующих пожарах выделится огромное количество тепловой энергии. Однако моделирование на ЭВМ позволяет утверждать, что последствием ядерной войны будет не повышение температуры воздуха, а, наоборот, продолжительная «ядерная зима». Продолжительная «зима» ожидается и после столкновения Земли с достаточно крупным астероидом или кометой.
Разогревание атмосферного воздуха вследствие увеличения выбросов СО2, образующегося при сжигании ископаемого органического топлива, даже если оно и происходит, не может долго продолжаться. Нефть, газ и уголь закончатся раньше, чем произойдет значительное потепление. На смену энергетике, базирующейся на углеводородном сырье, идет ядерная энергетика, «чистая» в том смысле, что на атомных станциях не используются реакции горения и потому не образуется СО2. Учитывая естественную тенденцию снижения концентрации СО2  в атмосфере и ожидаемое начало нового ледникового периода можно только сожалеть о кратковременности «углеводородной эпохи» в истории мировой энергетики (Арутюнов В.С., 2005).
К парниковым газам относятся помимо диоксида углерода (СО2) также метан (СН4), закись азота (N2O), гидрофторуглероды, перфторуглероды и гексафторид серы (SF6). Ход изменения концентрации метана в атмосферном воздухе показывает наше непонимание глобальных природных процессов и надуманность приводимых алармистами аргументов в пользу антропогенных источников глобального потепления. Начавшийся по непонятным причинам рост концентрации СН4 за 700 лет до промышленной революции, еще во времена викингов, сейчас почему-то остановился при продолжающемся росте добычи углеводородного сырья и, соответственно, антропогенной эмиссии метана. Темпы изменения климатического воздействия парниковых газов не коррелируют с темпами мирового потребления углеводородного топлива, основного источника их антропогенной эмиссии (Арутюнов В.С., 2005; Humans R.J. et al., 2005).
Украина в 2004 г. Ратифицировала Киотский протокол к Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата (11.12.1997 г.). Этим протоколом страна взяла на себя обязательство по сохранению выбросов СО2 на уровне базового 1990 года (то есть 100% от базового уровня). Между тем Исландия и Норвегия согласовали количественные обязательства по выбросам СО2 в большем объеме, чем в базовом году или периоде. США и Австралия Киотский протокол не ратифицировали. Китай и Индия данный документ не подписали. Объяснение – несоответствие документа национальным интересам, отсутствие убедительных научных данных в пользу решения об ограничении и сокращении выбросов СО2, недостатки документа.
Киотский протокол позволил официально конкретизировать международный рынок торговли квотами на выбросы СО2. Подписавшие протокол страны могут выбрасывать в атмосферу количество СО2, большее уровня 1990 г., если купят соответствующие квоты у других стран, подписавших Киотский протокол.
Фактически сразу после развала в 1991 г. СССР в Украине началась деиндустрализация и, как следствие, уменьшение выбросов СО2. Большинство промышленных предприятий, основных источников выбросов СО2, были либо закрыты, либо масштабы их деятельности многократно уменьшились. В г. Луганске это произошло со следующими крупными заводами: завод коленчатых валов им. 20-летия Октября, литейно-механический завод, трубный завод им. Якубовского, эмальзавод, завод горношахтного оборудования им. Пархоменко, аккумуляторный завод, завод автоклапанов, машиностроительный завод им. Ленина, тепловозостроительный завод им. Октябрьской революции. Некоторые из них, например эмальзавод, физически ликвидированы.
За счёт продажи квот на выбросы СО2 в начале 10-х годов XXI века в г. Луганске было произведено утепление многих зданий общеобразовательных школ и детских учреждений (так называемый «евроремонт» с утеплением стен и установкой металлопластиковых окон). Цель – уменьшение энергопотребления за счёт снижения масштабов сжигания ископаемого топлива для поддержания в помещениях оптимальной температуры. К сожалению, многие отремонтированные школы и детские учреждения летом 2014 г. Обстреливались из тяжелого вооружения, были сильно повреждены, а то и разрушены. В частности, разрушена расположенная почти в самом центре г. Луганска средняя школа №7, в одном из многократных обстрелов которой погибли трое жителей, пытавшихся спастись в бомбоубежище школы.
Еще неизвестно, повсеместно ли происходит увеличение температуры воздуха, ведь продолжительных наблюдений за температурой в Арктике, Антарктиде, в Африке нет. Еще не ясно, будет ли в будущем продолжаться рост температуры там, где он зафиксирован. Еще не установлено, имеет ли сколько-нибудь существенное отношение к росту температуры увеличение антропогенных выбросов СО2 и вообще деятельность людей. А уже предлагаются проекты «спасения Земли от глобального потепления», пугающие куда больше, чем увеличение температуры (Глобальное потепление …, 2006, Ахкозов Ю., 2008).
Вот некоторые из этих проектов:
1. Разместить вокруг Земли миллионы линз диаметром 60 см и весом несколько граммов, которые будут отражать солнечные лучи. Это приведет к снижению солнечной радиации и охлаждению воздуха.
2. Создать вокруг Земли кольцо мелких частиц или космических кораблей, которыми можно затенить тропики. Отражающие частицы предлагается брать из горных разработок (на Земле, Луне или астероидах).
3. Рассеять на высоте свыше 15 км частицы серы.
4. Забирать морскую воду и превращать ее в облака, насыщенные NaCl.
5. Создать отражающие поверхности из белых пластиковых материалов для отражения солнечной радиации, проникающей на Землю.
6. Рассеивать над океаном вещества, способствующие росту водорослей, которые поглощают СО2.
Предлагаемые здесь решения опасны тем, что, будучи реализованы, они надолго, если не навсегда, изменят баланс прихода на Землю и отражения от Земли в космос солнечной радиации. А ну как окажется, что небольшой рост среднегодовой температуры воздуха имеет естественные причины и сменится похолоданием. Что тогда делать? Ведь рассеять вокруг Земли какие-либо предметы и частицы веществ, наверное, технически уже сейчас возможно. А как в случае необходимости их потом оттуда срочно удалить?
Общепризнанно, что за время существования жизни на Земле климат неоднократно и значительно менялся, в том числе и до появления на нашей планете представителей рода Нomo (человек). В четвертичном или антропогеновом периоде кайнозойской эры, продолжающимся несколько миллионов лет, когда уже существовал человек, наблюдались резкие изменения климата нашей планеты, в основном связанные с постепенным похолоданием. На этом общем фоне неоднократно повторялись фазы особенно резкого похолодания, при которых в средних широтах Северного полушария возникали значительные оледенения суши. Имели место, по крайней мере, пять ледниковых периодов, причем во время одного из них материковые льды достигали широт Волгограда на Восточно-Европейской равнине и Оклахомы на Великих равнинах Северной Америки. Во время межледниковых периодов климат становился близким к современному (иногда и теплее) (Яблоков А.В., Юсуфов А.Г., 1976).
Изменения климата и колебания уровня Мирового океана происходили и в самом конце антропогена – в голоцене, длящемся последние 10 тысяч лет. Так, например, в Европе 5-6 тыс. лет назад климат был заметно теплее современного (Яблоков А.В., Юсуфов А.Г., 1976; 2006). Вряд ли эти глобальные изменения связаны с деятельностью людей. Если так, то мы не может обоснованно судить о том, что ожидает человечество в отдаленной перспективе (Порфирьев В., 2009). Однако ясно, что в последние 178 лет в Луганщине происходит небольшой рост среднегодовой температуры как следствие роста прежде всего температуры зимних и весенних месяцев. Однако этот рост в 4 раза меньше, чем возможные колебания температуры от года к году. Наверное, то же будет и в ближайшей перспективе.
Человек разумный (Homo sapiens) – теплолюбивое существо, комфортная температура для него 21-240С. В холодное время года в нашем регионе – отопительный сезон. Для обогрева жилых и производственных помещений необходимо генерировать тем больше тепловой энергии, чем меньше наружная температура. Понятно, что повышение температуры атмосферного воздуха в холодный сезон уменьшает затраты на генерирование тепловой энергии. С повышением температуры уменьшается потребность людей в верхней теплой одежде и несколько уменьшается потребность в пище – энергетическом источнике поддержания постоянной температуры тела.
Повышение зимних температур улучшает условия хозяйственной, в том числе сельскохозяйственной деятельности людей. В частности, появляются более широкие возможности культивирования таких теплолюбивых плодовых культур как абрикос, персик и нектарин, возделывания винограда в неукрывной культуре, получения двух урожаев в год и др. (Созінов О.О., 2007). К вредным последствиям мог бы привести рост летних температур, не сопровождающийся увеличением осадков. Однако, как ясно из выше изложенного, летние температуры практически не растут. Кроме того, установлено, что в Луганщине происходит увеличение количества осадков (Соколов И.Д. и др., 1991, 2005). Впрочем, многолетняя динамика осадков и вообще степень увлажнения требуют специального рассмотрения, что и сделано в следующих разделах.
Периоды вегетации различных видов растений не совпадают. Эфемероиды раньше других растений начинают вегетацию. На Луганщине почти ежегодно уже в конце марта цветет гусиный лук малый (Gagea minima L.). Лишь в те редкие годы, когда весь март еще лежит снег, срок цветения этого вида сдвигается на апрель. Чуть позднее в нашем регионе, а именно в начале апреля, цветут пролеска сибирская (Scilla sibеrica Haw.), хохлатка полая (Corydalis cava Schweigg. Еt Koerte), чистяк весенний (Ficaria verna Heds.), всем известный одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Webb ex Wigg.) и многие другие виды растений. Не случайно месяц апрель на украинском языке называется «квітень» (квітка = цветок). Одуванчик лекарственный цветет и плодоносит потом в течение всего лета и осени. В солнечный день в затишном месте даже в декабре можно подчас увидеть желтые корзинки цветущего            T. Officinale.
В апреле уже начинает вегетацию важнейшая продовольственная культура нашего региона озимая пшеница, в середине апреля обычно появляются всходы ранних яровых культур. Вегетация некоторых возделываемых полевых культур продолжается и осенью, в сентябре месяце (подсолнечник, свекла), а плодовых растений и еще позднее. По отношению ко всему растительному миру вегетационный период в умеренной зоне условно понимают как тёплый сезон; напротив, вневегетационный период – это холодный сезон (Лысогоров С.Д., Ушкаренко В.А., 1995). Тёплый сезон со среднемесячными температурами более 80С в нашем регионе включает месяцы с апреля по сентябрь включительно. Именно в таком смысле мы в настоящей работе используем понятие «вегетационный период», температура которого имеет решающее значение для большинства растений.
Температура вегетационного периода в Луганщине сильно меняется по годам, но в среднем остается примерно той же самой. По температурам теплого сезона даже на глаз заметны периодические колебания (рис. 2.3.4). Цикличность изменения температуры воздуха специально рассматривается в разделе 2.3.
В Украине температура приземного воздуха в ХХ столетии изменялась аналогично (Клімат України, 2003, Національна доповідь …, 2004). Повсеместно увеличилась среднегодовая температура. Особенно интенсивное потепление произошло зимой, больше всего в январе, а вот летом наблюдали похолодание (Клімат України, 2003). Уменьшилась разница температуры между сезонами года, произошла «деконтинентализация» климата Украины. Эти изменения «являются чрезвычайно благоприятными для экономики страны» (Клімат України, 2003). С этим выводом авторов книги «Клімат України» нельзя не согласиться (Дмитренко В.П., 2001; Второе национальное сообщение ..., 2006).
Большинство биологов разделяют точку зрения, что жизнь зародилась в Мировом океане около 3 млрд. лет назад. Со временем, около 500 млн. лет назад, часть растений и животных покинули моря и переселились на сушу. «Море – друг, враг, кормилец и, в некотором смысле, прародитель человечества. Действительно, каждый из нас несет «море» в соленой крови, что течет по нашим жилам. И хотя теперь мы ходим на двух ногах по суше, где-то глубоко в нас живет связь с морской колыбелью, откуда мы все происходим. Нашу привязанность к морю и его обитателям часто объясняют безотчетной тягой к родине прапредков» (Дженсен А.К., 1994).
Вода, химическая формула которой H2O, существует на Земле в трех состояниях: твёрдое, жидкое и газообразное. В качестве катастрофического последствия глобального потепления обычно указывают на подъем уровня Мирового океана на десятки метров в результате таяния льда. Однако, поскольку вода в виде льда занимает на 9% больший объем, чем вода в жидком состоянии, таяние льдов Северного ледовитого океана нельзя считать фактором подъема уровня мирового океана. Таяние ледников Гренландии и Антарктиды – факторы повышения уровня океана. Но когда оно завершится, освободятся большие территории для заселения растениями, животными, людьми.
За последнее столетие произошло повышение уровня Мирового океана на 10-20 см при значительно большей амплитуде береговой линии в результате тектонических процессов (Арутюнов В.С., 2005). Столь мизерное его повышение не повлияло и не может повлиять на жизнь и деятельность людей, проживающих и отдыхающих на побережье морей и океанов. На рис. 2.6.2 – в оригинале: Рис. 2.6.2. Один из пансионатов на южном берегу Крыма - видим довольно обычную картину для мест отдыха южного берега Крыма.
Поодаль от моря стоят капитальные постройки, которым не может принести вред повышение уровня моря за грядущее столетие на 10-20 см. Двадцатисантиметровый подъем воды способен лишь немного уменьшить ширину пляжей. В нижнем ряду, на высоте 8-10 м от уровня моря расположены места для переодевания отдыхающих, солярии, площадки для игр, кафе, дискотеки, лодочные и спасательные станции. При повышении уровня моря на несколько метров эти постройки при штормах могут оказаться в зоне заплеска. Их  придется отсюда убрать, но при сохранении нынешней тенденции медленного подъема уровня Мирового океана об этом стоит беспокоиться лишь через несколько столетий. Разумеется, в том случае, если к этому времени данные сооружения, многие из которых простые, недорогие и недолговечные, еще не разрушатся. В своем большинстве они, конечно, уже придут в негодность, так что нечего будет и жалеть.
Прибрежная полоса подвержена иным, куда более мощным опасностям и угрозам со стороны морей и океанов. Город Санкт-Петербург за свою более чем 300-летнюю историю много раз подвергался наводнениям (с 1703 по 2003 гг. зафиксировано 324 наводнения). Сильные западные ветры вызывают в Финском заливе Балтийского моря подъем «медленной» нагонной волны Кельвина и движение ее в направлении устья Невы, где она встречается с двигающимся во встречном направлении естественным течением реки. Также вклад в наводнения делают ветровые нагоны, сейши и другие факторы. Наиболее крупным было катастрофическое наводнение в ноябре 1824 г., когда вода поднялась на 421 см выше ординара. Город был затоплен, что привело к большим материальным потерям и гибели значительного количества людей.
Это трагическое событие описано в поэме А.С. Пушкина (1986) «Медный всадник»:

… Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури…
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова,
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча и клубясь,
И вдруг, как зверь  грокліматол,
На город кинулась. Пред нею
Все побежало, все вокруг
Вдруг опустело – воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь, как тритон,
По пояс в воду погружен.
                ...   
Обломки хижин, бревна, кровли,
Товар запасливой торговли,
Пожитки бледной нищеты,
Грозой снесенные мосты,
Гроба с размытого кладбища
Плывут по улицам!
         Народ
Зрит божий гнев и казни ждет.
Увы! Все гибнет: кров и пища!
                …               

Движение Луны вокруг Земли вызывает приливы с последующими отливами. Самый высокий морской прилив наблюдается в заливе Фанди (Канада) и составляет 19,6 м, что равно высоте шестиэтажного здания. В табл. 2.6.2 (Оригинал: Таблица 2.6.2Места самых высоких приливов)  приведены высоты подъема воды также в ряде других мест.
Корабли в открытом море и побережье подвергаются ударам ветровых волн. При ураганах высота волны составляет 11,0 м и более (табл. 2.6.3 – оригинал: Таблица 2.6.3 Шкала степени волнения). Весной 1972 г. В Тихом океане были зафиксированы ветровые волны высотой 34 м.
Ураган «Катрина» в 2005 г. Опустошил г. Новый Орлеан. Защитные дамбы были разрушены и более 80% площади города затоплено. Погибло по разным источникам от 1300 до 1600 жителей. Большинство жителей либо своевременно эвакуировалось, либо смогло пережить бедствие в затопленном городе. Многие уехавшие из города в него не возвратились. В результате, в 2000 г. В Новом Орлеане проживало ~ 480 тыс. жителей, тогда как в 2008 лишь ~ 310 тыс.
При волнении моря в 6-7 баллов в ноябре 2007 г. В Керченском проливе в течение нескольких часов затонули сразу пять судов, в том числе три сухогруза с серой и танкер с мазутом. Из разломившегося пополам танкера в воду вылилось 2000 тонн мазута, что создало серьезные экологические проблемы в проливе. Всего из находившихся на борту этих суден моряков погибло десять. По масштабу эта беда уступает случившемуся в Новом Орлеане, но она прямо касается Украины и России.
Выше ветровых волн могут быть волны цунами, возникающие в океане при землетрясениях. На мелководье они превращаются в водяные стены высотой в несколько десятков метров, разрушающие все на своем пути. Самая большая волна цунами, когда- либо зафиксированная людьми, наблюдалась около японского острова Исигаки в 1971 году. Волна имела высоту 85 метров. Землетрясение в декабре 2004 г. У берегов Индонезии стало причиной гигантской волны цунами, обрушившейся на остров Суматра, Шри-Ланку, острова у берегов Таиланда, Восточное побережье Индии, Мальдивские острова и даже на береговую зону в Сомали и Восточной Африке. Цунами унесло жизни около 300 тысяч человек и причинило огромный материальный ущерб. По оценкам ООН, это крупнейшая природная катастрофа, постигшая человечество за последние 100 лет.  Волна цунами в прибрежной зоне достигала 15 м, а в зоне заплеска 30 м. Впервые в истории наблюдения волн цунами эта волна обогнула весь Мировой океан.
Проживание и деятельность людей вблизи морей и океанов давало и дает им ряд дополнительных возможностей и преимуществ, отсутствующих у обитателей удаленных от береговой зоны Мирового океана территорий. Платой за это являются описанные выше опасности и угрозы со стороны Мирового океана.
Сколь быстро могут растаять ледники Гренландии и Антарктики? При самых неблагоприятных (или благоприятных?) обстоятельствах на это потребуется не менее 1000 лет (Арутюнов В.С., 2005). Значит, проблема возможного (но не доказанного!) значительного, на десятки метров, повышения уровня Мирового океана вследствие освобождения планеты Земля от ледников – не проблема нынешних поколений людей. Люди не строят жилые и производственные здания и сооружения на века и тысячелетия. Постройки морально и физически устареют, обветшают и придут в негодность раньше, чем будут затоплены вследствие глобального потепления. Медленное, но неуклонное повышение уровня Мирового океана может вызвать в отдаленной перспективе лишь изменение места жительства очень дальних потомков ныне живущих людей, составляющих при этом небольшую часть населения планеты. Ничего подобного быстрой эвакуации или панического бегства не ожидается.
Уменьшение поверхности суши за счет ее частичного затопления с лихвой окупится увеличением реально используемой Сибири, со временем Гренландии и Антарктиды. В более теплом климате повышается продуктивность биосферы и урожайность сельскохозяйственных культур (Арутюнов В.С., 2005).
Мы уже неоднократно цитировали очень глубокие, блестящие статьи В.С. Арутюнова (2005, 2007). К ним и отсылаем желающих более обстоятельно ознакомиться с экологическими проблемами энергетики, получить научно обоснованные ответы на многие вопросы, подробное рассмотрение которых выходит за рамки нашей книги. В этих статьях объяснено, в частности, кто и почему наиболее активно ратует за принятие обязательств по уменьшению выбросов СО2, какова политическая и экономическая подоплека происходящего.
Антропоцентрические установки борцов с глобальным потеплением не учитывают многочисленные данные об изменениях климата как такового как существенной стороне развития природы, реальности, не зависящей от человека. Заметим в этой связи, что Э. Ле Руа Ладюри (1971), изучавший историю климата с 1000 года, обнаружил колебания (флуктуации с изменчивым периодом) как неоспоримой физической реальности, не зависящей от деятельности людей. Достаточных оснований думать, что сейчас ситуация принципиально изменилась, нет.
Интересную во многих отношениях книгу «Глобальное потепление. Скептическое руководство» опубликовал Б. Ломборг (2008). Как и большинство западноевропейских авторов, он исходит из убежденности в том, что глобальное потепление существует и вызвано деятельностью людей, но выводы, которые он делает на основе своего, прежде всего экономического, анализа,  иные.
По Б. Ломборгу (2008), утверждения о мощных и грозных последствиях мирового потепления в ближайшие время часто сильно преувеличиваются, и это вряд ли приведет к правильным действиям, направленным на разрешение данной проблемы. Паникерство давно уже стало элементом дискуссий о климате. Необходимы более простые, более толковые и более эффективные решения проблемы глобального потепления, а не чрезмерные усилия, потраченные впустую, пусть даже с самыми благими целями. Очень объемные и требующие больших финансовых вложений программы по сокращению выбросов СО2, реализуемые  сейчас, будут иметь лишь незначительный кратковременный эффект. Киотское соглашение одновременно является недостаточным и при этом несущественным для окружающей среды (Кондратьев К.Я., 1990; Кондратьев К.Я., Адаменко В.Н., 1999; Кондратьев К.Я., Демирчан К.С., 2001; Кароль И.Л., 1996; Ломборг Б., 2008).
Существуют проблемы более серьезные и актуальные, чем глобальное потепление (голод, бедность, нищета, болезни)  (Кондратьев К.Я., 1992; Ломборг Б., 2008). Заметим в этой связи, что в настоящее время на Земле голодает уже более 1 миллиарда людей. Напомним также, что грипп с его многочисленными осложнениями наносит свои удары не в теплое, а в холодное время года. Приводимые Б. Ломборгом (2008) расчеты свидетельствуют о том, что огромные средства, необходимые для уменьшения эмиссии СО2, с гораздо большей эффективностью могут быть использованы для борьбы с голодом, бедностью, нищетой, болезнями. Заключительная цель человека – не сокращение выброса парниковых газов или замедление процесса глобального потепления, а улучшение качества жизни и окружающей среды (Ломборг Б., 2008).
В разумных пределах глобальное потепление фактически приведет к снижению уровня смертности людей (Ломборг Б., 2008; Монин А.М., Берестов А.А., 2005). Дело в том, что больше людей умирает от холода, а не от жары; повышение температуры в жарких странах увеличивает смертность от жары, но в большей степени уменьшает смертность от стужи в умеренном и холодном поясах.
В Луганщине возможны смертельные исходы от тепловых и солнечных ударов, но они бывают лишь летом. А летом температура, как уже отмечалось выше, практически не повысилась, поэтому смертность от жары не увеличилась. Зимой возможны летальные исходы от морозов и переохлаждения. В этой связи повышение здесь зимних температур – несомненное благо. Ход изменения температуры за почти 180 последних лет на Луганщине такой, что смертность от холодов уменьшилась.
Известно, что в крупных городах температура обычно на       2-30С выше, чем в сельской местности (Ломборг Б., 2008). В жаркие летние дни это усиливает дискомфорт и увеличивает частоту заболеваний населения. Существует ряд способов уменьшения здесь температуры, гораздо более дешевых, чем борьба с выбросами СО2: 1) окраска домов и сооружений в светлые тона, 2) светлые дорожные покрытия, 3) тень от деревьев в местах нахождения людей (Ломборг Б., 2008; Долгих Е.Д. и др., 2010).
Локальное экологическое влияние деревьев (под кронами деревьев в сравнении с открытым местом) в городе при ясной погоде летом выражается, в частности, следующим снижением температуры в зависимости от породы в 0С: белая акация (робиния ложноакация) – 0,70, клен ясенелистный – 1,30, каштан конский – 1,65, тополь пирамидальный – 1,15, ясень  ланцетный – 1,80 (Синельщиков Р.Г., 1992). Эти числа примерно такие же, как повышение среднегодовой температуры в Луганской области за почти 180 лет наблюдений (+1,750С). Вывод очевиден – деревья в городах надо всячески сохранять, но нередко видим обратное. Четверть века тому назад в Луганске жилые дома и магазины отстояли от проезжей части улиц на десятки метров, занятых озеленительными посадками древесных, кустарниковых и травянистых растений. Вдоль тротуаров обычно располагались деревья, в тени которых находились люди. Потом на эти территории стали наступать различные пристройки к домам и места парковки легковых автомобилей. При этом часть деревьев сразу вырубалась, оставшимся нередко оставляют столь малую площадь водосбора (~ 1;1 м), так что их гибель становилась лишь делом времени (рис. 2.6.3 – оригинал: Рис. 2.6.3. Усыхающие деревья липы (Tilipa cordata Mill.) вследствие нехватки влаги). Подобные картины можно увидеть и в других городах. Уничтожение древесной растительности ухудшает экологическую обстановку в городах, но глобальное потепление здесь не при чем.
Разговоры о грядущей катастрофе в связи с потеплением – предположения, не имеющие под собой серьезных научных оснований, в которых велика экономическая и политическая составляющие. Кто-то верит этим предположениям. А кто-то на этом деле стрижет купоны, преднамеренно раздувая необоснованные тревоги и опасения. Постепенно растет количество ученых, которые на основании собственных исследований имеют смелость говорить правду. К чести украинских климатологов они в числе таких ученых (Клімат України, 2003; Долгих Е.Д., 2013).
В конце 2015 г. В Париже состоялась 21-я конференция, проводимая в рамках Рамочной конвенции ООН об изменении климата и 11-я в рамках совещания сторон по Киотскому протоколу.
Она собрала около 50 тысяч участников и приблизительно 150 глав государств и правительств. По результатам конференции многими странами подписано международное соглашение по удержанию прироста глобальной средней температуры на уровне ниже 20С и приложению усилий в целях ограничения роста температуры до 1,50С (статья 2, пункт 1а).
Но по данным Луганской метеостанции температура здесь уже повысилась на 1,750С, так что степень роста на 1,50С – задача не для нас. Несмотря на резкое сокращение в Луганщине выбросов СО2 и их стабилизацию на гораздо более низком уровне, чем в   1990 г., несмотря на меры, предпринимавшиеся мировым сообществом, среднегодовая температура атмосферного воздуха не понижается, а колеблясь, продолжает повышаться (рис. 2.5.2). Очевидно, в Луганщине повышение температуры на 20С в ближайшие десятилетия будет превзойдено.
Пока прошло ещё мало времени, чтобы можно было уверенно судить о полезности и эффективности этого соглашения. Ведь первое глобальное подведение итогов планируется в 2023 г. И впоследствии каждые пять лет (статья 14, пункт 2). Однако некоторые моменты соглашения следует отметить.
Обязательства государств во исполнение соглашения расцениваются лишь как намерения, обещания; и соглашение не предусматривает какой-либо формы ответственности за нарушение обещаний (Лаурман Дж., 1987; Мащенко Е., 2001; Коломыц Э.Г., 2006). В международно-правовом смысле обещанные сокращения эмиссии СО2 вообще не являются обязательными. Приведем намерения по сокращению годовой эмиссии СО2 некоторыми участниками соглашения:
1. Страны Евросоюза, на которые приходится около 10% выбросов на планете, обязались сократить на 40% выбросы парниковых газов до 2030 года по сравнению с показателями 1990 г., к 2050 г. – на 80-95%.
2. Россия объявила о намерении сократить выбросы парниковых газов с 25% от общемировых в 1990 г. До 20% к 2030 г. В данном вопросе Россия рассчитывает на свои лесные ресурсы, которые составляют 20% мирового леса.
3. Китай, основной источник выбросов СО2, не видит возможности их сокращения в ближайшее время. Планируется достичь пика выбросов СО2 к 2030 г.; сократить на 60-65% выбросы СО2 на единицу ВВП по сравнению с 2005 г.
4. США, второй после Китая источник в мире по уровню эмиссии парниковых газов, обязались сократить свои выбросы на 26-28% к 2025 г. (по сравнению с 2005 г.).

В Парижском соглашении речь идет не только о сокращении выбросов парниковых газов, но и необходимости адаптации к изменению климата (статьи 2, 5, 7 и др.). В частности, в пункте 6 статьи 2 ставится задача «повышения способности адаптироваться к неблагоприятным воздействиям изменения климата и содействия сопротивляемости к изменению климата и развитию при низком уровне выбросов парниковых газов таким образом, который не ставит под угрозу производство продовольствия». Надежда на то, что принимаемые в рамках Парижского (2015 г.) соглашения меры приведут к остановке увеличения температуры, вызывает обоснованное сомнение. Скорее всего, в нашем регионе уже в ближайшие десятилетия среднегодовая температура превзойдёт установленную соглашением границу роста в 20С (сейчас в г. Луганске прирост уже достиг 1,750С). Но стоит ли этого опасаться?
Из нашей математической модели динамики среднегодовой температуры следует, что в ближайшие 150 лет в г. Луганске температура увеличится ещё немногим более чем на 1,50С. Это значит, что температура станет такой, какая она сейчас в                гг. Николаеве, Херсоне, Ростове-на-Дону (табл. 2.6.4). Где здесь поводы для пессимизма? Допустим, что среднегодовая температура будет расти примерно в 2 раза быстрее, чем это было в 1838-2015 гг. Тогда через 150 лет она окажется такой, какая наблюдается в настоящее время в г. Краснодаре (табл. 2.6.4).
Пусть произойдёт почти невероятное и среднегодовая температура в г. Луганске повысится за 150 грядущих лет на 60С. В результате, в 2165 году температура здесь будет такой же, какая она сейчас в г. Сочи (табл. 2.6.4), находящемся в субтропическом поясе. Можно лишь порадоваться за наших отдалённых потомков, которым придётся жить в субтропиках (Марчук Г.И., 1982; Баландин Р.К., 2010). 
Было бы куда как хуже, если бы среднегодовая температура в г. Луганске понизилась на 1,5; 3; тем более 60С. В первом случае температура в г. Луганске стала бы столь же низкой, как в               г. Белгороде; во втором – почти как в г. Москве; в третьем – как в   г. Вологде (табл. 2.6.4 – оригинал: Таблица 2.6.4 Разность среднегодовых температур г. Луганска и других городов). Жителям умеренного и ещё в большей степени холодного пояса следует опасаться понижения, а не повышения температуры.
Представляется уместным в конце раздела 2 «Температура атмосферного воздуха» привести стихотворение известного учёного, доктора геолого-минералогических наук, профессора, барда, замечательного поэта нашего времени А.М. Городницкого (2014).

Невезучее мое поколение,
Нам глобальное грозит потепление,
Нас пугает грипп свиной гиблой зоною,
Угрожают нам дырою озонною.

Нет печальнее, народ, этой повести,
Нас задушит углерод в жарком поясе,
На горах растет лёд и на полюсе.

За окошками беда косоротится,
Убежит в моря вода, не воротится.
Все сумеет города затопить она,
Сгинет Лондон без следа вместе с Питером.

Нас пугают от утра и до вечера,
Но, а мы как детвора, все доверчивы.
Как нам быть, чтоб не сгинули быстро мы,
Чешут репу президенты с министрами.

Я кривлю в улыбке рот над эпохою,
Что озон, что углерод – все мне пофигу.
Не желаю знать о том, что утопну я.
Не хочу глотать потом водку теплую.

Легковерное Земли население,
Нам глобальное грозит оглупление.
Принимаем все всерьез, что ни мелется,
А на улице мороз и метелица.

                *   *   *

3. ОСАДКИ

Бесспорно, что климат нельзя сводить только к температуре атмосферного воздуха, а изменение климата – только к изменению температуры. Но на практике это делается. Вот и парижская конференция называется «Конференция по климату в Париже (2015)», хотя она была посвящена практически полностью проблеме ограничения потепления. Между тем, для нашего засушливого региона, как и многих других территорий Земли, большее значение имеет уровень осадков и его изменение во времени. Здесь рост количества осадков – несомненное благо, а их уменьшение – беда.
Большая часть тела живых организмов представлена водой. Увлажненность территории прямо влияет на жизнь растений и животных; образно говоря, вода – это жизнь. В этой связи вызывает удивление, что многолетней динамике атмосферных осадков, являющихся основным источником почвенной и атмосферной влаги, посвящено гораздо меньше работ, чем изменениям температуры.
Луганщина, как и весь Донбасс, относится к средне засушливой зоне (Цупенко Н.Ф., 1990; Мохов И.И., 2003). Здесь именно влага обычно выступает в роли лимитирующего фактора. Источником почвенной и атмосферной влаги являются атмосферные осадки – вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков, или, в меньшей степени, осаждающаяся из воздуха на поверхности земли.
Обычно без достаточных оснований утверждается, что хозяйственная деятельность человека ухудшает гидрологический режим обитаемых территорий и ведет к их опустыниванию (Баландин Р.К., Бондарев Л.Г., 1988). Вряд ли Донбасс когда – либо подвергался столь интенсивному антропогенному воздействию, как в XIX – XX веках (особенно во второй половине XX века). Тем не менее, оказалось, что во второй половине XX века количество осадков здесь не уменьшалось, а росло (Соколов И.Д. и др. 1991; Мелешко П. и др., 2004). Очевидно, что необходимы специальные исследования динамики осадков в Донбассе за весь период инструментальных наблюдений. Здесь приводятся результаты исследования многолетней динамики атмосферных осадков по данным Луганской метеостанции за 1838 – 2015 гг.
Элементарные статистики количества осадков по Луганской метеостанции приведены в табл. 3.1. Средние арифметические значения свидетельствуют о том, что наибольшее количество осадков выпадало в мае и летние месяцы (табл. 3.1). Месячные суммы осадков сильно варьировали по годам, причем в апреле, июне, августе, сентябре и октябре в некоторые годы дождей вообще не было (минимальные значения равны нулю), а в остальные месяцы в некоторые годы осадков почти не было (xmin = 1 или 2 мм) (табл. 3.1 – оригинал: Таблица 3.1 Элементарные статистики количества осадков по Луганской метеостанции (1838-2015 гг., мм)). Коэффициенты вариации количества осадков во все месяцы намного больше 25%, то есть относительная изменчивость переменных была очень сильной.
Среднемноголетняя сумма осадков за тёплый сезон, когда осадки особенно необходимы, в 1,5 раза больше, чем за холодный; оба этих показателя сильно варьируют по годам (табл. 3.1). Среднегодовое количество осадков за все годы наблюдений составляет ~ 430 мм и тоже сильно меняется по годам. В год с максимальным количеством осадков (798 мм) их выпало в 3,5 раза больше, чем в год с минимальным количеством (223 мм) (табл. 3.1).
Наиболее простым способом аналитического сглаживания является сглаживание полиномом первой степени или прямой линией. Коэффициент корреляции, характеризующий прямолинейную связь переменных годы – годовая сумма осадков r = 0,354*** (табл. 3.2 – оригинал: Таблица 3.2 Результаты парного линейного корреляционного и регрессионного анализов (1838-2015 гг. – осадки, мм) Пояснение: * разность значимая при p ; 0,05; ** высоко значимая при 0,01 < p ; 0,05;*** максимально значимая при р <= 0,001). Связь положительная и максимально значимая (р <= 0,001), поэтому нет сомнения в том, что на изученном временном интервале, 1838-2015 гг., годовая сумма осадков росла. Уравнение регрессии: yi = -958,7 + 0,721*xi. Как ясно из уравнения, прирост количества выпавших осадков за год равен 0,721 мм. Казалось бы, годовой прирост небольшой, но за весь период наблюдений прирост составляет 128,28 мм, количество осадков увеличилось примерно на треть. При сохранении таких же темпов роста годовой суммы осадков через 100 лет произойдет увеличение еще на » 70 мм. Тенденцию увеличения осадков наблюдали также по метеостанциям Беловодска и Дарьевки.
Кроме полинома первой степени, для сглаживания использовали также пятнадцать криволинейных функций: полином второй степени или квадратичную параболу, экспоненциальную функцию, логарифмическую, гиперболы разного типа и др. Среднеквадратичные погрешности аппроксимации свидетельствуют о том, что заметного улучшения совпадения фактических и расчетных значений суммы осадков при использовании криволинейных функций не происходит. По этой причине, при аналитическом сглаживании в первом приближении можно ограничиться наиболее простой прямолинейной функцией. Можно, конечно, в нашем случае при аналитическом сглаживании использовать полином второй степени, поскольку полином первой степени – частный случай полинома второй степени. В общем, как и при анализе динамики температуры в разделе 2, за уравнение среднего хода количества осадков (тренда) принимали уравнение квадратичной параболы. Изменение месячных сумм осадков иллюстрирует рис. 3.1 – в оригинале: Рис. 3.1. Изменения количества осадков за все годы наблюдений.
Как видим, количество осадков увеличилось во все месяцы, исключая август. Наиболее значительный рост произошел в сентябре и зимние месяцы. Даже без специального анализа ясно, что определённый, хотя и различный рост количества осадков имел место во все времена года (зима, весна, лето, осень) и в оба сезона (холодный и тёплый) (рис. 3.1). К сожалению, основной рост осадков происходил осенью и зимой; при этом зимние осадки увеличились практически в два раза. Рост весенних и летних осадков, особенно необходимых для вегетирующих в это время растений, менее значительный.
В засушливой Луганщине увеличение количества осадков почти во все месяцы, во все времена года и оба сезона в целом положительно сказывается на жизни и деятельности людей. В настоящей работе мы считаем возможным ограничиться подробным анализом временных рядов годовой суммы осадков и суммы осадков за тёплый сезон. Именно эти показатели имеют решающее значение для оценки влагообеспеченности региона.
Рост годовой суммы осадков на ~ 128 мм  означает, что в наше время в сравнении с тем, что было 178 лет назад, ежегодно дополнительно поступает на 1 га в виде осадков 1280 м3 воды, а это много. Заметим в этой связи, что при проектировании оросительных систем в нашем регионе обычно исходят из того, что за вегетационный период для полива потребуется 3000 м3/га, а один обычный полив в период роста и развития растений для большинства культур составляет 600 – 700 м3/га.
Вероятно, изменения годового количества осадков в разных регионах Украины не одинаковой направленности. В период 1900-2000 гг. на большей части территории Украины количество осадков увеличилось, но в северо-западных регионах оно понизилось (Клімат України, 2003; Бойченко С.Г., 2000, 2005; Соколов И.Д., 2005). За ХХ столетие в тех регионах, где годовое количество осадков было малым (зоны недостаточного увлажнения), оно существенно увеличилось, поэтому произошло определенное выравнивание поля годового количества осадков на территории страны (Украинская ССР …, 1955; Дроздов О.А., Григорьева А.С., 1971; Клімат України, 2003; Соколова Е.И. и др., 2007).
Медленные равномерные близкие к прямолинейным изменения среднемесячных и среднегодовых сумм осадков вряд ли можно объяснить деятельностью людей. Ведь в этом случае придется сделать маловероятное и не аргументированное предположение – масштабы воздействия людей на всем исследованном временном интервале росли равномерно. Трудно даже предположить, какие антропогенные факторы могли бы столь сильно увеличить количество осадков в Луганщине.
Мнения об изменениях количества осадков противоречивы. Это касается подчас даже утверждений, приводимых в разных местах одного и того же источника. В частности, в книге                Д. Гейнриха и Г. Манфреда (2003) на с. 165 утверждается, что повышение температуры атмосферы вследствие роста в 2 раза концентрации СО2 приведет к «сокращению субтропических зон с зимними дождями и количества осадков в средних широтах с катастрофическими последствиями относительно водоснабжения индустриально развитых государств». На с. 259 в качестве последствия того же двукратного увеличения содержания СО2 называется «повышение среднемирового уровня осадков из-за усиленного испарения воды, которое ныне уже отмечается в зонах между 35о и 70о с. Ш.». В одном месте речь идет об уменьшении количества осадков в средних широтах (с. 165), в другом месте об их увеличении в тех же средних широтах (с. 259).
Тридцать пятая параллель проходит через г. Кушка на южной оконечности Туркменистана, далее через Иран, Ирак, Сирию, Средиземное море и т.д., то есть гораздо южнее Луганщины. Семидесятая параллель проходит примерно в 400 км севернее Северного полярного круга, то есть намного севернее. Можно сказать, что наши данные о динамике осадков в Луганщине согласуется с тем, что утверждается в книге Д. Гейнриха и              Г. Манфреда (2003) на с. 259, но противоречат тому, что написано на с. 165.
Временные ряды годовой суммы осадков, исходный или эмпирический и полученный при экспоненциальном выравнивании, показаны на рис. 3.2. Рассмотрение выровненного ряда не оставляет сомнения в существовании вековой цикличности изучавшегося климатического фактора. В первой половине XIX века количество осадков уменьшалось; во второй половине XIX века увеличивалось; в первой половине XX века снижалось, во второй – повышалось;  в начале XXI века снова начало уменьшаться. Прогнозные оценки годовой суммы осадков на последующее десятилетие, 2016-2025 гг., свидетельствуют о продолжении некоторого уменьшения количества осадков (рис. 3.2 – оригинал: Рис. 3.2. Результаты экспоненциального сглаживания годовой  суммы осадков (1838-2015 гг.)).

Аналитические сглаживания ряда динамики тригонометрическими функциями с различными периодами колебаний показали, что минимальные ошибки аппроксимации получаем, если продолжительность векового цикла принять равной 82 годам (рис. 3.3).
Кроме этого большого цикла, обнаружены также 31-летние циклические колебания. Наилучшее соответствие данным наблюдений получаем, накладывая на параболу циклические колебания с периодом 82 года, а на них – ещё и циклические колебания с периодом 31 год (рис. 3.3 – оригинал: Рис. 3.3. Графическое представление результатов аналитического сглаживания годовой суммы осадков различными функциями).
Очевидно, что наиболее сложная из проверявшихся нами функций, учитывающая 31-летний цикл, наложенный на 82-летний и параболу, лучше всего согласуется с исходными данными     (табл. 3.3 – ориигинал: Таблица 3.3Результаты аналитического сглаживания временного ряда годовой суммы осадков (1838-2015 гг.)). В этом случае коэффициент детерминации r2 = 0,265, то есть ~ 27% изменчивости по годам количества выпадавших осадков определяется этой функцией. Степень согласия фактических и теоретических значений годового количества осадков выше, чем по описанным в разделе 2 температурным показателям.
Модель динамики годовой суммы осадков весьма удачная, имеет прогностическую ценность. На рис. 3.4 – оригинал: Рис. 3.4. Итоговая функция, иллюстрирующая зависимость годового количества осадков от времени (31-летний цикл, наложенный на 82-летний и параболу) графически изображена наиболее сложная из тестировавшихся функций.
Видно, что в течение ближайших десятилетий сохранится тенденция уменьшения количества осадков (рис. 3.4). Данное заключение согласуется с прогнозом, полученным при экспоненциальном выравнивании временного ряда годовой суммы осадков (рис. 3.2).
Временные ряды суммы осадков за вегетационный период, исходный и полученный при экспоненциальном выравнивании, показаны на рис. 3.5. Рассмотрение выровненного ряда выявляет существование вековой цикличности изучавшегося климатического фактора. Прогнозные оценки суммы осадков на последующее десятилетие, 2016-2025 гг., свидетельствуют о некотором уменьшении количества осадков (рис. 3.5 – оригинал: Рис. 3.5. Результаты экспоненциального сглаживания суммы осадков за вегетационный период (1838-2015 гг.)).
Аналитические сглаживания ряда динамики тригонометрическими функциями с различными периодами колебаний показали, что минимальные ошибки аппроксимации получаем, если продолжительность векового цикла принять равной 84 годам (рис. 3.6 – оригинал: Рис. 3.6. Графическое представление результатов аналитического сглаживания суммы осадков за вегетационный период). Напомним, что при сглаживании годовой суммы осадков наибольшее согласие эмпирических и теоретических значений получено при продолжительности цикла в 82 года. Причина этого различия неясна.
Кроме 84-летних колебаний, обнаружены также 31-летние циклические колебания. Наилучшее соответствие данным наблюдений получили, накладывая на параболу циклические колебания с периодом 84 года, а на них – ещё и циклические колебания с периодом 31 год (рис. 3.6).
Наиболее сложная из проверявшихся нами функций, учитывающая 31-летний цикл, наложенный на 84-летний и параболу, лучше всего согласуется с исходными данными        (табл. 3.4 – оригинал: Таблица 3.4 Результаты аналитического сглаживания временного ряда количества осадков за тёплый сезон (1838-2015 гг.)). В данном случае коэффициент детерминации r2 = 0,12, то есть 12% изменчивости по годам количества выпадавших в тёплый сезон осадков определяется этой функцией. Остальная изменчивость не беспричинная, но для нас объективно случайная и потому непрогнозируемая. Прогноз при такой низкой детерминации на каждый из последующих годов в области экстраполяции будет ненадёжным. Жаль. Ведь именно осадки тёплого сезона в нашем засушливом регионе прямо влияют на продуктивность биосистем и урожайность сельскохозяйственных культур. В ближайшие 10 лет (2016-2025 гг.) количество осадков за вегетационный период ожидается примерно таким же, как и в настоящее время (рис. 3.6).
На рис. 3.7 графически изображена наиболее сложная из тестировавшихся функций. Видно, что в течение ближайших лет не ожидается заметное изменение количества осадков тёплого сезона (рис. 3.7 – оригинал: Рис. 3.7. Итоговая функция, иллюстрирующая зависимость количества осадков вегетационного периода от времени (31-летний цикл, наложенный на 84-летний и параболу)). Данное утверждение согласуется с прогнозом, полученным при экспоненциальном выравнивании временного ряда суммы осадков за тёплый сезон (рис. 3.5).
Повышение температуры приводит к увеличению испарения воды как с поверхности морей и океанов, так и с суши. Более теплый климат означает больше осадков, увеличивая объем доступной воды в большинстве регионов (Ломборг Б., 2008). Это значит, что между изменениями температуры и осадков должна существовать положительная коррелятивная связь. В Луганщине эта связь имеется (рис. 3.8) (r = 0,61). Вероятно, связь и не должна быть сильной, поскольку наш регион значительно удален от Мирового океана. Дело в том, что в Луганщину осадки обычно приносят циклоны, сформировавшиеся далеко от нас над морями и океанами. Осадки здесь определяются преимущественно варьирующими и трудно предсказуемыми особенностями циркуляции атмосферы, которые не учитываются парной корреляцией показателей «изменение температуры» – «изменение количества осадков».
В ходе изменений температуры воздуха и осадков по месяцам имеется ряд общих черт и различий (рис. 3.8 – оригинал: Рис. 3.8. Изменение температуры воздуха и осадков за 178 лет (1838-2015 гг.) по месяцам). Изменения температуры на исследованном временном интервале имеют достаточно регулярный характер.

Начиная с января месяца, по которому установлено максимальное повышение температуры, прибавки температуры в последующие месяцы все время уменьшаются, пока не сменяются разностью со знаком минус (в августе). В октябре температура осталась примерно на уровне 1838 г., а в два последних месяца года снова видим увеличение температуры (рис. 3.8).
Завершая рассмотрение тенденций изменения количества осадков, обратим еще раз внимание на сильный максимально значимый рост годовой суммы осадков на временном интервале 1838 – 2015 гг., связанный с увеличением количества осадков во все времена года. В зоне недостаточного увлажнения, к которой относится большая часть Украины и Луганщина, увеличение количества осадков – несомненное благо, поскольку оно сопровождается ростом продуктивности биосистем и урожайности сельскохозяйственных культур. 
В зонах недостаточного увлажнения, подобных Луганщине, выявлены прямые соотношения между осадками и биопродуктивностью (Агесс П., 1982). Зависимость количества растительного материала от осадков, известная под названием правила Вальтера, приводится на рис. 3.9 – в оригинале: Рис. 3.9. Соотношение между атмосферными осадками и количеством растительного материала (Агесс П., 1982).
Продуктивность агросистем в засушливых зонах также прямо зависит от уровня осадков (Долгих Е.Д. и др., 2010; Соколов И.Д. и др., 2016). Не случайно в нашем регионе в ходу пословица-шутка: «Был бы дождик да гром, то и не нужен агроном».


4. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ
АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Относительная влажность атмосферного воздуха измеряется в процентах от его полной влагоёмкости. По этому показателю имеются все данные за 1945-2015 гг.; сведения по многим предшествующим годам отсутствуют. В общем, мы располагаем данными о влажности воздуха за 82 года; данными непрерывных наблюдений – за 71 год.
Элементарные статистики климатического фактора «относительная влажность воздуха» приведены в табл. 4.1. Среднегодовая влажность воздуха ~ 71%; абсолютный минимум составляет 39%, абсолютный максимум 94% (табл. 4.1 – в оригинале: Таблица 4.1Элементарные статистики показателя «относительная влажность воздуха» (N = 82)). Наиболее влажный воздух наблюдали поздней осенью и зимой (более 80%), наименее влажный – в мае-августе (около 60%). Основываясь на значениях коэффициента вариации, можно утверждать, что в январе-марте и в октябре-декабре изменчивость влажности воздуха малая; в остальные месяцы – средняя (табл. 4.1).
Для функционирования биосферы в нашем регионе большее значение имеет влажность воздуха тёплого сезона, когда вегетируют растения и активны все животные. Влажности воздуха тёплого сезона и посвящен дальнейший анализ.
Как уже отмечалось, временной ряд за 1838-2015 гг. рассматриваемого здесь климатического фактора является разорванным в ряде мест. Анализ таких рядов труден, и результаты его не всегда надежны. Но данные по всем месяцам 1945-2015 гг. имеются, то есть временный ряд на этом временном интервале не разорванный. По этой причине в дальнейшем рассматриваем лишь данные за 71 год (1945-2015 гг.).
Описательные статистики относительной влажности воздуха за вегетационный период в 1945-2015 гг. приведены в табл. 4.2 – оригинал: Таблица 4.2 Элементарные статистики показателя «относительная влажность воздуха» за вегетационный период (N = 71). Отказ от использования данных предшествующих 1945 году лет не привел к существенным изменениям статистик (сравните табл. 4.1 и 4.2), а это – свидетельство того, что выборочная совокупность за 1945-2015 гг. достаточно репрезентативна.
Коэффициент парной корреляции признаков «годы» – «относительная влажность воздуха» r = 0,31*** (p < 0,001) (табл. 4.3 – оригинал: Таблица 4.3 Результаты сглаживания временного ряда фактора «относительная влажность воздуха» различными функциями).
Корреляция положительная и максимально значимая, так что увеличение влажности воздуха за 178 лет на ~5,3% не вызывает сомнения.
Сглаживание временного ряда влажности воздуха прямой линией и квадратичной параболой иллюстрирует рис. 4.1. Парабола несколько лучше, чем прямая линия, описывает средний ход (тренд) влажности воздуха, поскольку ошибка аппроксимации параболой 22,16 меньше таковой прямой линией (23,07) (табл. 4.3). Кроме того, коэффициент корреляции теоретических значений, полученных при сглаживании параболой, с фактическими                r = 0,36***, что больше коэффициента корреляции r = 0,31***, полученного при использовании прямолинейного сглаживания (табл. 4.1). Отдавая предпочтение параболе, принимаем, что примерно до середины 90-х годов влажность воздуха увеличивалась, в дальнейшем – немного уменьшалась (рис. 4.1 – ориигинал: Рис. 4.1. Относительная влажность воздуха за вегетационный период).
Использованная для анализа выборка N = 71 недостаточна для того, чтобы судить о наличии или отсутствии вековых колебаний влажности воздуха. А вот наличие 15-летних колебаний очевидно (рис. 4.1). Изображенная на рис. 4.1 кривая, учитывающая 15-летний цикл, наложенный на параболу, является в данном случае итоговой кривой, пригодной для прогнозирования. Видно, что минимум последнего цикла пройден, поэтому в ближайшее десятилетие будет происходить некоторое увеличение влажности воздуха (рис. 4.1).
Интересно, что во временных рядах температуры теплого и холодного сезонов также обнаружена 15-летняя цикличность      (см. раздел 2). При этом колебания влажности воздуха совпадают по фазе с температурой холодного сезона, но происходят в противофазе с температурой тёплого сезона (рис. 2.3.5, 2.3.9, 4.1). Именно поэтому сейчас начинается увеличение температуры холодного сезона (рис. 2.3.9) и влажности воздуха (рис. 4.1), но в это же время начинается понижение температуры тёплого сезона (рис. 2.3.5). Увеличение за 71 год наблюдений влажности воздуха на ~5,3% и циклические колебания влажности с амплитудой немногим более 1,5% не угрожают здоровью и деятельности людей.
 
5. ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТЬ ТЕРРИТОРИИ

Влагообеспеченность или, иначе говоря, степень увлажнения территории определяется приходом влаги (прежде всего с осадками) и ее расходом (испарение с поверхности почвы и транспирация). С практической точки зрения представляет интерес динамика влагообеспеченности территории во время вегетационного периода, когда фотосинтезируют растения и активны все животные. Приход влаги – это количество осадков, определяемое прямым инструментальным методом ( r). Расход представляет собой количество испарившейся влаги и приблизительно оценивается непрямыми методами, с использованием зависимости количества испарившейся влаги от температуры, влажности воздуха, ветра за весь вегетационный период или какой-то один месяц этого периода. Сток воды, для какой-либо конкретной территории мало меняющийся по годам, при этом не учитывается.
Методы определения влагообеспеченности (увлажненности) территории предназначены для ее оценки за весь год (коэффициент увлажнения Высоцкого-Иванова), за вегетационный период (гидротермический коэффициент (ГТК) Селянинова), и за отдельные месяцы (коэффициент увлажнения Высоцкого-Иванова, ГТК Селянинова) (Льгов Г.К., 1979; Сотнева Н.И., 2004; Кафтанатий Ю.А., 2013; Черемисов А.А., Черемисов А.Ю., 2016). Они отличаются способом вычисления количества испарившейся влаги. Одни способы основываются только на зависимости количества испарившейся влаги от температуры, – чем выше температура, тем больше испарение воды; влажность воздуха при этом не учитывается (ГТК). Другие, а именно способы Н.Н. Иванова и Н.Н. Иванова в модификации Л.А. Молчанова, учитывают и влажность воздуха. Методы определения влагообеспеченности отличаются также конструкцией, формулами для вычисления показателя влагообеспеченности. В настоящей работе использованы ГТК и баланс влаги (Соколов И.Д. и др., 2010).




5.1. Гидротермический коэффициент

Предложенный Г.Т. Селяниновым (1966) гидротермический коэффициент (ГТК) лучше, чем сумма осадков, характеризует влагообеспеченность какой-либо территории, поскольку учитывает не только приход, но и расход воды. ГТК определяется за отдельные месяцы как отношение месячного количества осадков (;r) к сумме температур (;t) за тот же месяц с коэффициентом 0,1; т.е.

 (Селянинов Г.Т., 1966)

В этой формуле 0,1;t за месяцы со средней суточной температурой выше 80С представляет собой приближенную оценку величины испаряемости. Таким образом, ГТК является условным выражением баланса влаги и определяет отношение прихода влаги к ее расходу. Если ГТК > 1,0 увлажнение большинства сельскохозяйственных культур достаточное (Селянинов Г.Т., 1937, 1966). ГТК широко используется специалистами. Именно он положен в основу деления территории Украины на агроклиматические зоны (Цупенко Н.Ф., 1990). Однако, в отличие от Селянинова Г.Т., зона с ГТК от 1,0 до 1,3 в Украине считается слабо засушливой (Цупенко Н.Ф., 1990; Долгих Е.Д. и др., 2006а).
Ниже приводятся результаты изучения динамики ГТК в Луганщине как за отдельные месяцы (апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь), так и за весь вегетативный период. Элементарные статистики показателя «гидротермический коэффициент» отдельно за все шесть месяцев теплого периода года и в целом за вегетационный период представлены в табл. 5.1.1 – оригинал: Таблица 5.1.1 Элементарные статистики показателя «гидротермический коэффициент».
В среднем за годы наблюдений ГТК был больше единицы (1,36) и, следовательно, влагообеспеченность была достаточной лишь в апреле месяце (табл. 5.1.1). В остальные месяцы влагообеспеченность была в тот или иной степени недостаточной. Особенно большой дефицит влаги наблюдался в августе месяце (табл. 5.1.1). В целом за вегетационный период ГТК составил 0,81, поэтому Луганщина относится к засушливой зоне, где ГТК варьирует от 0,7 до 1,0 (Селянинов Г.Т., 1966).


Будучи частным от деления суммы осадков на количество испарившейся влаги, ГТК является очень изменчивым признаком. Относительным показателем изменчивости, позволяющим судить о степени изменчивости, служит коэффициент вариации (cv). Напомним, что если cv <10%, то изменчивость считается слабой, в интервале от 10 % до 25 % – средней, при cv > 25% – сильной. В нашем случае все значения cv намного больше 25% (табл. 5.1.1), то есть ГТК – сильно варьирующий показатель.
Распределения ГТК обнаруживали значимую положительную или правостороннюю асимметрию и, в большинстве случаев, достоверный положительный эксцесс (табл. 5.1.1). Иначе говоря, распределения ГТК обычно излишне островершинные и скошены вправо. В целом небольшие, хотя и значимые, отклонения от нормального распределения не мешают применению обычных математико-статистических методов (Боровиков В., 2003; Доспехов Б.А., 1985; Сыч Е.И. и др., 2005).
В формуле для определения ГТК сумма осадков стоит в числителе, а сумма температур – в знаменателе. Влагообеспеченность территории по ГТК прямо пропорциональна сумме осадков и обратно пропорциональна сумме температур. В главе 3 показано, что за 178 лет наблюдений количество осадков увеличилось как в целом за вегетационный период, так и во все месяцы этого периода, исключая август. В главе 2 показано, что температура увеличилась в апреле-июне, но осталась практически неизменной в июле-сентябре. В целом за вегетационный период сумма температур увеличилась, но не столь сильно, как сумма осадков. В такой ситуации следует ожидать небольшого роста средней влагообеспеченности территории за вегетационный период. Эти ожидания подтверждаются исследованием поведения ГТК.
Значения ГТК представляют собой временные ряды или ряды динамики. Основным методом выявления закономерностей временных рядов является парный корреляционно – регрессионный анализ (Доспехов Б.А., 1985; Теннант-Смит Д., 1988; Лакин Г.Ф., 1990; Соколов И.Д. и др. 2001). При этом, как и по другим климатическим факторам, за независимую переменную X принимали время (в нашем случае годы), а за зависимую Y – значения параметра (в нашем случае ГТК). Наиболее простым способом аналитического сглаживания является сглаживание полиномом первой степени, то есть прямой линией. Основные результаты парного корреляционного и регрессивного анализа приведены в табл. 5.1.2 – оригинал: Таблица 5.1.2 Результаты парного корреляционного  и регрессионного анализов (годы – гидротермический коэффициент, 1838-2015 гг.).
В последней, правой колонке табл. 5.1.2 приведены количественные оценки изменений значений ГТК за все годы наблюдений. ГТК почти не изменился в апреле, мае, июне и августе месяце (d < 0,1). ГТК июля повысился на ; 0,14. Значимо увеличилась влагообеспеченность сентября (d ; 0,42, p < 0,05). Немного, на 0,11; увеличился ГТК в целом за вегетационный период (табл. 5.1.2). Если за границу достаточной  для большинства сельскохозяйственных культур влагообеспеченности принимать значение ГТК, равное 1,3; придется признать, что в мае, июне, июле, августе и сентябре влагообеспеченность и в настоящее время остается недостаточной (рис. 5.1.1 – оригинал: Рис. 5.1.1. Теоретические оценки гидротермического коэффициента, вычисленные по данным Луганской метеостанции).
Итак, рост значений  ГТК во времени позволяет утверждать, что опустынивание (чем часто пугают) Луганщине не грозит.
ГТК циклически изменяется во времени. Учет периодической изменчивости, – 83-летнего (векового) и 20-летнего циклов, позволяет получить итоговую функцию, которая определенно лучше, чем прямая линия и парабола, согласуется со значениями ГТК, вычисленными по наблюдавшимся данным (табл. 5.1.3). Правда, и эта функция объясняет лишь около 12% всей изменчивости, остальная, остаточная изменчивость ГТК по годам является случайной (табл. 5.1.3 – оригинал: Таблица 5.1.3 Результаты сглаживания временного ряда фактора «гидротермический коэффициент» различными функциями, рис. 5.1.2 – оригинал: Рис. 5.1.2. Динамика гидротермического коэффициента за вегетационный период).
С учетом итоговой функции в ближайшие 10 лет прогнозируется понижение ГТК, которое сменится потом повышением (рис. 5.1.2).


5.2. Показатель «баланс влаги»
Влагообеспеченность какой-либо территории обычно характеризуют предложенным сотрудником Всесоюзного (ныне Всероссийского) научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И. Вавилова (С.-Петербург) гидротермическим коэффициентом (Селянинов Г.Т., 1966). ГТК является условным выражением баланса влаги и представляет собой отношение прихода влаги к ее расходу.
Г.Т. Селянинов не объяснял, почему именно частное от деления прихода влаги к её расходу взято им в качестве показателя влагообеспеченности. Между тем, частное, как статистический параметр имеет известные недостатки: 1) если числитель, в нашем случае ;r, равен нулю, то ГТК тоже равен нулю, независимо от величины знаменателя; 2) если знаменатель (0,1;t) равен нулю, то ГТК не может быть определен, поскольку на нуль делить нельзя. Второй недостаток (ограничение) не создает каких-либо проблем – сумма температур за любой месяц вегетационного периода (апрель – сентябрь) представляет собой положительное число, следовательно, знаменатель всегда не равен нулю. От первого недостатка, напротив, невозможно отмахнуться, поскольку он не позволяет дифференцировать (отличать) влагообеспеченность за те месяцы, когда вообще не выпадают осадки, а такие месяцы на Луганщине бывают.
По определению, водный баланс – это соотношение прихода и расхода воды (Словарь ..., 1964; Долгих Е.Д. и др., 2006б). Это соотношение может быть охарактеризовано ГТК, но с этой же целью может быть использован и другой показатель – «баланс влаги» (БВ), равный разности между суммой осадков ;r и количеством испарившейся влаги 0,1;t (Соколов И.Д. и др., 2010). Иначе говоря, БВ= ;r – 0,1;t, тогда как ГТК=;r : 0,1;t. В отличие от ГТК, БВ измеряется в тех же единицах, что и сумма осадков, а именно в мм. Если БВ положительный, увлажнение может считаться достаточным (в этом случае ГТК > 1), если отрицательным – недостаточным. БВ лишен отмечавшихся выше недостатков, которые присущи ГТК.
Суммы осадков (;r) и количества испарившейся влаги (0,1;t) варьируют по годам. Это переменные, для которых можно вычислить элементарные статистики. Причем со статистической точки зрения разность средних – более подходящий параметр, чем их отношение. Дело в том, что если две переменные распределены нормально, то их разность тоже распределена нормально (Гурман В.Е., 1999). Ошибка разности средних Sd= (Лакин Г.Ф., 1990; Гурман В.Е., 1999). Для отношения (частного от деления) как переменной, а ГТК именно отношение, неясен тип распределения, не известна и формула для вычисления ошибки частного.
Ниже приводятся результаты исследования влагообеспеченности Луганщины с использованием показателя «баланс влаги» (БВ). Элементарные статистики показателя «баланс влаги» отдельно за все шесть месяцев теплого сезона года и в целом за вегетационный период представлены в табл. 5.2.1.
В годы наблюдений баланс влаги был в среднем положительным лишь в апреле месяце и, следовательно, влагообеспеченность была достаточной только в апреле месяце (табл. 5.2.1 – оригинал: Таблица 5.2.1 Элементарные статистики показателя «баланс влаги» (1838 – 2015 гг.)). В остальные месяцы влагообеспеченность была в той или иной степени недостаточной. Особенно большой дефицит влаги наблюдался в августе месяце (табл. 5.2.1). В целом за вегетационный период баланс влаги составил примерно ~ 56 мм, то есть вегетационный период характеризуется недостаточным увлажнением. Приведенные в табл. 5.2.1 значения пределов (лимитов) и размаха изменчивости свидетельствуют о сильной изменчивости показателя «баланс влаги».
Из данных табл. 5.2.2 видно, что в те месяцы некоторых лет, когда не выпадали осадки, ГТК равен нулю, между тем как дефицит влаги различается, значения показателя «баланс влаги» различаются. Фактическая влагообеспеченность неодинакова в эти месяцы, но ГТК различия не обнаруживает (табл. 5.2.2 – оригинал: Таблица 5.2.2
Значения баланса влаги и гидротермического коэффициента в месяцы, когда не выпадали осадки). В нашем случае этот недостаток ГТК не приводит к серьезной проблеме, но лишь потому, что таких месяцев мало. В сильно засушливой зоне на юге России и Украины чаще, чем у нас, бывают месяцы, в которые не выпадают осадки. Здесь более пригодным будет показатель «баланс влаги».
В нашей работе показано, что баланс влаги зависит от суммы осадков за вегетационный период, с которой обнаруживает тесную положительную корреляцию (r = 0,984***); корреляция максимально значимая (р < 0,00001) (Соколов И.Д. и др., 2010). Баланс влаги отрицательно коррелирует с количеством испарившейся влаги, но менее тесно; корреляция средняя по величине и максимально значимая (r = -0,60***, р < 0,000001). Напомним в этой связи, что количество испарившейся за вегетационный период влаги тем выше, чем выше температура. В результате, чем больше количество выпадающих осадков и чем меньше температура в теплое время года, тем выше показатель «баланс влаги». Между суммой осадков и количеством испарившейся влаги обнаружена отрицательная средняя по величине коррелятивная связь (r = -0,45***, р < 0,000001). Годы с большим количеством осадков в апреле-сентябре месяцах обычно бывают более прохладными, и наоборот, годы с небольшой суммой осадков за вегетационный период обычно бывают более теплыми в этот период (Соколов И. Д. и др., 2010; Долгих Е.Д., 2010, 2012).
Представляет интерес выявление закономерностей изменения показателя «баланс влаги» по годам. Для исследования временных рядов использовали все тот же парный корреляционно-регрессионный анализ. За независимую переменную Х принимали время (годы), а за зависимую Y – значения параметра (баланс влаги).
Коэффициент корреляции, характеризующий линейную связь переменных годы – баланс влаги за вегетационный период r = 0,13. Значение показателя связи этих признаков положительное, поэтому можно утверждать, что на изученном временном интервале баланс влаги медленно увеличивался, влагообеспеченность немного повысилась (табл. 5.2.3 – оригинал: Таблица 5.2.3 Результаты парного корреляционного  и регрессионного анализов (годы – баланс влаги, 1838-2015 гг.)). Больше стала влагообеспеченность апреля, сентября и июля (табл. 5.2.3). Влагообеспеченность мая, июня и августа практически осталась той же (табл. 5.2.3).
На фоне небольшого роста показателя «баланс влаги» за вегетационный период происходят его периодические изменения (рис. 5.2.1 – оригинал: Рис. 5.2.1. Динамика показателя «баланс влаги» за вегетационный период ). Периодические колебания аналогичны тем, которые характерны для ГТК.
Учет периодической изменчивости, – 83-летнего (векового) и 20-летнего циклов, позволяет получить итоговую функцию, которая лучше, чем прямая линия и парабола, согласуется со значениями баланса влаги, вычисленными по исходным данным (табл. 5.2.4). Но и эта функция объясняет лишь около 14% всей изменчивости; остальная, остаточная изменчивость баланса влаги по годам является случайной, не описанной нашей моделью динамики (табл. 5.2.4 – оригинал: Таблица 5.2.4 Результаты сглаживания временного ряда показателя «баланс влаги» различными функциями, рис. 5.2.1).
Основываясь на графике итоговой функции, в ближайшие 10 лет прогнозируем уменьшение показателя «баланс влаги», которые потом сменится его увеличением (рис. 5.2.1).
Анализ динамики показателя «баланс влаги», как и ГТК, позволяет утверждать – опустынивание Луганщине не грозит, поскольку влагообеспеченность этого региона в одни месяцы вегетационного периода остается на том же уровне, в другие немного увеличивается (Долгих Е.Д., 2013). В целом влагообеспеченность вегетационного периода немного увеличилась, и нет оснований думать, что этот тренд не сохранится в обозримой перспективе.


5.3. Аридность климата

Особенности климатов определяются, главным образом, двумя важнейшими факторами – количеством осадков и температурой атмосферного воздуха. В засушливой зоне, к которой относится Луганщина и Донбасс в целом, уменьшение степени аридности (засушливости, сухости) климата – несомненное благо.
Для определения степени аридности климата предложено несколько показателей. Одним из них является индекс аридности i Мартонна (Кучерявий В.П., 2000; Справочник по показателям…, 2016). При нахождении индекса аридности в целом за год используется формула i = , где Р – годовая сумма осадков в мм, Т – среднегодовая температура в 0С. При оценке индекса аридности за вегетационный период i =  , где Р – сумма осадков за вегетационный период (апрель-сентябрь), Т – средняя температура вегетационного периода. При вычислении индекса аридности для какого-либо одного месяца пользуются формулой i =  , где Р – количество осадков за данный месяц, Т – средняя температура месяца (Кучерявий В.П., 2000). В настоящей работе с использованием индекса аридности i исследовали изменения засушливости климата Луганщины.
Количество осадков Р за любой месяц, вегетационный период и год не может быть отрицательной величиной, поэтому при положительном значении температуры Т индекс аридности i будет либо положительным (если Р > 0), либо равным нулю (если Р = 0). Заметим, что в нашем регионе Р редко бывает равным нулю, лишь в отдельные годы в том или другом месяце теплого сезона (апрель-сентябрь). Суммы осадков за вегетационный период и в целом за год в Луганщине во все годы были больше нуля. Как ясно из формул для определения i, зависимость i от Р  при положительных значениях Т прямопропорциональная, прямолинейная; чем больше Р, тем больше i.
Зависимость i от Т более сложная. График функции i терпит разрыв (Киричевский В.В., Копылова Н.А., 1998). Оба односторонних предела в точке Т = -10 равны бесконечности, так что это разрыв с бесконечным скачком (рис. 5.3.1 – оригинал: Рис. 5.3.1.  Зависимость индекса аридности (i) от температуры (Т) при постоянном значении Р).
В апреле 1922 г. наблюдали минимальное значение средней температуры (Т) из всех месяцев вегетационного периода за 1838-2015 гг, а именно 3,20С. Иначе говоря, апрель 1922 г. был самым холодным месяцем вегетационного периода за все годы наблюдений на Луганской метеостанции. Максимальные значения средней температуры (Т) наблюдали в августе 1839 г. (25,80С) и в июле 2002 г. (25,80С). Эти два месяца были самыми жаркими за всю историю наблюдений. Очевидно, что в интервале Т от 3,20С до 25,80С увеличение Т сопровождается понижением i (рис. 5.3.1).
В общем, мы работали с такими изменениями значений Р и Т, при которых увеличение i означает уменьшение степени аридности или засушливости климата, а снижение i – рост степени аридности. Иначе говоря, чем больше i, тем меньше аридность климата, и наоборот. Это связано с особенностями конструкции индекса аридности.
В табл. 5.3.1 – оригинал: Таблица 5.3.1 Элементарные статистики индекса аридности i Мартонна - приведены элементарные статистики индекса аридности i в целом за год, за теплый сезон (вегетационный период) и за отдельные месяцы теплого сезона. Показатели аридности за холодный сезон в настоящей работе не анализируются, но они и не представляют особой ценности для изучения экологических условий существования растительного и животного мира.
В три первые месяцы вегетационного периода (апрель, май, июнь) значения индекса аридности i несколько выше 20, в июле значение этого индекса на уровне 20, в наиболее засушливые август и сентябрь месяцы – менее 16; индекс аридности в среднем за вегетационный период около 19; в целом за год примерно 24 (табл. 5.3.1). Обращают на себя внимание большие значения абсолютных и относительных показателей изменчивости индекса i (табл. 5.3.1).
После составления вариационного ряда и анализа распределения признака «индекс аридности i за год» установили, что фактическое распределение можно аппроксимировать нормальным распределением (;2 < ;2st) (рис. 5.3.2 – оригинал: Рис. 5.3.2. Эмпирическое (гистограмма) и теоретическое (вариационная кривая) распределения частот среднегодовых значений индекса аридности). Допустимая степень согласия наблюдаемых и ожидаемых распределений найдена и для других обсуждаемых в данной работе индексов аридности, и поэтому можно использовать любые известные методы математико-статистического анализа.
Результаты прямолинейного (линейного) корреляционного и регрессионного анализов приведены в табл. 5.3.2 – оригинал: Таблица 5.3.2 Результаты линейного корреляционного и регрессионного анализов индекса аридности (Х- годы, Y- индекс аридности в целом за год). Индексы аридности в мае и августе месяцах практически остались на том же уровне, что и 178 лет назад; по всем остальным месяцам вегетационного периода, как и в целом за год, индексы аридности увеличились (табл. 5.3.2). В общем, засушливость климата Луганщины уменьшилась, в среднем за год на 4,78 единицы измерения i.
На рис. 5.3.3 – оригинал: Рис. 5.3.3. Графическое представление результатов сглаживания наблюдавшихся значений среднегодовых индексов аридности различными функциями  изображены результаты аналитического сглаживания среднегодовых индексов аридности прямой линией, квадратичной параболой и наложенной на параболу периодической тригонометрической функцией.
Парабола не дает заметных преимуществ в сравнении с прямой линией (табл. 5.3.3). А вот кривая вековой (82-летней) циклической изменчивости, наложенной на прямую линию или параболу, значительно улучшает степень согласия эмпирических и теоретических значений (табл. 5.3.3 – оригинал: Таблица 5.3.3 Результаты сглаживания временного ряда среднегодовых значений i различными функциями). Амплитуда периодических колебаний довольно велика, и поэтому на фоне общего увеличения значений индекса аридности он вначале понижается, потом повышается; далее снова понижается, потом опять повышается; наконец, снова уменьшается (рис. 5.3.3). Вычисления и графики свидетельствуют о том, что к 2020 г. понижение значений i завершится, и начнется очередное повышение их, которое по времени будет продолжаться примерно полвека. Приводимый прогноз сделан при допущении статус-кво. Иначе говоря, он подтвердится лишь в том случае, если в дальнейшем не будет происходить ничего такого, что может существенно изменить принятые в математических моделях трендов закономерности. Имеющиеся данные свидетельствуют в пользу того, что подобные модели имеют прогностическую ценность.
Корреляция исходных, несглаженных значений Р и i очень тесная. Коэффициент парной корреляции r=0,97***; коэффициент детерминации r2=0,94 (94%). Изменчивость индекса аридности i по годам в очень сильной степени, на 94% определяется варьированием годовой суммы осадков Р; варьирование от года к году среднегодовой температуры Т детерминирует лишь 6% общей изменчивости i.
Среднегодовая температура Т растет во времени, но по известной причине периодически не изменяется (Соколов И.Д. и др., 2010). В отличие от этого годовая сумма осадков обнаруживает вековые колебания. Циклические колебания осадков являются причиной таких же колебаний индекса аридности i.
Индекс аридности, как и годовое количество осадков, обнаруживает вековые колебания с периодом 82 года. Колебания происходят синхронно, максимумы и минимумы теоретических значений количества осадков и индексов аридности практически совпадают по времени (рис. 5.3.4 – оригинал: Рис. 5.3.4. Графическое представление результатов аналитического сглаживания годового количества осадков и индекса аридности).


Сходно изменялся во времени и индекс аридности за вегетационный период (рис. 5.3.5 – оригинал: Рис. 5.3.5. Графическое представление результатов сглаживания наблюдавшихся значений индексов аридности за вегетационный период различными функциями).
Здесь также наложенная на параболу кривая вековой периодической изменчивости значительно увеличивает степень согласия эмпирических и теоретических значений (табл. 5.3.4 – оригинал: Таблица 5.3.4 Результаты сглаживания временного ряда значений i  различными функциями за вегетационный период). Примерно с 2020 г. начнется и будет продолжаться около 50 лет рост индекса аридности (рис. 5.3.5).
Дополнительное небольшое улучшение степени совпадения фактических и теоретических значений дает учет короткопериодических колебаний. Для среднегодового индекса аридности это колебания с периодом 20 лет, для индекса аридности за теплый сезон – с периодами 15, 30 лет и 52 года. Любопытно выглядит при этом кривая итоговой функции, обозначенная на рис. 5.3.6 – оригинал: Рис. 5.3.6. Графическое изображение результатов учета 52-летних колебаний, наложенных на 83-летние, во временном ряду индекса аридности за вегетационный период - «период 52» и являющаяся наложением на параболу 82-летних периодических колебаний, а на них еще и 52-летних колебаний. Впрочем, амплитуда короткопериодических колебаний невелика, и поэтому при прогнозировании временных рядов индексов аридности этими колебаниями можно пренебречь.
В общем, в изменчивости индекса аридности Мартонна обнаружены следующие компоненты: 1) случайные изменения от года к году; 2) вековые периодические колебания; 3) увеличение во времени, близкое к прямолинейному. Случайная и потому не прогнозируемая изменчивость велика, поэтому прогноз на любой конкретный год будет ненадежным. Напротив, наш прогноз общей тенденции изменения индекса аридности на ближайшие десятилетия оправдается.
Разумеется, ожидаемое уменьшение засушливости климата Луганщины в грядущее полстолетие является одним из оснований для «климатического оптимизма». В общем, на исследованном временном интервале, с 1838 г. по 2015 г., в целом происходило близкое к линейному уменьшение степени аридности (сухости) климата Луганщины, – как в целом за год, так и в теплый сезон года (апрель-сентябрь). Одновременно аридность климата периодически колебалась (вековые циклы). Примерно с 2020 г. прогнозируется очередное снижение степени сухости климата, которое будет продолжаться около полувека.

6. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ КЛИМАТА ЛУГАНЩИНЫ

Обобщая результаты исследований, представленные в предыдущих разделах, отметим, что в Луганщине за время наблюдений на Луганской метеостанции при небольшом (~1,750С) росте среднегодовой температуры на несколько градусов повысились зимние температуры, тогда как температуры июля, августа, сентября и октября практически не изменились; стало больше выпадать осадков; повысились показатели увлажненности территории; понизилась степень континентальности климата. Эти изменения объективно благотворны.
В разделах 2-5 мы уже отмечали, что нелинейное сглаживание значений экологических факторов монотонно изменяющимися не периодическими функциями не давало сколько-нибудь заметного положительного эффекта в сравнении с выравниванием прямой линией. В табл. 6.1 (Оригинал: Таблица 6.1 Среднеквадратичные ошибки аппроксимации аналитического сглаживания временных рядов экологических факторов) приведены подтверждающие сказанное среднеквадратичные ошибки аппроксимации наиболее часто используемых для сглаживания временных рядов функций: прямой линии (полинома первой степени) и квадратичной параболы (полинома второй степени).
Значения ошибок очень близкие, хотя для параболы они, как и должно быть, хоть чуть-чуть, да меньше (табл. 6.1). Поэтому можно принять, что на исследуемом временном интервале средний ход исследованных факторов был весьма близок к прямолинейному. Поскольку прямолинейная функция – частный случай квадратичной параболы, при аналитическом сглаживании вместо уравнения прямой можно практически всегда использовать уравнение квадратичной параболы.
Вековая цикличность основных климатических факторов была обнаружена более десяти лет назад (Долгих Е.Д. и др. 2006а, 2006б; Соколов И.Д. и др., 2005а, 2005б, 2010; Соколова Е.И. и др., 2007 и др.). На рис. 6.1 графически изображено сглаживание ряда климатических факторов периодическими функциями с продолжительностью циклов, равной 100 годам, наложенными на прямые линии (Соколов И.Д. и др., 2010; Долгих Е.Д., 2012). Очевидно, что использование периодических функций позволило определенно лучше согласовать теоретические значения с эмпирическими по всем факторам, кроме среднегодовой температуры (рис. 6.1).
Использованное нами в то время программное обеспечение не позволяло быстро проверить, не лучше ли согласуются с исходными данными тоже считающиеся «вековыми», но не точно 100-летние циклы. Именно опасениями такого рода вызвана осторожность в отношении 100-летних циклов. В одном из абзацев книги 2010 г. Дословно отмечалось следующее (Соколов И.Д. и др., 2010): «Говоря о вековом цикле, мы не настаиваем на том, что его продолжительность точно равна 100 годам. При сильной изменчивости по годам исследуемых факторов с точностью до года установить на глаз начало цикла, его конец и продолжительность невозможно. Но именно эти величины оцениваются визуально, потом вводятся в компьютер и используются при работе программы сглаживания эмпирических временных рядов тригонометрической функцией. Амплитуду колебаний, которая по многим исследованным признакам значительная (рис. 6.1б-е), машина находит сама». (Оригинал: Рис. 6.1. Многолетняя динамика экологических факторов (Соколов И.Д. и др., 2010).
«Следует также иметь в виду, что продолжительность ряда последовательных циклов не обязательно должна быть строго одинаковой. В природе происходят циклические изменения с неравной продолжительностью цикла. Например, известен 11-летний цикл солнечной активности: в среднем 11-летний, но отдельные циклы оказываются более или менее продолжительными» (Хаин В.Е., Халилов Э.Н., 2007, 2008).
Для быстрого выявления во временных рядах периодических компонент изменчивости пришлось усовершенствовать программное обеспечение. С его помощью удалось быстро уточнить продолжительность вековых и обнаружить короткопериодические (от 15 до 42 лет) циклы (табл. 6.2). Вследствие малого объема выборки по признаку «относительная влажность воздуха» продолжительность цикла не установлена  (в табл. 6.2 – оригинал: Таблица 6.2 Продолжительность циклов в годах по разным климатическим факторам  по данным Луганской метеостанции).
Рассмотрим аналитическое сглаживание временных рядов на условных примерах, которые позволяют глубже понять суть возникающих при этом проблем. Анализу будут подвергаться два временных ряда (№1 и №2). Временный ряд №1 представлен двойным рядом чисел (N=50):
x 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
y 34 33 32 31 30 29 30 31 32 33 34 36 38 40 42 43 42
x
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
y
40 38 36 34 33 32 31 30 29 30 31 32 33 34 36 38 40
x
35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
y 42 43 42 40 38 36 34 33 32 31 30 29 30 31 32 33
В ряде №2 в сравнении с рядом №1 исключены десять пар значений, – пять первых и пять последних. Временной ряд №2 включает следующие пары чисел (N=40):

x 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
y 29 30 31 32 33 34 36 38 40 42 43 42 40 38
x
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
y 36 34 33 32 31 30 29 30 31 32 33 34 36 38
x
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
y 40 42 43 42 40 38 36 34 33 32 31 30

Сглаживание временных рядов при периодических колебаниях тригонометрическими функциями требует наличия исходных данных не менее чем за один, лучше за два и большее количество полных циклов. Оно безразлично к тому, какое именно значение X принимается за начало области определения функции, за начало обучающей совокупности. Во временных рядах №1 и №2 нашего условного примера началом обучающей совокупности может быть взято минимальное значение Y = 29 при X = 6, то есть первая нижняя точка на графиках (рис. 6.2 - Рис. 6.2. Два полных цикла колебаний, 6.3 - Рис. 6.3. Более двух полных  циклов  колебаний).
В этом случае параметры тригонометрической функции регрессии оцениваются по двум полным циклам, на временном интервале от x=6 до x=45. Можно найти параметры тригонометрической функции и на временном интервале от x=16 до x=36, на одном полном цикле (на графиках рис. 6.2 и рис. 6.3 это от первой верхней точки до следующей верхней точки). Однако, определение функции по одному полному циклу в общем случае менее надежно, чем по двум циклам.
Важно, что при анализе временного ряда №1 для оценки параметров периодической функции можно взять 40 любых последовательных, лучше последних, пар значений X-Y. При анализе временного ряда №1 это будут пары значений от X = 11 (11-34) до X = 50 (50-33); эти значения формируют обучающую совокупность. Данные за первые десять лет при таком подходе не учитываются при нахождении параметров тригонометрического уравнения регрессии; они составляют проверочную совокупность.
Применительно к климатическому фактору «среднегодовая температура» 28 первых пар значений годы – температура не используются программой при нахождении параметров тригонометрической периодической функции, образуя проверочную совокупность. Все 150 последующих пар значений (два полных 75-летних циклов) входят в обучающую совокупность, по данным которой определяются параметры тригонометрической периодической функции.
По фактору «годовая сумма осадков» вековой цикл равен 82 годам, поэтому обучающая совокупность представлена 164 последними парами значений годы-суммы осадков. Первые 14 пар значений временного ряда этого фактора входят в проверочную совокупность. Аналогично поступали и при анализе других климатических факторов.
Строго говоря, в условиях циклической изменчивости для сглаживания прямой линией следует брать данные за один или большее количество полных циклов. Кроме того, за начало обучающей совокупности при прямолинейном сглаживании обязательно берется либо точка с минимальным, либо точка с максимальным значением периодической функции. Следовательно, лучше вначале с помощью экспоненциального выравнивания или сглаживания тригонометрической периодической функцией найти эти точки, а уже потом производить прямолинейное сглаживание. Некоторые возможные ошибки, связанные с некорректным выбором начала обучающей совокупности, иллюстрирует рис. 6.4 а, б. (Оригинал: Рис. 6.4. Ошибки в выборе начала цикла для прямолинейного аналитического сглаживания).

Здесь, как и на рис. 6.2, 6.3, рассматриваются периодические колебания при неизменном среднем уровне какого-либо показателя, изображенном прерывистой прямой, параллельной оси абсцисс. На рис. 6.3 представлен случай, когда прямолинейное сглаживание производится по данным одного полного цикла колебаний, но за начало ряда принята точка пересечения восходящей ветви периодической кривой с прямой, иллюстрирующей средний уровень функции. В этом случае по результатам прямолинейного регрессионного анализа приходим к ошибочному заключению об уменьшении во времени среднего хода функции (рис. 6.4а). В случае, изображенном на рис. 6.4б, за начало периода колебаний принята точка пересечения нисходящей ветви кривой периодической изменчивости с прямой, иллюстрирующей средний уровень функции. Приходим к ошибочному выводу об изменении среднего уровня функции, а именно его увеличении (рис. 6.4б).
Здесь на условных примерах рассматривались временные ряды, включающие один или два полных цикла колебаний. Если объем ряда велик в такой степени, что включает около десяти и более полных циклов колебаний, то ошибки, связанные с неточностями в выборе начала обучающей совокупности, минимальны, и ими обычно можно пренебречь. Последнее относится к описанным в настоящей монографии короткопериодическим колебаниям климатических факторов.
При циклической изменчивости сглаживание временного ряда квадратичной параболой будет вполне корректным в том случае, если он осуществляется по нескольким полным циклам. Причем, за начало обучающей совокупности, как и при сглаживании прямолинейной функцией, принимается либо точка с минимальным значением периодической функции (первая нижняя точка на графиках (рис. 6.2, 6.3)), либо точка с максимальным значением периодической функции (первая верхняя точка на графиках (рис. 6.2, 6.3)).
Выберем для исследования из временного ряда №1 один полный цикл, начиная с пары значений 16-43 и заканчивая 35-43 (N=20). Параболическая кривая почти полностью совпадает с периодической кривой (рис. 6.5 - Рис. 6.5. Сглаживание данных одного полного цикла колебаний прямой, параболой и периодической кривой).


Коэффициент корреляции теоретических значений параболической и периодической функции очень высокий (r= 0,98***, p = 0,0001). Напомним, что в условном примере средний ход функции или общий тренд графически изображает прямая линия, параллельная оси абсцисс (рис. 6.2, 6.3). Парабола, построенная по данным одного полного цикла, почти полностью повторяя ход периодической кривой, оказывается непригодной для выявления общего тренда. Для этой цели требуются данные о двух или большем количестве полных циклов.
Если взять для анализа временный ряд №1, включающий данные о двух полных циклах (рис. 6.2), все становится на свои места. Квадратичная парабола, практически полностью совпадая с прямой линией, идущей параллельно оси абсцисс, правильно отражает общий тренд.
Временной ряд №1 отличается от ряда №2 тем, что в нём имеются 5 пар значений до первого полного цикла (в начале ряда), и 5 пар значений после второго полного цикла (в конце ряда) (рис. 6.2, 6.3). Тренд временных рядов №1 и №2 одинаковый – неизменный средний уровень (рис. 1, 2). Но если для анализа использовать все 50 пар значений ряда №1, то при сглаживании квадратичной параболой получаем результаты, графически представленные на рис. 6.6 – оригинал: Рис. 6.6. Результаты сглаживания временного ряда №1 квадратичной параболой. Парабола в этом случае вначале поднимается, а потом опускается, и не отражает общий тренд. Это лишнее свидетельство в пользу требования использовать для описания тренда данные двух и большего числа полных циклов.
Продолжительность одного полного цикла t можно понимать как проекцию на ось абсцисс расстояния от одной нижней точки на графике периодической функции до соседней такой же точки, либо как такую же проекцию расстояния между верхними точками (рис. 6.7а-в – оригинал: Рис. 6.7. Схематические изображения периодической изменчивости при разных трендах: а – линейное увеличение, на которое наложены периодические колебания; б – периодические колебания при неизменном среднем уровне; в – линейное уменьшение, на которое наложены периодические колебания). Продолжительность периода t равна также расстоянию на временной шкале между точками А и С, точками перехода через линию среднего хода значений показателя (рис. 6.7б). В этом случае период оказывается подразделенным на два полупериода: полупериод с увеличенными значениями показателя (на интервале А – В) и полупериод с уменьшенными его значениями (на интервале В – С) (рис. 6.7б). Поскольку колебательный процесс понимается как непрерывный во времени, в общем случае величину t можно рассматривать как расстояние между симметричными точками соседних периодов, например между В и D (рис. 6.7б).
В кривой периодических изменений функции в ситуации, когда средний уровень остается постоянным во времени, закономерно чередуются одинаковые по продолжительности временные промежутки увеличения (t1) и уменьшения (t2) значений показателя (рис. 6.7б). Именно поэтому, принимая, скажем, 82-летнюю цикличность мы можем утверждать, что 41 год роста показателя сменится 41 годом его понижения, а потом все повторится. Однако следует помнить, что здесь мы допускаем определенное упрощение.
В действительности по всем исследованным факторам имели место более или менее сильные изменения их среднего уровня во времени. Изменения среднего уровня показателей приводят к тому, что временные промежутки, на которых происходит увеличение и уменьшение показателей, оказываются неодинаковыми. Если средний уровень увеличивается, то участок роста оказывается больше участка падения (рис. 6.7а), и наоборот (рис. 6.7в). В частности, во временном ряду климатического фактора «годовая сумма осадков» участок подъема составляет 44 года, а участок падения 38 лет (рис. 3.3). Столь большое различие связано со значительным и  близком к линейному ростом среднего уровня количества осадков с 1838 г. И по настоящее время. Напротив, по показателю континентальности К, который в это время (в 1838-2015 гг.) уменьшался, 49 лет уменьшения сменяются 35 годами его подъема (рис. 2.4).
По этой же причине на периодических кривых динамики климатических факторов даже при одной и той продолжительности периода t точки смены на противоположные направлений изменений (увеличение на уменьшение или уменьшение на увеличение) для различных факторов соответствуют не одному и тому же году. В этом можно убедиться, сравнив динамику изменений температуры тёплого и холодного сезонов (рис. 2.3.4, 2.3.8). Очередная смена на противоположные изменений многих климатических  факторов произошла в разные годы в начале XXI века.
Без учета векового цикла суждения о динамике ключевых природных экологических факторов не только оказываются неполными, ненадежными, но и подчас просто ошибочными.  Выше отмечали, в частности, что на большей части Украины в 1900-2000 гг., как  и на более широком временном интервале, а именно в 1838-2015 гг., в Луганщине, количество осадков в целом увеличивалось. Однако это не означает, что оно так же изменялось на всех временных интервалах. На фоне близкого к линейному общего роста сумм осадков, они периодически изменялись: то уменьшались (отрицательные значения коэффициентов корреляции годы-осадки), то увеличивались (положительные значения коэффициентов корреляции годы-осадки) (табл. 6.3 - Таблица 6.3
Значения коэффициентов корреляции пар значений годы (х) – годовая сумма осадков (y) на разных временных интервалах (Соколов И.Д. и др., 2010)).
До сих пор мы ограничивались теоретическим рассмотрением цикличности, проявляющейся в том, что значения периодической функции, наложенной на прямую или параболу, то увеличиваются, то уменьшаются, снова растут и снова понижаются и т. д. Так и бывает, когда амплитуда колебаний в сравнении с монотонными непериодическими изменениями, на которые колебания накладываются, достаточно велика (рис. 6.7а, в). При уменьшении амплитуды колебаний проявление цикличности может оказаться иным: быстрый рост итоговой функции сменяется ее более медленным увеличением, а потом се повторяется (рис. 6.8 - Рис. 6.8. Один из случаев проявления цикличности). Встречаются и промежуточные случаи, в частности рост – отсутствие роста – рост – отсутствие роста и т. д.
Рассмотрим в этой связи динамику температуры. Во временном ряде температуры тёплого сезона обнаружен 75-летний цикл (табл. 6.2), подробно описанный в разделе 2.3.1. Во временном ряде температуры холодного сезона также имеет место 75-летний цикл, но колебания температур этого сезона происходят в противофазе (рис. 2.3.10) и с меньшей амплитудой. В результате среднегодовые температуры почти не обнаруживают вековых колебаний; колебания температуры теплого и холодного сезонов почти компенсируют друг друга.
При рассмотрении временного ряда температуры тёплого сезона, выровненного путем экспоненциального сглаживания, заметна еще и 15-летняя цикличность. Можно сказать, что в этом случае в каждый 75-летний цикл вложены по пять 15-летних. Вероятно, подобную ситуацию имел в виду С.А. Тобратов (2014), когда писал, что «при периодических колебаниях есть мелкие, вписывающиеся в вековые». Короткопериодические, 15-летние колебания теплого и холодного сезонов в  противофазе с близкой амплитудой, практически компенсируют друг друга, и поэтому во временном ряде среднегодовой температуры 15-летняя цикличность не обнаруживается.
На рис. 2.5.5 графически представлен результат аналитического сглаживания временного ряда среднегодовой температуры периодической функцией (75-летний цикл), наложенный на параболу. Виден полный цикл, от одной нижней точки до другой нижней точки, и два неполных цикла. Интересно, что в первом цикле повышение температуры изменялось на понижение во втором, полном цикле повышение сменялось отсутствием изменений; в третьем сравнительно быстрый рост переходит в более умеренное увеличение (рис. 2.5.5). В трёх последовательных циклах наблюдается три различных проявления периодичности (увеличение-уменьшение; увеличение – отсутствие изменений; быстрое увеличение – медленное увеличение) (рис. 2.5.5). Причина в том, что рост температуры по параболе ускоряется во времени.
Продолжительность вековых циклов по  исследованным нами климатическим факторам неодинаковая (табл. 6.2). Вероятно, это связано с тем, что причины (комплексы причин), вызывающие цикличость, разнятся для разных факторов. Тем не мнее вековые колебания климатических факторов на изученном временном интервале (1838-2015 гг.) в определенной степени синхронизированы. В частности, чем больше выпадает осадков, тем меньше температура теплого полугодия и наоборот (рис. 6.1в, г-е). Можно ли в данном случае говорить о причинно-следственной связи, не вполне ясно. Примерно сорок лет с повышенными суммами осадков (рис. 6.1г-е), значениями ГТК (рис. 6.1ж) и баланса влаги (рис. 6.1з) сменяются сорока годами с пониженными значениями этих факторов.
Авторы книги «Климат Украины» (Клімат України, 2003) не указывают на наличие векового цикла в динамике ключевых климатических факторов. Этот цикл, вероятно, был не замечен по той причине, что в этой книге анализировались данные метеостанций Украины лишь за столетие (1900-2000 гг.). Для обнаружения векового цикла необходим анализ данных за больший промежуток времени, что и сделано нами, сотрудниками Луганского НАУ по данным Луганской метеостанции (данные за 1838-2015 гг.).
Вековая цикличность основных климатических факторов не исключает наличия более продолжительных циклов, на которые наложены вековые циклы. Доказано, в частности, существование периодической изменчивости климата, известное как чередование в Европе ледниковых и межледниковых периодов, описанное нами в разделе 2.6.
Исследование причин изменения климата Луганщины не являлось задачей нашей работы, но их следует искать, прежде всего, среди космических изменений. Известно, что изменения солнечной активности, в частности той, которая проявляется в изменениях пятнообразования на Солнце, оцениваемого числами Вульфа, влияют на ряд процессов, происходящих на Земле. В   табл. 6.4 – в оригинале: Таблица 6.4 Результаты корреляционного анализа связи чисел Вульфа с температурными факторами приведены коэффициенты корреляции и детерминации пар переменных, в которых за независимую переменную принимали числа Вульфа, а за зависимые – температура (среднегодовая, за тёплый сезон и за холодный сезон).
Повышение солнечной активности, выражаемой числами Вульфа, увеличивает температуру атмосферного воздуха, что представляется вполне логичным (табл. 6.4). Земное эхо космических бурь (Васильев А.В., Мельникова И.Н., 2002; Лучков Б., 2006).
Коэффициенты корреляции положительные, малые по величине; два из них значимые, один – незначимый (табл. 2.5.1). Можно согласиться, что солнечная активность влияет на температуру атмосферного воздуха, но сила её влияния малая, составляет менее 0,04 (менее 4%) от суммарного влияния всех причин изменчивости температуры воздуха. Кроме того, вывод о влиянии солнечной активности (чисел W) на температуру достоверен лишь для двух обсуждаемых здесь температурных факторов (табл. 2.5.1).
Интересные соображения о цикличности всех без исключения естественных процессов на Земле приводит в своей работе Ю.М. Алёхин (1975, с. 4). Он пишет: «Если цикличность всех земных процессов является всеобщей и фундаментальной, то она есть закон существования природы и поэтому каких-либо конкретных физических причин возникновения и существования не имеет. Доискиваться до физических причин цикличности равносильно, например, поискам причин законов всемирного тяготения или, например, закон Кулона» (Алёхин Ю.М., 1975, с. 6). Не доискивались до причин цикличности изменений климата и мы, тем более что использованные для прогнозирования климатических изменений методы не требуют знания этих причин (Капица С.П. и др., 2001).

7. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА
ЛУГАНЩИНЫ

Переменная, от которой мы строим зависимость экологических факторов, являющаяся в нашем случае годами, называется независимой переменной (по-английски independent variable), или предиктором (от английского predict – предсказывать). Общая идея состоит в том, чтобы по значениям предикторов предсказывать значения зависимой переменной (Боровиков В., 2003).
Случайные отклонения значений экологических факторов от трендов большие, поэтому прогноз этих значений для какого-либо конкретного года по уравнениям трендов будет ненадежным. Лучше обстоит дело с прогнозом среднего уровня какого-либо фактора за ряд лет. Случайные отклонения от тренда в обе стороны в значительной степени компенсируют друг друга, и прогноз за ряд лет на проверочных совокупностях оказывается довольно точным.
В настоящее время существует целый арсенал методов прогнозирования временных рядов:
- экспоненциальное сглаживание;
- аналитическое сглаживание при использовании регрессивного анализа;
- методы ARIMA (Autoregressive Integrated Moving Average);
- нейронные сети.
Сразу отметим, что наши попытки прогнозирования климатических факторов с помощью нейронных сетей оказались безрезультатными, вероятно, из-за недостатка количества наблюдений. В книге «Нейронные сети…» (2008, с. 78) сказано так: «Для большинства реальных задач, как правило, достаточно нескольких сотен или тысяч наблюдений. Для особо сложных задач может потребоваться еще большее количество, однако очень редко может встретиться (даже тривиальная) задача, где хватило бы менее сотни наблюдений». В своем исследовании по большинству климатических показателей мы располагали 178 наблюдениями, но не сотнями, и тем более не тысячами.
Экспоненциальное сглаживание – наиболее простой универсальный способ построения прогнозов. Часто он дает эффективные результаты. Однако этот метод не позволяет строить доверительные интервалы и, следовательно, рассчитать риски при использовании прогнозов (Боровиков В.П., Ивченко В.Г., 2006).
При работе системы STATISTICA вычисляются прогнозные значения исследуемых факторов на несколько (по умолчанию на десять) каждого из грядущих лет.
На аддитивных моделях, как и в нашем случае, прогноз строится по формуле (Боровиков В.П., Ивченко В.Г., 2006):
Forecast(t) = S(t) + i(t – lag),
где t – сглаженный «сезонный фактор»:
i(t) = i(t – lag) + ;(1 – ;)e(t),
где е(t) – разность между наблюдаемым рядом и прогнозом в момент времени t;
lag – «сезонный период».

Продолжительность сезонного периода (сдвига, лага) по умолчанию берется равной 12. При экспоненциальном сглаживании короткопериодические изменения обычно полностью нивелируются и в выровненном ряде не обнаруживаются, а вот вековые колебания и общий ход изменений, напротив, становятся более заметными, чем в исходном временном ряде. Ожидавшиеся изменения ключевых климатических факторов приведены в табл. 7.1 - Таблица 7.1 Ожидаемые значения природных экологических факторов в последующие 10 лет после 2006 года  (по прогнозным данным, полученным методом экспоненциального выравнивания в системе STATISTICA) (Соколов И. Д. и др., 2010).
В общем, в 2007-2016 гг. ожидалось небольшое понижение температуры холодного полугодия, а теплого (вегетационного периода) – повышение; годовой суммы осадков, как и суммы осадков за холодное и теплое полугодия, – понижение. Климат прогнозировался более континентальный и менее влажный. Эти заключения полностью согласовывались с результатами аналитического сглаживания временных рядов периодическими тригонометрическими функциями. Совпадение выводов, полученных при работе разными методами выравнивания рядов динамики и прогнозирования, понималось как свидетельство реальности векового цикла в изменчивости основных природных экологических факторов.
ARIMA или в русской транскрипции АРПСС (авторегрессии и проинтегрированного скользящего среднего) – важный класс параметрических моделей, описывающий и нестационарные ряды и имеющий большое практическое значение (Боровиков В.П., Ивченко В.Г., 2006). Методы ARIMA универсальны, и особенно широко используются для прогнозирования временных рядов в экономических исследованиях. Прогнозирование с использованием ARIMA является более сложным делом, чем при экспоненциальном сглаживании.
Прогнозирование моделей автогрессии и проинтегрированного скользящего среднего реализуется в следующей последовательности этапов (Боровиков В.П., Ивченко В.Г., 2006; Долгих Е.Д., 2010):
- идентификация или определение модели, которая описывает наблюдаемый временной ряд;
- определение количества параметров модели;
- оценка параметров модели; 
- исследование адекватности модели;
- прогноз.
Многие временные ряды, наблюдаемые на практике, с приемлемой степенью точности могут быть отнесены к одному из следующих пяти классов (Боровиков В.П., Ивченко В.Г., 2006):
- модели с одним параметром авторегрессии: p = 1, q = 0;
- модели с двумя параметрами авторегрессии: p = 2, q = 0;
- модели с одним параметром скользящего среднего: p = 0, q = 1;
- модели с двумя параметрами скользящего среднего: p = 0, q = 2;
- модели с одним параметром авторегрессии и с одним параметром скользящего среднего: p = 1, q = 1.
Имеются практические критерии определения этих моделей с помощью автокорреляционных и частных автокорреляционных функций, использование которых описано В.П. Боровиковым и  В.Г. Ивченко (2006). Тем не менее, достаточно хорошо отработанный алгоритм идентификации моделей отсутствует. По графикам автокорреляционной и частной автокорреляционной функций сделать уверенный выбор класса моделей нередко трудно. Поэтому на этапе идентификации целесообразно определить несколько подходящих (приемлемых) моделей и затем, оценив их параметры и исследовав остатки, оценить адекватность моделей, выбрав далее наилучшую модель из нескольких возможных.
Следует иметь в виду, что прогнозирование с использованием ARIMA требует от пользователей персональных компьютеров высокой профессиональной и математической грамотности. Составление удачного, то есть оправдавшегося, прогноза – это и наука, и одновременно искусство, включающее элемент интуиции.
Ожидаемые значения (forecast) свидетельствуют о том, что в целом в дальнейшем будет происходить уменьшение количества осадков (рис. 7.1 - Рис. 7.1. Результаты использования методов ARIMA для прогнозирования годовой суммы осадков). Ожидаемые значения по лучшей модели ARIMA данного климатического фактора на десять лет следующие: 2009 г. – 423,5 мм; 2010 – 385,3 мм; 2011 – 393,8 мм; 2012 – 400,1 мм; 2013 – 385,7 мм; 2014 – 387,1 мм; 2015 – 387,8 мм; 2016 – 380,5 мм; 2017 – 379,8 мм; 2018 – 378,9 мм. Среднее значение показателя «годовая сумма осадков» в 2009 – 2013 гг. ожидалась на уровне 397,6 мм; в 2014-2018 – 382,8 мм. О начавшемся уменьшении годовой суммы осадков в вековом цикле свидетельствуют, как уже отмечалось выше, также прогнозирование по периодической тригонометрической функции и с помощью экспоненциального сглаживания. Такое совпадение вполне ожидаемое, ведь истина одна.
Методы ARIMA позволяют получить не только прогнозные значения интересующего исследователя фактора, но и их стандартные ошибки, построить доверительные интервалы (рис. 7.1). Однако эффективно использовать это преимущество ARIMA затруднительно из-за слишком больших и стремительно нарастающих со временем стандартных ошибок ожидаемых значений. В нашем случае ожидаемая годовая сумма осадков  в 2009 г. С учетом ошибки составляет 423,5 ± 116,0 мм; в 2018 г. 378,9 ± 201,8 мм.
Определенно, большие стандартные ошибки прогнозных значений являются правилом для методов ARIMA, их видим даже в примерах, приводимых в учебных пособиях (см. например, Боровиков В.П., Ивченко В.Г., 2006; Царенко О.М. та інш., 2000). На рис. 7.2 (Рис. 7.2. Результаты использования методов ARIMA для прогнозирования температуры холодного полугодия) представлена реализация методов ARIMA при прогнозировании температуры холодного полугодия.
Ожидаемые значения свидетельствуют о том, что основной тенденцией в 2009-2018 гг. будет понижение температуры (рис. 7.2). Теоретические значения по лучшей модели ARIMA данного климатического фактора на десять лет вперед следующие (в 0С): 2009 г. – 0,52; 2010 – 1,02; 2011 – 0,24; 2012 – (- 0,15); 2013 – 0,53; 2014 – 0,62; 2015 –  0,34; 2016 – (- 0,05); 2017 – 0,46; 2018 – (-0,03). Среднее значение показателя «температура холодного полугодия» в 2009 – 2013 гг. ожидается на уровне 0,430С, в 2014-2018 гг. на уровне 0,270С. О начавшемся понижении температуры холодного полугодия свидетельствуют также прогнозирование по периодической тригонометрической функции и с помощью экспоненциального сглаживания. На рис. 7.3 (Рис. 7.3. Результаты использования методов ARIMA для прогнозирования температуры теплого полугодия)  представлена реализация методов ARIMA при прогнозировании температуры тёплого сезона.
Рис. 7.3 свидетельствует, что использованная модель, а это лучшая из проверявшихся нами моделей, по формальному критерию адекватная. Однако её нельзя назвать «хорошей», поскольку ошибки намного больше фактической изменчивости показателя. В таких условиях прогноз становится малонадежным. В целом прогноз таков, что температура теплого полугодия ожидается примерно такой же, которой была в последние годы (рис. 7.3). Напомним, что по двум другим методам прогнозировалось небольшое повышение температуры теплого полугодия, что нам и представлялось тогда наиболее вероятным (Соколов И. Д. и др., 2010). В действительности, так и произошло – температура тёплого сезона в 2009-2015 гг. росла (см. раздел 2.3.1).
В книге И.Д. Соколова и др. (2010) приводятся результаты прогнозирования ключевых климатических факторов по тригонометрическим периодическим функциям (100-летние циклы), наложенным на прямые линии. Кроме регрессионного анализа для прогнозирования использовали также экспоненциальное сглаживание и методы авторегрессии и проинтегрированного скользящего среднего (ARIMA) (Боровиков В.И., Ивченко В.Г., 2006). Сейчас имеются данные еще за семь лет (2009-2015 гг.), и можно сказать, что прогнозы, сделанные в 2010 г., в целом подтвердились.
В настоящее время по большинству исследованных климатических факторов обнаружены три прогнозируемые компоненты изменчивости: 1) медленные монотонные изменения во времени среднего уровня фактора, описываемые прямой линией или квадратичной параболой, 2) вековые циклические колебания продолжительностью от 75 до 84 лет в зависимости от фактора,     3) короткопериодические (15-20 лет) колебания.
Уточнение продолжительности вековых циклов и обнаружение короткопериодических колебаний позволило создать более адекватные модели динамики климатических факторов, учитывающие все прогнозируемые компоненты изменчивости. По фактору «среднегодовая температура воздуха» прогностическая модель учитывает две компоненты изменчивости, поскольку короткопериодические колебания по этому фактору по изложенным в разделе 2.5 причинам отсутствуют. По фактору «относительная влажность воздуха» модель тоже учитывает две компоненты, – общий тренд и короткопериодическая цикличность; вековой цикл из-за сравнительно небольшой выборки (71 год) не может быть установлен.
Прогнозирование на большую перспективу, на один, вековой цикл, на 30-50 лет (половина векового цикла) вперед и на 10 ближайших лет имеет свои особенности. При прогнозировании на большую перспективу основную роль играют медленные монотонные изменения во времени среднего значения функции (тренд), оцениваемые при регрессионном анализе (прямолинейное сглаживание или сглаживание квадратичной параболой). В том случае, когда преимущества параболы над прямой линией очень малое или неочевидное, а оно является таковым практически по всем исследованным климатическим факторам, можно сделать прогноз и по прямой линии, и по параболе, а потом сравнить полученные результаты.
Поясним сказанное примером, а именно прогнозированием годовой суммы осадков. Как ясно из сравнения ошибок аппроксимации и коэффициентов корреляции между ожидавшимися и наблюдавшимися значениями суммы осадков, прямая линия и квадратичная парабола при аналитическом сглаживании дают практически одинаковые результаты (табл. 3.3). По этой причине графические изображения прямой линии и параболы практически сливаются (рис. 3.3). Увеличение количества осадков за год составляет 0,7207 мм (табл. 3.2). Значит, через один полный цикл продолжительностью 82 года, то есть к концу XXI столетия, увеличение годовой суммы осадков произойдет на ~ 59 мм.
Другой пример. По климатическому фактору «среднегодовая температура» прогноз на один вековой цикл вперёд, то есть на 2090 г., с использованием прямолинейной функции составляет 9,760С; на 0,740С больше, чем в 2015 г. По параболе прогноз на 2090 г. 12,150С; на 2,620С больше, чем в 2015 г. Вероятно, 0,740С можно принять за минимальную оценку роста температуры; а 2,620С – за максимальную. Скорее всего, следует ожидать увеличение среднегодовой температуры на 1-20С.
Если исследователя интересует, что будет, например, в ближайшие 30 лет, то тогда следует внимательно посмотреть график периодической функции векового, в данном случае 82-летнего, цикла. Прямая линия делит каждый период этого цикла на два полупериода: верхний полупериод с более высокими значениями годовой суммы осадков и нижний полупериод с меньшими значениями количества осадков (рис. 3.3). На границе нулевых и десятых годов XXI века начался и в ближайшие 30 лет будет продолжаться нижний полупериод с пониженными значениями годовой суммы осадков. В середине XXI столетия начнется полупериод векового цикла с повышенным количеством осадков (рис. 3.3). Это утверждение согласуется и с результатами прогнозирования при экспоненциальном сглаживании (рис. 3.2).
С понижением температуры растет потребность людей в верхней одежде и несколько увеличивается потребность в пище и кормах – энергетических источниках поддержания постоянной температуры тела людей и домашних животных. Понижение зимних температур ухудшает условия хозяйственной, в том числе сельскохозяйственной деятельности людей (Долгих Е.Д. и др., 2010). Возрастает риск повреждения и гибели при перезимовке озимого ячменя, озимого рапса, озимой пшеницы, теплолюбивых плодовых культур (персика, нектарина, абрикоса), винограда в не укрывной культуре и др. Рост летних температур, сопровождающийся уменьшением количества осадков, приведет к понижению продуктивности природных биосистем и без реализации специальных мер может привести к уменьшению урожайности сельскохозяйственных культур. В холодный сезон у нас – отопительный сезон. Для обогрева жилых и производственных помещений при понижении наружной температуры в средине XXI века придется больше генерировать тепловой энергии. Необходимо принятие мер по уменьшению негативных последствий ожидаемых в ближайшие десятилетия изменений природных экологических факторов. Рассмотрение этих мер выходит за рамки настоящей книги.
Если исследователя интересует, что будет с осадками в ближайшие годы, то ответ на этот вопрос можно получить, рассматривая график итоговой функции (рис. 3.3, 3.4). Очевидно, что из-за существования 31-летней циклической изменчивости начинаются годы, в течение которых произойдет небольшое увеличение количества осадков, которые сменяются их уменьшением, и это уменьшение будет продолжаться до средины XXI века (рис. 3.4). Прогноз климатических факторов на ближайшие годы представлен в табл. 7.2 (Таблица 7.2 Прогноз изменений климатических факторов на 2016 – 2025 гг.).
Прогноз изменений климатических факторов в Луганщине на один большой цикл вперед во времени, на конец XXI века, представлен в табл. 7.3. Сравнивая прогнозируемые изменения с наблюдавшимися в 1838-2015 гг., приходим к выводу, что основные тенденции изменений будут сохраняться. В частности, будет продолжать увеличиваться температура воздуха (табл. 7.3).  Как и в 1838-2015 гг., температура холодного сезона будет расти быстрее температуры тёплого сезона. Правда, различие скоростей изменений между сезонами ожидается менее значительным (табл. 7.3). Годовая сумма осадков будет расти такими же темпами, как в 1838-2015 гг. (табл. 7.3), но почти исключительно за счет роста в холодный сезон. А вот сумма осадков за теплый сезон, являющимся вегетационным периодом, останется практически такой же, какой она была в 2015 г. (табл. 7.3). В отличие от этого, в 1838-2015 гг. сумма осадков за вегетационный период не сильно, но значимо увеличивалась. ГТК и баланс влаги свидетельствуют о том, что влагообеспеченность Луганщины останется примерно на том же уровне, на каком она была в 2015 г. (табл. 7.3).
В предшествующем разделе отмечалось, что в условиях периодических колебаний лучше производить сглаживание прямой линией и квадратичной параболой по нескольким полным циклам, причем за начало подвергаемой сглаживанию совокупности следует брать либо первое минимальное значение периодической функции, либо первое максимальное значение ее. В наших исследованиях анализируемые временные ряды по всем климатическим факторам лишь немногим больше по объему двух полных больших циклов (табл. 7.3).
В подобной ситуации использование всего временного ряда при проведении аналитического сглаживания прямой и квадратичной параболой практически равноценно сглаживанию с использованием только данных полных циклов.
В частности, при использовании данных двух полных циклов, а не всего временного ряда, по признаку «среднегодовая температура» при аналитическом сглаживании прямой линией получено прогнозное увеличение температуры к 2090 г. На 0,650С; при сглаживании квадратичной параболой – на 1,98 0С. Результаты одного порядка с теми, что приведены в табл. 7.3 (Таблица 7.3 Изменения климатических факторов в Луганщине за 1838-2015 гг.
и прогноз дальнейших изменений за время одного полного цикла колебаний).
  Зададимся вопросом, какая прогнозная оценка изменений климатических факторов на конец XXI века более надежна – по прямой линии или по квадратичной параболе? Очевидно, что прямая линия не учитывает ускорение роста среднегодовой температуры в последнее столетие, видное даже на глаз (рис. 2.5.2.). Значит, при использовании прямолинейной функции, прогнозируемое изменение среднегодовой температуры к 2090 г. Является, скорее всего, заниженным. С другой стороны, квадратичная парабола не предполагает замедление роста температуры, а потом и ее понижение. Между тем, так и будет, если имеют место циклические колебания с продолжительностью периода в несколько столетий. Оценка повышения температуры к 2090 г. По квадратичной параболе, скорее всего, является завышенной. Вероятно, лучше ориентироваться на приводимые в табл. 7.3. средние значения двух оценок.
Подчеркнем еще раз, что как на ближайшие десять лет, так и на более отдаленную перспективу какие-либо опасные, а тем более катастрофические изменения климата не прогнозируются. Примерно до середины XXI века количество осадков будет уменьшаться, хотя такой ход изменений будет нарушаться вследствие короткопериодической цикличности в динамике этого важнейшего для нашего региона климатического фактора. Так же будут изменяться и показатели увлажненности, а именно ГТК и баланс влаги. В целом, ожидаемые изменения являются неблагоприятными для населения и экономики Луганщины. Однако понижение уровня осадков, ГТК и баланса влаги до тех низких уровней, которые были в середине XX века, в середине XXI века не произойдет. Климатические условия в середине XXI века для населения и экономики Луганщины будут объективно хуже, чем сейчас, но лучше, чем были в середине XX века.
Примерно с середины XXI века начнется очередное заметное изменение большинства обсуждаемых здесь экологических факторов в благоприятном направлении (рост температуры холодного сезона и понижение температуры тёплого сезона, увеличение количества осадков, ГТК и баланса влаги и др.). Приводимый прогноз сделан при допущении статус-кво. Иначе говоря, он подтвердится лишь в том случае, если в дальнейшем не будет происходить ничего такого, что может существенно изменить принятые в математических моделях трендов закономерности. Можно ли быть полностью уверенными в том, что так и будет? Строго говоря, нет. Однако в настоящее время нет никаких данных в пользу того, что эти модели не имеют прогностической ценности.
Вряд ли можно сомневаться в том, что описанные в настоящей книге закономерности изменений ключевых климатических факторов характерны не только для Луганщины, но для большей части, если не всей, Украины. Более того, есть основания считать, что так же меняются исследованные нами факторы и на сопредельных территориях Российской Федерации. Ведь Россия в 30 км от Луганской метеостанции.

8. ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ РАСТИТЕЛЬНОГО МИРА В УСЛОВИЯХ  ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА

Описанные в предыдущих разделах долговременные изменения климата Луганщины вызывают изменения растительного мира. Их изучение позволяет обоснованно судить о том, что ожидает жителей региона в будущем.
Закономерные изменения ключевых климатических факторов, вообще климата при изменении широты местности определяют зональные особенности почв, растительного и связанного с ним животного мира. Луганщина располагается в северной степи, где доминирует травянистая растительность.
В нашем регионе существуют пять типов природной растительности: степная, лесная, луговая, прибрежно-водная и водная. Обычно отдельно выделяют еще и растительность обнажений различных геологических пород (петрофитная растительность), солончаков и т.д. В широком смысле слова к степям относят луговые (гигрофитные разнотравно – типчаково – ковыльные) степи, типичные степи и петрофитные или каменистые степи (Жадан В.И., 1994; Соколова Е.И., Долгих Е.Д., 2009;   Долгих Е.Д., Соколова Е.И., 2011). Растительный покров песков и солончаков тоже представлен травянистой растительностью, внешне схожей с обычной степной растительностью. В общем, для Луганщины характерны два основных типа растительности – степь в широком смысле слова и лес. В составе естественной или близкой к естественной растительности степи занимают наибольшую площадь (Соколов И.Д., 2005в).
Изучение ареалов, то есть границ территорий естественного распространения видов растений, и процессов, происходящих на границах лес – степь позволяют связать динамику растительного мира с изменениями климата. Результаты этих исследований и рассматриваются в данном разделе.

8.1. Смещение границ ареалов

Наблюдения показывают, что границы распространения (ареал) вида совпадают с некоторыми климатическими показателями (Уранов А.А., 1974). На рис. 8.1.1(Рис. 8.1.1. Зависимость распространения Ilex aquifolium от некоторых температурных условий) показана граница распространения вечнозеленого жестколистного кустарника падуба остролистного (Ilex aquifolium L). Его восточная граница проходит близко к январской изотерме 00С и  к линии, соединяющей пункты, в которых максимальная суточная температура выше 00С наблюдается в течение, по крайней мере, 345 дней в году. Весьма вероятно, что в данном случае тепловой фактор, в частности изотерма января, определяют тот минимум среднемесячной температуры, при которой и выше которой может существовать данный вид падуба (Уранов А.А., 1974).
Границы ареалов зависят также от условий увлажнения, показателей, учитывающих как температуру, так и осадки (коэффициент влажности, гидротермический коэффициент, баланс влаги) и других факторов. Отношение различных видов растений к отдельным климатическим факторам и их совокупности коррелятивно связано с размещением растений по поверхности Земли, как в широком географическом масштабе, так и в малом – топографическом (Уранов А.А., 1974).
Климат Донбасса изменялся раньше и продолжает меняться в настоящее время. Выше уже отмечалось, что средняя температура января по данным Луганской метеостанции за последние 178 лет увеличилась более чем на 40С. Расстояние между изотермами, отличающимися на 40С, составляет примерно 500 км, и оно «пройдено» изотермами за 178 лет, что составляет около 3 км в год. Январь в настоящее время в г. Луганске столь же теплый, каким он ~178 лет назад был лишь на крайнем юге Украины. Еще 178 лет такого же потепления, и через г. Луганск будет проходить изотерма 00С.
Это создаст условия для произрастания здесь Ilex aquifolium. Кстати, ископаемые остатки этого вида, датированные одним из межледниковых периодов, найдены гораздо восточнее его нынешней границы, в непосредственной близости от верховьев Днепра и Дона, вблизи г. Москвы (рис. 8.1.1). Сейчас он встречается на южном берегу Крыма, в Закарпатской области Украины и в юго-западной Украине (в низовье Дуная) (Колесников А.И., 1974), то есть в тех местах, где зима наиболее теплая. В далекие времена климат на территории современной Украины и Европейской России был значительно теплее и мягче, что позволяло Ilex aquifolium  произрастать на большей территории.
Вслед за сдвигом изотерм января на север и восток сдвигаются ареалы многолетних теплолюбивых видов. Однако трудно себе представить, что естественная экспансия любого вида, размножающегося семенами, может происходить ежегодно на 3 км. Скорее всего, сдвиг ареала вида при таких высоких темпах изменения температуры не будет поспевать за изотермой, а будет несколько запаздывать. Очевидно, что постепенные изменения других климатических факторов тоже способны сдвигать границы ареалов (Krassilov V., Barinova S., 2013; Израиль Ю.А., 1972).
Интересным примером динамика ареалов является перемещение на север границы ареала теплолюбивого айланта высочайшего (Ailanthus altissima (Mill) Swingle). Его родина – Китай. Быстрый рост, красивые крупные перистые листья, оригинальная форма кроны, декоративные осенью плоды, особенно у красноплодной разновидности, стали причиной использования этого вида в садово-парковом хозяйстве. Однако он мало морозостоек – взрослые деревья не переносят без повреждений морозы -250С и ниже (молодые деревца еще менее морозостойкие), поэтому айлант культивируется в субтропиках и более теплых районах умеренной полосы (Колесников А.И., 1974; Линчевский И.А., 1981). Он был распространен в Крыму и южных областях Украины.
В 70-х годах прошлого века айлант стали использовать для озеленения и в более северных регионах (в том числе в гг. Донецке, Луганске и др.). Поскольку морозы ниже -250С в последние десятилетия в крупных городах Донбасса почти не бывают, айлант широко распространился. Возможно, дал результаты и естественный отбор на зимостойкость. В г. Луганске в озеленении он стал обычной породой (рис. 8.1.2 - Рис. 8.1.2. Айлант высочайший (Ailanthus altissima (Mill) Swingle) во время цветения), дает обильный самосев (рис. 8.1.3 - Рис. 8.1.3. Появившиеся путем самосева сеянцы айланта (Ailanthus altissima (Mill) Swingle) с перистыми листьями среди растений можжевельника казацкого). Более того, он часто встречается на первой стадии сукцессии растительности отвалов угольных шахт (терриконов) Донбасса (Жуков С.П., 2003).
В целом, Луганщина сейчас является более подходящим местом для произрастания теплолюбивых и влаголюбивых видов растений, чем 178 лет назад. При периодических изменениях температуры, как и других климатических факторов, границы ареалов могут колебаться, смещаться то в одну, то в другую сторону. Перемещения ареалов видов растений, их пульсации – интересные направления дальнейших исследований.
Более теплый, более мягкий и более влажный климат нашего времени в сравнении с тем, каким он был 178 лет назад, создает благоприятные условия для повышения видового разнообразия высших растений за счет их естественного распространения и случайного проникновения из более теплых и более влажных сопредельных территорий (Шелихов П.В. и др., 2003).
В Украине происходит увеличение биоразнообразия, в том числе растет количество видов растений, прежде всего, за счет адвентивного компонента флоры. Спонтанная фракция адвентивной флоры Украины насчитывает 830 видов сосудистых растений, что составляет приблизительно 14% от общего количества видов флоры страны (Mosyakin S.L., Fedoronchuk N.M., 1999).
Увеличиваются темпы заноса (интродукции), расширения и степень натурализации (Протопопова В.В. та ін., 2002) (рис. 8.1.4 - Рис. 8.1.4. Рост количества видов адвентивных растений Украины за 150 лет (Протопопова В.В. та ін.., 2002)). Многие из адвентивных видов (около 200) произрастают сейчас и в Луганщине.
Реально наблюдаемые в Луганщине увеличение продуктивности биосистем и биологического разнообразия не совместимы с предположениями об опустынивании. Пустыни характеризуются крайне низкими показателями биологической продуктивности и биоразнообразия. Опустынивание должно сопровождаться уменьшением видового состава, проективного покрытия растениями почвы, биопродуктивности, увеличением доли сильно засухоустойчивых растений, но в наших степях все происходит «с точностью, до наоборот».


8.2. Наступает ли степь на лес или, наоборот, лес на степь?

Ответ на вынесенный в заголовок вопрос требует специальных исследований для выяснения того, что же происходит на границах лесных и степных участков. При этом здесь и далее лесом мы будем называть участки, занятые древесно-кустарниковой, и под пологом леса травянистой, растительностью, а степью – территории, покрытые лишь травянистой растительностью.
Изменения климата приводит к смещению границ климатических зон и типов растительности. Обычно считалось, что повышение температуры сопровождается расширением площадей засушливых территорий, наступлением степи на лес, опустыниванием степей. В частности, в книге Д. Гейнриха и Г. Манфреда (2003) при удвоении концентрации СО2  в атмосфере предполагаются следующие изменения климата и растительности (табл. 8.2.1 - Таблица 8.2.1Ожидаемые изменения при удвоении концентрации СО2). Вероятно, так и было бы, если бы повышение температуры не сопровождалось ростом количества осадков.
Однако как в Донбассе, так и в широкой полосе между 350 и 750 с.ш. повышается уровень осадков, и растут показатели увлажнения. Климат Луганщины становится более теплым, более мягким и более влажным. В таких условиях наступление степи на лес и опустынивание степей происходить не могут.
Наши наблюдения свидетельствуют о том, что в Луганщине при резком уменьшении в последнюю четверть века нагрузки на пастбища происходит их зарастание древесно-кустарниковой растительностью (Соколов И.Д. и др., 2001). Раньше развитие такой растительности здесь сдерживали домашние травоядные животные. Аналогичные процессы происходят на бывших сенокосах, тех «сенокосах», которые в течение многих лет не используются для сенокошения.
Коренными, исходными биоценозами в поймах рек Луганщины были широколиственные леса. С незапамятных времен часть пойменных земель в нашей местности расчищалась от леса, создавались луга, которые использовались как сенокосы. В 60-х годах прошлого века такие луга были, в основном, распаханы и до средины 90-х годов эти площади использовались как пашня (овощные и кормовые севообороты). С середины 90-х годов большая часть данных территорий не используется как пашня.
Рассмотрим происходящие при этом процессы на примере одного из полей кормового севооборота (Соколова Е.И., Коваленко В.А., 2007). Поле расположено в пойме р. Белая вблизи с. Курячевка Старобельского района Луганщины. Оно входило в состав орошаемого севооборота, использовалось для посева сельскохозяйственных культур (последний раз там росли кабачки) и ежегодно пахалось. Пахота исключала существование здесь древесно-кустарниковой растительности.
В 1997 г. Поле было выведено из севооборота для залужения. Однако мероприятия по искусственному залужению по ряду причин не проводились, и поле стало зарастать дикими видами травянистых и древесно-кустарниковых растений.
В 2007 г. Поле подразделялось на две части: участок, заросший древесной и кустарниковой (рис. 8.2.5; горизонтальные пунктирные линии между лесополосой и сплошной черной линией) и участок с луговой растительностью (рис. 8.2.5; вертикальные пунктирные линии между сплошной черной линией и каналом). Иначе говоря, на этой территории сформировался лес и луг.
Древесная растительность появилась, в основном, в результате самосева семян деревьями, растущими рядом в лесополосе. Видовой состав древесно-кустарниковых пород в лесополосе включает вяз мелколистный (Ulmus pumila L.), березу повислую (Betula pendula Roth.), тополь канадский Populus deltoids Marsh.), дерен кроваво-красный (Cornus  гроклім L.), вишню войлочную (Cerasus tomentosa Wall.) и дуб обыкновенный (Quercus robur L.).
Эти же виды распространены сейчас и в молодом лесу, причем основная порода в нем Ulmus pumila. Встречаются также лох серебристый (Elaeagnus argentea Pursch), клен ясенелистный (Acer negundo L.), несколько видов ив. В 2007 г. Молодой лес занимал одну треть поля (рис. 8.2.5 - Рис. 8.2.5. Картосхема изучаемого поля), и имел тенденцию к дальнейшему распространению (Соколова Е.И., Коваленко В.А., 2007).
В дальнейшем часть поля вновь стала использоваться как пашня. В другой части сформировался уже и не молодой, почти двадцатилетний лес.

 
а
 
б                в

На рис. 8.2.6а (Рис. 8.2.6. Древесно-кустарниковая и травянистая растительность на бывшем поле: а – изучаемое поле, заросшее луговой (на переднем плане) и лесной (в средней части рисунка) растительностью. На заднем плане – лесополоса; б – на переднем плане справа два молодых деревца, возникших самосевом; в – Tulipa biebersteiniana на территории бывшей пашни, занятой молодыми деревьями) виден сфотографированный в апреле молодой лес на фоне более крупных деревьев лесополосы. Более светлую, общую окраску молодому лесу придают семена U. Pumila. На рис. 8.2.6б в правом нижнем углу видна группа небольших деревьев, появившихся самосевом на бывшей пашне.
Интересно, что на бывшей пашне путем самосева семян появился и типичный обитатель пойменных лесов нашего региона травянистый луковичный эфемероид тюльпан Биберштейна (Tulipa biebersteiniana). Там, где в 1996 г. Выращивались кабачки, в 2006 г. Обнаружено ~ 140000 цветущих растений T. Qurcetorum (Соколова Е.И., Коваленко В.А., 2007). На рис. 8.2.6в изображены растения тюльпана Биберштейна в молодом лесу, в котором среди других деревьев встречается и дуб обыкновенный. Об этом свидетельствуют прошлогодние листья дуба на поверхности почвы (рис. 8.2.6в).
Подобных описанному полей вдоль рек, где раньше были орошаемые огороды или поля кормовых культур, а теперь происходит их естественные зарастание, в Луганщине и в Украине не мало. И везде происходят процессы, подобные описанному выше. На месте пашни формируются пойменные леса, а если распространение древесно-кустарниковой растительности люди сдерживают (сенокошением, интенсивной пастьбой скота, сжиганием сухих остатков растений), то луга.
Достаточное количество естественных лесов и лесонасаждений (далее в обоих случаях будем употреблять слово «лес») в Донбассе – условие поддержания оптимального гидрологического режима территории, что исключительно важно для нашего региона, предотвращения водной и ветровой эрозии почв, создания благоприятных условий для жизни и деятельности людей.
«Полезность» для людей (с учетом всего положительного) любой конкретной территории закономерно изменяется при изменении степени ее преобразования – вначале растет, а потом уменьшается. В степной зоне наибольшая полезность территории бывает, когда сильно преобразованные (сельхозугодия и др.), в целом экологически вредные территории составляют ; 60%; а ; 40% территории занято особо охраняемыми природными и искусственно созданными объектами и лесом. В Донбассе эти рекомендации экологов пока не выдерживаются, процент сильно преобразованных земель, особенно пашни, слишком велик.
В свое время, до начала интенсивного хозяйственного освоения нашего края здесь было т.н. «дикое поле»; ; 54% территории занимали степные и луговые природные комплексы, ; 46% покрывала древесно-кустарниковая растительность. Лесистость территории Луганщины сейчас в несколько раз ниже, что приводит к известным неблагоприятным экологическим последствиям. Ученые считают доведение лесистости у нас до 16-18% неотложным делом (Никоноров А.М., Хоружая Т.А., 2001).
За счет каких земель можно увеличить площади лесов? Обычно это пытаются сделать за счет земель запаса, которые в нашем регионе представлены преимущественно склонами берегов рек, балок, водохранилищ, прудов, прибрежными полосами, покрытыми степной растительностью.
По ряду причин этот путь представляется спорным:
1. В этом случае уменьшается площадь степной растительности, что может привести к уничтожению некоторых видов флоры и фауны. Там встречаются, в частности, многие виды растений из Красных книг и Красных списков, подлежащие особой, именной охране (брандушка разноцветная (Bulbocodium versicolor (Ker.-Gawl.) Spreng.), эремурус представительный (Eremurus spectabilis Bieb.) и др.).
2. Залесение крутых склонов, непригодных для сельскохозяйственного использования, является сложным, исключительно трудоемким и энергоемким, экономически неэффективным делом. Заметим, что посадка лесных пород на склонах балок требует предварительного проведения культур-технических работ (выполаживание оврагов и балок, террасирование, нарезка борозд поперек склонов и др.), приводящих к большему или меньшему нарушению тонкого почвенного покрова, к интенсификации во время и сразу после завершения этих работ эрозионных процессов.
3. Кроме того, успех облесения этих территорий не гарантирован. Причина в том, что существующие здесь степные растительные сообщества фактически являются пирогенными [греч. pyr = огонь]. Ранней весной или осенью сухие остатки растений за счет естественных процессов, неаккуратного обращения людей с огнем, вследствие преднамеренных поджогов нередко горят. Такие палы выдерживают произрастающие здесь травянистые степные виды растений, у которых подземные органы, от которых возобновляется надземная часть, по массе в 5-8 раз больше надземных. От палов степные растения криогенных сообществ страдают мало. Напротив, такие степные пожары, повторяющиеся раз в несколько лет, а то и ежегодно, уничтожают древесно-кустарниковую растительность. Собственно, именно поэтому на сухих склонах балок в степях естественные леса отсутствуют. Они имеются лишь по днищам крупных балок и их более мелких ответвлений, где влажнее, почему и обстановка менее пожароопасна. Вряд ли созданные огромными усилиями лесонасаждения на крутых склонах могут быть в наших условиях надежно защищены от палов.
Другой путь создания новых лесонасаждений связан с передачей для этих целей самой малопродуктивной части земель, которые в настоящее время по документам считаются сельскохозяйственными угодьями. При переходе к новым условиях хозяйствования земли бывших колхозов и совхозов, среди которых были пахотные склоновые земли (немалую часть которых не следовало бы распахивать – слишком крутые склоны), нередко и водоохранные зоны пойм рек были распаеваны. В советское время эти склоны и поймы были распаханы с целью увеличения производства продовольственных и кормовых культур. Однако использование этих земель было экономически невыгодным и экологически опасным.
В новых условиях хозяйствования это стало очевидным. Пахотные земли на склонах более 70, а то и на менее крутых, нередко оказались просто брошенными. Эти залежи постепенно все больше зарастают различными видами деревьев и кустарников (вяз гладкий (Ulmus laevis Pall.), клен ясенелистный (Acer negundo L.), абрикос (Armeniaca vulgaris Lam.), лох серебристый (Elaeagnus argentea Pursch), акация желтая (Caragana arborescens Lam.), жимолость татарская (Lonicera tatarica L.), виды ивы (Salix sp.) и др.), многие из которых малоценные. На некоторых полях уже к 2010 г. Сформировались неравномерные по плотности молодые леса (рис. 8.2.7 - Рис. 8.2.7. Возникшая путем самосева древесная растительность на бывшем поле кормового севооборота (начало апреля 2009 г.)). Происходящее можно понимать как бесхозяйственное использование земель. Итак, на брошенных неорошаемых пахотных угодьях тоже формируются не степи, а леса.
Очевидно, что в обозримой перспективе использование зарастающих лесом земель как земель сельскохозяйственного назначения проблематично. Уже сейчас перевод в пашню, сенокос или пастбище возникших самосевом молодых лесов требует проведения дорогостоящей раскорчевки, потом пахоты и т.д. Чем старше становятся такие леса, тем большие затраты они потребуют для их ликвидации.
В этой связи считаем целесообразным разработать правовой механизм передачи для создания лесов, не использующихся по их назначению пахотных земель, а также бывших сенокосов и пастбищ, на которых уже самопроизвольно сформировались молодые леса, путем изменения их целевого назначения (земли сельскохозяйственного назначения ; земли лесного фонда). При этом следует иметь в виду, что эти зарастающие лесом бывшие поля, сенокосы и пастбища находятся в частной собственности, у собственников земельных паев, которые, пусть и неумышленно, но нарушают порядок использования сельхозугодий. Создание лесов на обсуждаемых здесь землях вполне реально; оно не будет сопровождаться мучительными проблемами, с которыми подчас сталкиваются лесоводы при облесении предлагаемых им для этих целей неудобий, являющихся местом произрастания многих видов из Красных книг и списков.
Необходимо продолжать также посадки сосны (Pinus sylvestris L.) на песках. Другие пути предотвращения переноса песка и эффективного использования песчаных земель в  условиях северной степи неэффективны.
Вследствие резкого уменьшения поголовья крупного рогатого скота и овец сильно уменьшилась потребность в сенокосах и пастбищах. Многие удаленные от населенных пунктов сенокосы и пастбища не используются и тоже зарастают древесно-кустарниковой растительностью. Практически везде, где лес специально не сдерживают (пахотой, сенокошением, активным выпасом), он наступает на степи и луга (Соколов И.Д. и др., 2009).
Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) – широко распространенная в Украине лесообразующая порода (Гордієнко М.І., Гордієнко Н.М., 2005). В культивируемых лесах степной части Украины она занимает в настоящее время первое место (Синельщиков Р.Г., 1992), причем имеются сосновые леса 70-и, 80-и (рис. 8.2.8а) и даже большего возраста. Нами проведены специальные исследования ситуации вблизи границы «сосновый лес – степь», которые свидетельствуют о самопроизвольном распространении сосны на новые территории  (рис. 8.2.8б-в), что связано с ее биологическими особенностями.
Сосна принадлежит к малотребовательным к температурным условиям древесным породам и по своим биологическим свойствам способна выносить и сильные морозы (-500С), и жару (+420С). Напомним в этой связи, что экстремальными температурами для Луганска являются: абсолютный минимум – 420С и абсолютный максимум + 420С. На протяжении пяти часов при температуре  + 500С сохраняется жизнеспособность ~ 90% всходов сосны обыкновенной. Сосна относится к ксерофитным растениям, нетребовательным к почвенному плодородию, может развиваться и на голых сухих песках, которые сформировались благодаря их многоразовому переносу. Кстати, именно посадки сосны остановили в Луганщине движущиеся пески, которые здесь были еще недавно, в первые годы после Великой Отечественной Войны, то есть 70 лет назад.
Считалось, что только в Полесье, где выпадает достаточное количество осадков, создаются благоприятные условия для возобновления сосны обыкновенной естественным путем (Гордієнко М.І., Гордієнко Н.М., 2005). Сейчас очевидно, что климатические условия Донбасса способствуют не только нормальному росту и развитию этой породы в плантационных насаждениях (рис. 8.2.8а - Рис. 8.2.8. Сосна обыкновенная на востоке Украины (Луганская область): а – 80-ти летнее сосновое лесонасаждение, б – зарастания самосевом сосны межквартальной полосы, в – сеянцы сосны разного возраста), но ее самовозобновлению и распространению на новые территории, ранее покрытые травянистой растительностью (рис. 8.2.8б-в). На черноземных, каменистых и песчаных почвах востока Украины сосна обыкновенная интенсивно растет; самосев начинается с 13-14 летнего возраста.
При изучении самосевы сосны вблизи 27-28-летнего лесонасаждения наблюдали уменьшение количества сеянцев при увеличении расстояния от соснового лесонасаждения (табл. 8.2.2), что вполне понятно. Это изменение можно аппроксимировать прямой линией (рис. 8.2.9 - Рис. 8.2.9. Зависимость густоты самосева сосны от расстояния от соснового леса). Важно, что появившиеся путем самосева сеянцы сосны обнаруживаются не только рядом с сосновым лесом, но и на значительном расстоянии от него. В одном из наших исследований 8,8% сеянцев найдены на расстоянии более 100 м от леса (табл. 8.2.2 - Таблица 8.2.2 Самосев сосны обыкновенной у старого соснового лесонасаждения) (Соколов И.Д. и др., 2009). Считается, что для формирования соснового леса достаточно 4000 сеянцев на гектар (Синельщиков Р.Г., 1992). Такое количество сеянцев наблюдали рядом с сосновым насаждением на расстоянии до 50 м (табл. 8.2.2).
Самосев сосны обыкновенной появляется на любом земельном участке при наличии вблизи семенных деревьев, источника семян для их последующего переноса ветром на черноземных, каменистых (рис. 8.2.8в) и песчаных (рис. 8.2.8б, 8.2.10 - Рис. 8.2.10. Самосев сосны обыкновенной на песках а – участок, появившейся путем самосева сосны с очень густым расположением молодых деревьев; б – зарастание самосевом сосны бугра между сосновым лесом и автотрассой) почвах, рядом с сосновыми лесами (рис. 8.2.8б, в; 8.2.10), внутри лесных массивов сосны на межквартальных полосах и других не занятых по какой-либо причине участках (рис. 8.2.8б), на придорожных полосах (рис. 8.2.10), в населенных пунктах. Заметим, что самосев сосны прекрасно себя чувствует на почти лишенных травянистой растительности сухих в летнее время песках (рис. 8.2.8б, 8.2.10). Травянистая псаммофитная растительность не в состоянии оказать здесь сколько-нибудь заметную конкуренцию сеянцам сосны. Единственная серьезная опасность для сосны – пожары.
Рядом со старыми сосновыми лесопосадками встречаются участки, занятые разновозрастным самосевом сосны, где обнаруживаются и деревья, возраст которых уже достигает 30-60 лет. Отсюда следует, что условия для естественного самовозобновления и самопроизвольного распространения сосны на новые территории в Луганщине существуют, по меньшей мере, больше полстолетия.
Сдерживать экспансию леса может лишь человек путем использования земли как пашни, ежегодного сенокошения, достаточно интенсивной пастьбой скота, палами. По известным причинам сила действия этих антропогенных факторов в последние два десятилетия уменьшилась: площадь пашни сократилась, резкое падение поголовья скота уменьшило антропогенную нагрузку на сенокосы и пастбища, умышленные поджоги сухих остатков травянистой растительности запрещены, хотя еще встречаются.
В этих условиях в Луганщине в настоящее время во многих местах происходит следующее:
1. В поймах рек не использующиеся по своему назначению сенокосы (как на типичных лугах, так и на остепненных) зарастают древесно-кустарниковой растительностью.
2. Не использующиеся  или использующиеся в малой степени пастбища тоже зарастают древесно-кустарниковой растительностью.
3. Брошенные поля овощных, кормовых и почвозащитных севооборотов также зарастают древесными и кустарниковыми видами растений; на бывших полях формируются леса.
4. Зарастают древесно-кустарниковой растительностью придорожные полосы (в том числе сосной, если рядом имеются достаточно старые, дающие семена деревья сосновых лесонасаждений).
5. Самосев сосны наступает на травянистую псаммофитную степную растительность рядом с сосновыми лесами, расширяя границы этих лесов.
6. Зарастают древесно-кустарниковой растительностью заброшенные приусадебные участки вблизи покинутых сельских домов, в которых сейчас никто не живет, и заброшенные дачные участки.
Как вследствие естественного хода событий, так и в результате посадки новых участков леса, площадь территории, занятой древесно-кустарниковой растительностью, в Луганщине увеличивается.
С другой стороны, отсутствуют сведения о том, что где-то в северной степи травянистая растительность заглушает и приводит к гибели крайние деревья на границе лес-степь, сдвигая эту границу вглубь леса.
Ответ на вынесенный в заголовок раздела 8.2 вопрос вполне определенный: в нашем регионе лес наступает на степь. Приведенные в разделе 8 данные в целом позволяют утверждать, что опустынивание в Донбассе не происходит.
 
ПОСЛЕСЛОВИЕ

Климат Луганщины умеренно континентальный с довольно жарким, засушливым летом и сравнительно холодной зимой. Для    г. Луганска абсолютный максимум температуры составляет +420С, абсолютный минимум – 420С.
По данным Луганской метеостанции среднегодовая температура атмосферного воздуха за 178 лет наблюдений увеличилась на ~1,750С. Значительно теплее стала зима, особенно январь месяц (на ~4,70С); потепление затронуло, но в меньшей степени, также весну. Температура июля-октября осталась примерно той же. Разность летних и зимних температур довольно сильно уменьшилась, то есть климат стал мягче. Эти изменения климата для жизни и деятельности людей  благоприятные.
Годовая сумма осадков на изучавшемся временном интервале увеличилась на ~ 130 мм, т.е. приблизительно на треть. При этом рост количества осадков обнаружен во все времена года, практически во все месяцы (исключение составляет август, в котором осадки остались на прежнем уровне). Исследование динамики гидротермического коэффициента и баланса влаги позволяет утверждать, что влагообеспеченность Луганщины немного увеличилась. Увеличение количества осадков, приводящее к повышению влагообеспеченности, в зоне недостаточного увлажнения, к которой относится Луганщина, – несомненное благо, поскольку это увеличение сопровождается ростом продуктивности биосистем и урожайности сельскохозяйственных культур.
Более теплый, более мягкий и более влажный климат Луганщины нашего времени в сравнении с тем, каким он был 178 лет назад, создает благоприятные условия для повышения видового разнообразия растений за счет их распространения из более теплых и более влажных сопредельных территорий. В последние десятилетия лес наступает на степь, а не степь на лес. Опустынивание Донбасса, к которому относится и Луганщина, не происходит.
По большинству ключевых климатических факторов (средняя температура холодного сезона, средняя температура тёплого сезона, годовая сумма осадков, гидротермический коэффициент и баланс влаги, индекс континентальности) обнаружены вековые циклические колебания и короткопериодические колебания.
Прогнозирование при допущении статус-кво дальнейших изменений климата с использованием тригонометрических уравнений регрессии, экспоненциального сглаживания и методов ARIMA позволяет утверждать, что климатические условия в середине ХХI века для населения и экономики объективно будут хуже, чем сейчас, но лучше, чем были в середине ХХ века. Потом начнется очередное заметное изменение климатических факторов в благоприятном направлении.
Оптимальное отношение к изменению климата – не пытаться предотвратить его (это в любом случае бесполезное занятие), а стимулировать рост и процветание, чтобы у людей были ресурсы справиться с любым изменением, будь то в сторону более холодного или более теплого климата.
Климат Луганщины изменялся, изменяется и будет меняться, но эти изменения не были, и в обозримой перспективе не будет катастрофическими. Наш прогноз изменения климата оптимистичный и этим отличается от многих других.


 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Агесс П. Ключи к экологии. – Л.: Гидрометеоиздат, 1982. – 97 с.
2. Алёхин Ю.М. О некоторых проблемных вопросах динамико-статистического метода прогнозирования // Труды Ленинградского гидрометеорол. ин-та – 1975. – Вып. 56. – С. 3-21.
3. Арутюнов В.С. Глобальное потепление: миф или реальность, катастрофа или благо? // Рос. хим. ж. (Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). – 2005. – Т. ХIХ, № 4. – С.102-109.
4. Арутюнов В.С. Глобальное потепления: катастрофа или благо // Химия и жизнь – ХХI век. – 2007. – № 3. – С. 16-21.
5. Атлас Географія України. – К.: ДНВП «Картографія», 2005. – 49 с.
6. Ахкозов Ю. Космология – чи може бути реальним простір з негативною кривизною? // Науковий світ. – 2008. – № 28. – С. 18-20.
7. Баландин Р.К. Мифы глобального потепления. Реальная угроза или афёра века? – М.: Яуза: Эксмо, 2010. – 288 с.
8. Баландин Р.К., Бондарев Л.Г. Природа и цивилизация. – М.: Мысль, 1988. – 391 с.
9. Банников А.Г., Вакулин А.А., Рустамов А.К. Основы экологии и охрана окружающей среды. – М.: Колос, 1999. – 304 с.
10. Баранкова Е.П. Зависимость годовых сумм суммарной радиации от широты места и продолжительности солнечного сияния // Тр. Гл. геофиз. обсерв. – 1991. – № 533. – С. 3-9.
11. Бедрицкий А.И. О влиянии погоды и климата на устойчивость и развитие экономики // Метеорология и гидрология. – 1997. – № 10. – С. 5-11.
12. Белевцев Р.Я., Бойченко С.Г., Волощук В.М. Колебания приземной температуры Северного полушария в последнем тысячелетии и возможные физические причины их формирования // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. – 2005. – № 4. – С. 53-62.
13. Берлянд М.Е., Кондратьев К.Я. Города и климат планеты. – Л.: Гидрометеоиздат, 1972. – 40 с.
14. Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології: підручник. – К.: Либідь, 1995. – 368 с.
15. Бойченко С.Г. Глобальне потепління та його наслідки на території України // Укр. геогр. журн. – 2000. – № 3 (31). – С. 59-68.
16. Бойченко С.Г. Основні закономірності сучасної динаміки температурного режиму тропосфери і стратосфери Землі // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. – 2005. – № 2. – С. 43-51.
17. Бойченко С.Г. Трансформация природных зон на территории Украины при дальнейшем глобальном потеплении: равновесные и неравновесные модели, сценарии // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. – 2005. – № 1. – С. 53-58.
18. Бойченко С.Г., Волощук В.М. Колебания климата и вековая динамика содержания углекислого газа в земной атмосфере // Геофизический журнал. – 2005. – № 1. – С. 172-186.
19. Бойченко С.Г., Волощук В.М. Основные закономерности современной динамики глобального температурного режима тропосферы // Доп. НАН України. – 2006. – № 5. – С. 106-109.
20. Бойченко С.Г., Волощук В.М., Дорошенко I.А. Закономiрностi формування мiкроклiматичних умов вiдкритих ландшафтiв України // Проблеми ландшафтного рiзноманiття України. – Київ, 2000. – С. 243-247.
21. Бомер-Кристиансен С. Кто и каким образом определяет политику, касающуюся изменений климата? // Изв. РГО. – 2000. – Т. 132, Вып. 3. – С. 6-22.
22. Борисенков Е.П. Парниковый эффект. Проблемы, мифы и реальность // Астраханский Вестник Экологического Образования. – 2003. – № 1 (5) – С. 5-12.
23. Борисенков Е.П., Пасецкий В.М. Тысячелетняя летопись необычных явлений природы. – М.: Изд-во «Мысль», 1988. – 524 с.
24. Боровиков В. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере: Для профессионалов. 2-е изд. – С.-Петербург: Питер, 2003. – 688 с.
25. Боровиков В.П., Ивченко Г.И. Прогнозирование в системе STATISTICA в среде Windows: Основы теории и интенсивная практика на компьютере: учебн. пособие [2-е. изд., перераб. и доп.]. – М.: Финансы и статистика, 2006. – 368 с.
26. Будыко М.И. Современное изменение климата. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1977. – 47 с.
27. Будыко М.И. Проблемы углекислого газа. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1979. – 59 с.
28. Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1980. – 281 с.
29. Будыко М.И., Винников К.Я. Глобальное потепление // Метеорология и гидрология, 1976. – № 7. – С. 16-26.
30. Будыко М.И., Голицын Г.С., Израиль Ю.А. Глобальные климатические катастрофы. – Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 158 с.
31. Будыко М.И., Израэль Ю.А., Яншин А.Л. Глобальное потепление и его последствия // Метеорология и гидрология. – 1991. – № 12. – С. 5-10.
32. Будыко М.И., Ронов А.Б., Яншин А.Л. История атмосферы. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1985. – 208 с.
33. Букша I.Ф., Гожик П.Ф., Ємельянова Ж.Н. та інш. Украiна та парниковий ефект // Вид-во Агенства з рацiонального використання енергii та екологii. – Київ, 1998а. – С. 120-135.
34. Букша I.Ф., Гожик П.Ф., Ємельянова Ж.Н. та інш. Вразливiсть i адаптацiя екологiчних та економiчних систем до змiни клiмату // Вид-во Агенства з рацiонального використання енергii та екологii. – Киiв, 1998. – С. 135-185.
35. Бучинский И.Е. Климат Украины в прошлом, настоящем и будущем. – Госсельхозиздат УССР. – Киев, 1963. – 308 с.
36. Бююль А., Цёфель П. SPSS: Искусство обработки информации. Platinum Edition: Пер. с нем. – С.-Петербург: ООО «ДиаСофт ЮП», 2005. – 608 с.
37. Валова (Копылова) В.Д. Основы экологии: учебн. пособие [3-е изд.]. – М.: Изд. Дом «Дашков и Ко», 2001. – 220 с.
38. Васильев А.В., Мельникова И.Н. Коротковолновое солнечное излучение в атмосфере Земли. Расчеты. Измерения. Интерпретация. – СПб НЦ РАН. – С.-Петербург, 2002. – 388 с.
39. Величко М., Величко В. Зміна клімату Землі // Науковий світ. – 2006. – № 3. – С. 4.
40. Вернадский В.И. Биосфера. Очерки первой и второй. – Л.: Научтехиздат, 1926. – 460 с.
41. Воейков А.И. Сельскохозяйственная метеорология. Избр. соч. – Л.: Гидрометеоиздат, 1957. – 256 с.
42. Володин Е.М., Дианский Н.А. Отклик совместной модели общей циркуляции атмосферы и океана на увеличение содержания углекислого газа. // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2003. – Т. 39, № 2. – С. 193-210.
43. Волощук В.М., Бойченко С.Г. Напiвемпiрична модель трансформацiї клiматичного поля приземних температур повiтря на територiї України в 20 ст. // Наук. працi УкрНДГМI. – 2001. – Вип. 249. – С. 5-23.
44. Волощук В.М., Бойченко С.Г. Клiмат – статистичний режим випадкових метеорологiчних процесiв // Вiсн. Київ. ун-ту iм. Т. Шевченка. – 2002. – Вип. 48. – С. 27-32.
45. Волощук В.М., Бойченко С.Г. Клімат України. Сценарії можливих змін клімату України в 21 ст. (під впливом глобального антропогенного потепління) // Київ: Вид-во Раєвського, 2003. – С. 319-330.
46. Волощук В.М., Бойченко С.Г., Степаненко С.Н. Оценка влияния глобального потепления на современную динамику климатоэкологических процессов в Украине // Тезисы докладов Всемирн. конф. по изменению климата. – Москва, 2003. – С. 621.
47. Волощук В.М. Бойченко С.Г., Степаненко С.М. та інш. Глобальне потепління і клімат України: Регіональні екологічні та соціально-економічні аспекти. – Київ: нац. ун-т ім. Т. Шевченка, 2002. – 116 c.
48. Второе национальное сообщение Украины по вопросам изменения климата. – Киев, 2006. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// unfccc.int.
49. Вуколов Э.А. Основы статистического анализа. Практикум по статистическим методам и исследованию операций с использованием пакетов STATISTICA и EXCEL. – ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. – 464 с.
50. Гамалей Ю.В. Эволюция клеточных систем растений. – В кн. Чарльз Дарвин и современная наука. – С.-Петербург: ООО «Политехника сервис», 2009. – С. 146-148.
51. Гейнрих Д., Манфред Г. Экология: dtv-Atlas: Пер. с нем. 5-го. изд. – М.: Рыбари, 2003. – 287 с.
52. Географічна енциклопедія України: в 3-х томах / Редкол.: О.М. Маринич та ін. – К.: «Українська радянська енциклопедія» ім. М.П. Бажана, 1989. – 243 с.
53. Глазовский Н.Ф. Глобальная проблема утилизации отходов // Регион: проблемы и перспективы (спецвып.). – 2002. – С. 62-66.
54. Глобальный климат / Пер. с англ. / Дж.Т. Хотон, Р. Морль, С.У. Лийс и др. – Л.: Гидрометеоиздат, 1987. – 500 с.
55. Глобальное потепление и идеи по спасению Земли. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: Gismeteo. Ru. – 2006. – 4 с.
56. Гончарова Л.Д., Серга Е.М., Школьний Е.П. Клiмат i загальна циркуляцiя атмосфери. – Київ: Київ. нац. ун-т iм. Т. Шевченка, 2005. – 251 с.
57. Гордієнко М.І., Гордієнко Н.М. Лісівничі властивості деревних рослин. – Київ: Вид-во ТОВ «Вістка», 2005. – 816 с.
58. Горелов А.А. Экология: учебн. пособие. – М.: Центр, 1998. – 240 с.
59. Городницкий А.М. Тайны и мифы науки. В поисках истины. – Яуза, Эксмо; Москва, 2014.
60. Горшков В.Г. Энергетика биосферы и устойчивость окружающей среды // Итоги науки и техники. теор. и общ. вопр. географии. – М.: ВИНИТИ, 1990. – Т. 7. – С. 238.
61. Григорьев А.А., Будыко М.И. Связь балансов тепла и влаги с интенсивностью географических процессов // ДАН СССР. – 1965. – Т. 162, № 1. – С. 165-168.
62. Григорьев А.А., Кондратьев К.Я. Экологические катастрофы // СПб НЦ РАН. – 2001. – С. 691.
63. Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Колебания и изменения климата на территории России // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2003. – Т. 39, № 2. – С. 166-185.
64. Гурман В.Е. Теория вероятности и математическая статистика. – М.: Высш. шк., 1999. – 479 с.
65. Дженсен А.К. Живой мир океанов. – Санкт-Петербург: «Гидрометеоиздат», 1994. – 256 с.
66. Дідух Я.П. Популяційна екологія. – К.: Фітосоціоцентр, 1998. – 192 с.
67. Дмитренко В.П. Зміни клімату і проблеми сталого розвитку України // Проблеми сталого розвитку України. – К.: БМТ, 2001. – С. 371-381.
68. Довкілля України. Статистичний збірник. – Київ: Державний комітет статистики України, 2005. – 260 с.
69. Долгих Е.Д. Прогнозирование осадков при использовании экспоненциального сглаживания и методов ARIMA в Донбассе // Науковий вісник Луганського НАУ. – Луганськ: «Елтон-2». – 2010. –   № 19. – С. 80-83.
70. Долгих Е.Д. Изменения климата и вековые колебания на востоке Украины // V Міжнар. наук. конф. «Регіональні екологічні проблеми» (21-23 березня 2012 року, Одеса). – Одеса: Одеку, 2012. – С. 100-103.
71. Долгих Е.Д. Рост и вековые колебания осадков востока Украины // Науковий вісник Луганського НАУ. – Луганськ: «Елтон-2», 2012. –     № 38. – С. 91-94.
72. Долгих Е.Д. Климат Луганщины и его современные изменения // Науковий вісник Луганського НАУ. – Луганськ: «Елтон-2», 2013. –     № 50. – С. 94-97.
73. Долгих Е.Д., Соколов И.Д., Мостовой О.А. и др. Многолетняя динамика гидротермического коэффициента в Луганской области // Збірн. наук. праць Луганського НАУ. – Луганськ: «Елтон-2», 2006а. – № 57 (80). – С. 99-103.
74. Долгих Е.Д., Соколов И.Д., Мостовой О.А. и др. Многолетняя динамика показателя «баланс влаги» в Луганской области // Збірн. наук. праць Луганського НАУ. – Луганськ: «Елтон-2», 2006б. – № 66 (89). – С. 135-142.
75. Долгих Е.Д., Соколов И.Д., Соколова Е.И. Агротехнологии в связи с изменениями основных экологических факторов на юго-востоке Украины // Збірник тез доповідей другої Міжнар. наук.-практичн. конф. – Житомир: Вид-во ЖДУ ім. І. Франка, 2010. – С. 136-137.
76. Долгих Е.Д., Соколова Е.И. Тенденции изменений растительного мира в условиях изменений климата на востоке Украины // Материалы Междунар. научн. конф. «Современная биология» (Украина, Луганск, 20-24 июня 2011 г.) // Ред. И.Д. Соколов. – Луганск: «Элтон-2», 2011. – С. 25.
77. Долгих Е.Д., Соколов И.Д., Мостовой О.А., Шелихов П.В. Научное прогнозирование изменения климата Украины // Междунар. научно-практич. конф. «Экологическая безопасность территорий – приоритетное направление деятельности органов местного самоуправления и исполнительной власти». – Луганск: ЧП «МПЦ» Готика, 2010. – С. 58-63.
78. Долгих Е.Д., Соколов И.Д., Сигидиненко Л.И., Шелихов П.В. Зеленые насаждения как фактор понижения температуры в городах юго-востока Украины // Междунар. научно-практич. конф. «Экологическая безопасность». – Луганск: ЧП «МПЦ» Готика, 2010. – С. 166-170.
79. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. [5-е изд., доп. и перераб.]. – М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.
80. Дранищев Н.И., Павлов А.Л., Решетняк Н.В. Урожайность подсолнечника в зависимости от сроков сева // Збірн. наук. праць Луганського НАУ. – Луганськ: «Елтон-2», 2006. – № 58 (81). – С. 10-14.
81. Дроздов О.А. Васильев В.А., Кобышева Н.В. и др. Климатология: учебн. для вузов. – Л.: Гидрометеоиздат, 1989. – 568 с.
82. Дроздов О.А., Григорьева А.С. Многолетние циклические колебания атмосферных осадков над территорией СССР. – Л.: Гидрометеоиздат, 1971. – 153 с.
83. Жадан В.И. Растительность. – В кн. Природа Луганской области. – Луганск: ЛГПИ, 1994. – С. 122-134.
84. Жуков С.П. Взаимоотношения растений на первой стадии сукцессии растительности, отвалов угольных шахт Донбасса // Промышленная ботаника. – 2003. – Вып. 3. – С. 25-29.
85. Земля тревоги нашей. По материалам докладов о состоянии окружающей природной среды в Донецкой области в 2007-2008 годах / Под ред. С. Третьякова, Г. Аверина. – Донецк, 2009. – 124 с.
86. Злобін Ю.А. Загальна екологія: навч. посібн. – Суми: ВТД «Університетська книга», 2003. – 416 с.
87. Иванов В.В. Периодические колебания погоды и климата // УФН. – 2002. – Т. 172, № 7. – С. 777-811.
88. Изменение климата. Техническое резюме доклада рабочей группы 1. – Нью-Йорк: ВМО, ЮНЕП. – 2001. – 100 с.
89. Изменение климата, 2014 г. Доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. – 2014 – С. 163. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.ipcc.ch.
90. Израиль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. 2-е изд. – М.: Гидрометеоиздат, 1972. – 366 с.
91. Израиль Ю.А. Мониторинг климата и служба сбора климатических данных, необходимых для определения климатических изменений и колебаний // Метеорология и гидрология. – 1979. – № 7. – С. 54-67.
92. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. – М.: УРСС, 2001. – 288 с.
93. Кароль И.Л. Оценки характеристик относительного вклада парниковых газов в глобальное потепление климата // Метеорология и гидрология. – 1996. – № 11. – С. 5-12.
94. Кафтанатий О.А. Процессы испарения с малых водоемов Ростовской области // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. – 2013. – № 1 (09). – С. 80-91.
95. Кендал М., Стьюарт А. Многомерный статистический анализ и временные ряды. Пер. с англ. Пресмана Э.Л., Ротаря В.И. / Под ред. А.Н. Колмогорова, Ю.В. Прохорова. – М.: Наука, 1976. – 736 с.
96. Киричевский В.В., Копылова Н.А. Курс высшей математики. – К.: Наукова думка, 1998. – 571 с.
97. Кисилев В.Н. Основы экологии: учебн. пособие. – Мн. Універсітєцкае, 1998. – 367 с.
98. Климат земного шара: [сб. статей] / Под ред. А.И. Лебедева, А.Ю. Егоровой. – Л.: Гидрометеоиздат, 1980. – 138 с.
99. Климат Харькова / Под ред. В.Н. Бабиченко, С.Ф. Рудышина, М.М. Айзенберг и др. – Л.: Гидрометеоиздат, 1983. – 26 с.
100. Клімат України / За ред. В.М. Ліпінського, В.А. Дячука, В.М. Бабіченко. – К.: Вид-во Раєвського, 2003. – 343 с.
101. Климатический атлас СССР. – М.: Главное управл. гидрометеор. службы при Совмине СССР, 1960. – Т. 1. – 181 с.
102. Колесников А.И. Декоративная дендрология. – М.: Изд-во «Лесная промышленность», 1974. – 704 с.
103. Коломыц Э.Г. Прогноз влияния глобальных изменений климата на зональные экосистемы волжского бассейна // Экология. – 2006. – № 6. – С. 429-439.
104. Кондратьев К.Я. Ключевые проблемы глобальной экологии // Итоги науки и техники. теор. и общ. вопр. географии. – М.: ВИНИТИ, 1990. – Т. 9. – С. 454.
105. Кондратьев К.Я. Глобальный климат. – С.-Петербург: Наука, 1992. – 358 с.
106. Кондратьев К.Я., Адаменко В.Н. Глобальные изменения климата и их эмпирическая диагностика //Антропогенное воздействие на природу Севера и его экологические последствия / Под ред. Ю.А. Израэля, Г.В. Калабина, В.В. Никонова. – Апатиты: Кольский научный центр РАН, 1999. – С. 17-37.
107. Кондратьев К.Я., Демирчан К.С. Глобальный климат и протокол Киото // Вестн. РАН. – 2001. – Т. 71, № 11. – С. 37.
108. Кондратьев К.Я., Демирчан К.С. Глобальные изменения климата и круговорот углерода // Изв. РГО. – 2001. – Т. 132, Вып. 4 – С. 1-20.
109. Конисский Г. Исторія русовъ или малой Россіи. – М.: Въ Университетской Типографіи, 1846. – 262 с.
110. Кононенко В.Г. Основы экологии: учебн. пособие. – Х.: ИВМОХК, 2001. – 339 с.
111. Конопля Н.И. Климат Луганской области. – Луганск: Изд-во «Русь», 1998. – 128 с.
112. Корсак К.В., Плахотнік О.В. Основи екології: навч. посібник. – К., 2000. – 240 с.
113. Кочуров Б.И. География экологических ситуаций (экодиагностика территорий). – М.: ИГРАН, 1997. – 156 с.
114. Крапивин В.Ф., Свирежев Ю.М., Тарко А.М. Математическое моделирование глобальных биосферных процессов. – М.: Наука, 1982. – 272 с.
115. Кулик М.Н., Костюковский Б.А. Замечание и предложения ко второму национальному сообщению Украины по вопросам изменения климата // Институт общей экологии НАН Украины. – Киев, 2008. – 7с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ienergy.kiev.ua/index.php.
116. Кучерявий В.П. Екологія. – Львів: Світ, 2000. – 500 с.
117. Ладюри Э. Ле Руа. История климата с 1000 года. – Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1971. – 280 с.
118. Лакин Г.Ф. Биометрия. – М.: Высшая школа, 1990. – 352 с.
119. Лаптев И.П. Теоретические основы охраны природы. – Томск: Изд-во ТГУ, 1975. – 277 с.
120. Лаурман Дж. Стратегические направления действий и проблема влияния СО2 на окружающую среду // Углекислый газ в атмосфере / В. Бах, А. Крейн, А. Берже, А. Лонгетто (ред.). – М.: Мир, 1987. – С. 425-472.
121. Линчевский И.А. Семейство симарубовые (Simaroubaceae). – В кн. Жизнь растений. Т. 5 (2). – М.: «Просвещение», 1981. – С. 245-247.
122. Ломборг Б. Глобальное потепление. Скептическое руководство. – С.-Петербург: Питер, 2008. – 203 с.
123. Лучков Б. Солнечное влияние на земную погоду // Научная сессия МИФИ-2006. Сборник научных трудов. – Т. 7. – С. 79.
124. Лысогоров С.Д., Ушкаренко В.А. Орошаемое земледелие. – М.: Колос, 1995. – 447 с.
125. Лысцов В. Угрожающее потепление // Наука и жизнь. – 2005. –  № 2. – С. 14-20.
126. Льгов Г.К. Орошаемое земледелие. – М.: Колос, 1979. – 191 с.
127. Маккиббен Б. Страшные цифры // National Geographic/RU. – 2007. – № 50. – С. 96-101.
128. Малый атлас мира / Отв. редактор Л.Н. Колосова. – М.: ГУГК, 1975. – 147 с.
129. Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. – М.: Наука, 1982. – 310 с.
130. Матеріалы по климатологіи Московской губерніи. Т. 1. – М.: Московское Губернское Земство, 1914. – 240 с.
131. Мащенко Е. Попросим у запада еще и климата? Зеркало недели, 7-13 апреля 2001. – № 14 (338). [Электронный ресурс]. – Режим доступа: htt://www.zn/ua.
132. Мелешко П. и др. Антропогенные изменения климата в XXI веке в Северной Евразии // Метеорология и гидрология. – 2004. – № 7. – С. 5-26.
133. Метеорологические данные. Том II. Месячные и годовые количества атмосферных осадков. Выпуск 4. Европейская часть СССР. – Л.-М.: Изд-во Гидрометеорологическое, 1940. – 500 с.
134. Метеорологические данные за отдельные годы по Украинской ССР и Молдавской ССР. Выпуск 10а. Часть I. Температура воздуха. Т. 1. – Киев: Изд-во АН УССР, 1953. – 576 с.
135. Метеорологические данные за отдельные годы по Черниговской, Полтавской, Сумской, Харьковской и Ворошиловградской областям Украинской ССР. Выпуск 10а. Часть II а. Атмосферные осадки. Т. 1. – Киев: Изд-во АН УССР, 1955. – 104 с.
136. Монин А.С. Введение в теорию климата. – Л.: Гидрометеоиздат, 1982. – 246 с.
137. Монин А.М., Берестов А.А. Новое о климате // Вестн. РАН. – 2005. – 75, № 2. – С. 126-138.
138. Монин А.С., Шишков Ю.А. История климата. – Л., 1979. – 405 с.
139. Монин А.С., Шишков Ю.А. Циркуляционные механизмы колебаний климата атмосферы // Физика атмосферы и океана. – 2000. – №1. – Т. 36. – С. 27.
140. Мохов И.И., Семенов В.А., Хон В.Ч. Оценки возможных региональных изменений гидрологического режима в XXI веке на основе глобальных климатических моделей // Изв. РАН. Физика атмосф. и океана. – 2003. – Т. 39, Вып. 2. – С. 150-165.
141. Національна доповідь про стан навколишнього природного середовища в Україні, 2004. – 227 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.menr.gov.ua/documents/nd2004.pdf.
142. Нейронные сети. STATISTICA Neural Networks: Методология и технологии современного анализа данных / Под ред. В.П. Боровикова. – М.: Горячая линия-Телеком, 2008. – 392 с.
143. Николаев Г. Климат на переломе // Наука и жизнь, 1995. – № 6. – С. 88-93.
144. Никоноров А.М., Хоружая Т.А. Экология. – М.: Изд-во «Приор», 2001. – 62 с.
145. Пененко В.В., Цветова Е.А. Главные факторы климатической системы глобального и регионального масштабов и их применение в экологических исследованиях // Оптика атмосферы и океана. – 2003. – Т. 16, № 5-6. – С. 407-414.
146. Персонс Т. Общая химия. – М.: Мир, 1979. – 550 с.
147. Плохинский Н.А. Биометрия. – М.: Изд-во МГУ, 1970. – 367 с.
148. Поздняков Э. Изменение климата на Земле: причины и возможные последствия // МЭ и МО. – 2005. – № 4. – С. 68-74.
149. Пономарь В.В. Потепление климата: влияние парникового эффекта или озоновых «дыр» // Нефть и газ. – Украина, 2001. – № 4. – С. 57-62.
150. Пономарь В.В. О механизме изменения климата и усиления аномально-катастрофических проявлений погоды из-за истощения озонового слоя // Вестник Приднестровского Университета. – 2002. – №1 (15). – С. 141-150.
151. Пономарь В.В. Мир в озоновой дыре // Российский журнал. «Природа и человек. Свет». – 2003. – № 1. – С. 34-35.
152. Порфирьев Б. Глобальные климатические изменения: новые риски и новые возможности экономического развития // РЭЖ. – 2009. – № 6. – С. 66-77.
153. Приседський Ю.Г. Пакет програм для проведення статистичної обробки результатів біологічних експериментів: навч. посібник. – Донецьк: Дон НУ, 2005. – 75 с.
154. Протопопова В.В., Мосякін С.Л., Шевера М.В. Фітоінвазії в Україні як загроза біорізноманіттю: сучасний стан і завдання на майбутнє. – К.: Інститут ботаніки НАН України, 2002. – 31 с.
155. Публикации Тренинского центра МКВК. Изменение климата: вопросы и ответы. – Ташкент, 2006. – Вып. 13. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: info aicwc-aral.uz.
156. Пушкин А.С. Сочинения в трех томах. Т. 2. – М.: Художественная литература, 1986. – С. 450-478.
157. Рубинштейн Е.С. О влиянии распределения океанов и суши на земном шаре // Изв. Всесоюз. георафич. об-ва. – 1953. – Т.85, № 4. – С. 7-12.
158. Сазонов Б.И. Ритмика потеплений климата Евразии. Тр. Гл. геофиз. обсерв. – 1990. – № 531. – С. 127-132.
159. Сапожников С.А. Микроклимат и местный климат. – Л.: Гидрометеоиздат, 1950. – 239 с.
160. Селянинов Г.Т. Методика сельскохозяйственной характеристики климата. В. кн.: Мировой агроклиматический справочник. – Гидрометеоиздат, 1937. – С. 5-7.
161. Селянинов Г.Т. Агроклиматическая карта мира. – Л.: Гидрометеоиздат, 1966. – 12 с.
162. Синельщиков Р.Г. Екологія деревних культур біогеоценозів степової зони України: Автореф. дис…. докт. біол. наук: 03.00.16 / Дніпропетровський держ. ун-тет. – Дніпропетровськ, 1992. – 36 с.
163. Словарь иностранных слов. Под ред. Ф.Н. Петрова и др.: 6-е изд. – М., 1964. – 784 с.
164. Современное состояние и тенденции изменения климата // Бюл. Всем. метеорол. орг. – 1990. – 39, №1. – С. 40-44.
165. Созiнов О.О. Селекцiя рослин в епоху глобалiзацii, переходу до економiки знань i прискоренних змiн клiмату. В кн. Досягнення i проблеми генетики, селекцii та бiотехнологii / Збiрн. наук. праць. – Киiв: Логос, 2007. – Т. 1. – С. 172-175.
166. Соколов И.Д., Долгих Е.Д., Соколова Е.И. Изменение климата востока Украины и его прогнозирование. Оптимистическое руководство. – Луганск: ИПЦ «Элтон-2», 2010. – 133 с.
167. Соколов И.Д., Долгих Е.Д., Соколова Е.И. и др. 100-летняя циклическая изменчивость главных естественных экологических факторов в Донбассе // Збірн. наук. праць Луганського НАУ. – Луганськ: «Елтон-2», 2008. – № 82. – С.191-198.
168. Соколов И.Д., Долгих Е.Д., Соколова Е.И. и др. Основные климатические показатели востока Украины (по данням Луганской метеостанции). В помощь дипломникам. –Луганск: ЛНАУ, 2009. – 24 с.
169. Соколов И.Д., Коваленко И.А., Наумов С.Ю. Поздноцветущие морозостойкие растения флоры Луганщины // Материалы V Междунар. научн. конф. «Современная биология и ее преподавание» (ЛНР, Луганск, 23-25 сентября 2015 г.). – Луганск: ГОУ ЛНР «ЛНАУ». – С. 43-44. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.lnau.lg.ua/ru/all-news/351-konfer-bio2015.html.
170. Соколов И.Д., Милехин П.О., Харченко В.Е. Динамика изменений площадей угодий и проблема охраны растительного мира // Збірн. наук. праць Луганського НАУ. – 2001. – № 39 (51). – С. 115-117.
171. Соколов И.Д., Мостовой О.А. Высыхание озер в пойме реки Северский Донец в связи с изменением климата востока Украины // Науковий вісник Луганського НАУ. – Луганськ: «Елтон-2», 2012. – № 46. – С. 88-92.
172. Соколов И.Д., Наумов С.Ю., Ковтун Н.В. Моделирование динамики урожайности озимой пшеницы в Луганской области // Збiрн. наук. праць Луганського НАУ. – 1999. – № 5 (14). – С. 104-111.
173. Соколов И.Д., Пашутина Е.Н., Долгих Е.Д. и др. Многолетняя динамика осадков в Донбассе // Збірн. наук. праць Луганського НАУ. – Луганськ: «Елтон-2», 2005. – № 52 (75). – С. 98-104.
174. Соколов И.Д., Пашутина Е.Н., Мостовой О.А. и др. Связь экологического фактора «количество осадков» с урожайностью озимой пшеницы на юго-востоке Украины // Сборник научных трудов Луганского НАУ. – Луганск: «Элтон-2», 2005а. – № 48 (71). – С. 89-95.
175. Соколов И.Д., Пашутина Е.Н., Сыч Е.И. и др. Анализ динамики изменения температуры воздуха в техногенном регионе // Збірн. наук. праць Луганського НАУ. – 2004. – № 39 (51). – С. 104-111.
176. Соколов И.Д., Пашутина Е.Н., Сыч Е.И. и др. Многолетняя динамика температуры воздуха в Луганской области // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. – 2005б. – № 3 (27). – С. 47-53.
177. Соколов И.Д., Соколова Е.И. О путях увеличения лесистости Луганской области // Науковий вісник Луганського НАУ – Луганськ: «Елтон-2», 2009. – № 8. – С. 52-54.
178. Соколов И.Д., Соколова Е.И., Наумов С.Ю. и др. Введение в биометрию: учебн. пособие. – Луганск: «Элтон-2», 2008. – 132 с.
179. Соколов И.Д., Соколова Е.И., Трошин Л.П. и др. Введение в биометрию. – Краснодар: Изд-во Кубанского ГАУ, 2016. – 245 с.
180. Соколов И.Д., Фирсов Е.А., Наумов С.Ю. Факторы роста урожайности озимой пшеницы на юго-востоке Украины // Достиж. науки и техники АПК. – 1991. – № 4. – С. 14-16.
181. Соколов И.Д., Харченко В.Е., Соколова Т.И. и др. Улучшение условий существования растений в естественных местообитаниях в последние полтора десятилетия // Збірн. наук. праць Луганського НАУ. – Луганськ: «Елтон-2», 2005в. – № 56 (79). – С. 15-25.
182. Соколов И.Д., Шелихов П.В., Наумов С.Ю. и др. Компьютеризация агрономических и биологических расчетов. – Луганск: «Элтон-2», 2001. – 133 с.
183. Соколова Е.И., Долгих Е.Д. Тенденция изменения климата в Луганской области в связи с эволюцией органического мира // Сборник научных трудов Луганского НАУ. – Луганск: «Элтон-2», 2009. – № 1. – С. 167-205.
184. Соколова Е.И., Пашутина Е.Н., Долгих Е.Д. Многолетняя динамика температуры и осадков в Луганской области // Збірн. наук. праць. Фальцфейнівські читання. – Херсон: ПП Вишемирський, 2007. – С. 44-46.
185. Соколова Е.И., Долгих Е.Д., Шелихов П.В. и др. Вековая изменчивость климатических и агрометеорологических факторов на юго-востоке Украины // Сборник научных трудов Луганского НАУ. – Луганск: «Элтон-2», 2007. – № 75 (98). – С. 146-153.
186. Соколова Е.И., Коваленко В.А. Тюльпан дубравный (Tulipa quercetorum Klok.et Zoz.) на юго-востоке Украины // Збірн. наук. праць Луганського НАУ. – Луганськ: «Елтон-2», 2007. – № 74 (97). – С. 103-124.
187. Сорохтин О.Г. Причины изменения глобального климата Земли // ЭкиП. – 2008. – № 4. – С. 35-38.
188. Сотнева Н.И. Динамика климатических условий второй половины XX века района Джаныбекского стационара Северного Прикаспия // Изв. РАН. Серия географ. – В. 5. – С. 74-83.
189. Справочник по показателям и индексам засушливости, ВМО – № 1173, 2016. – 60 с. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: 190. Стратегические направления действий и проблема влияния СО2 на окружающую среду // Углекислый газ в атмосфере / В. Бах, А. Крейн, А. Берже, А. Лонгетто (ред.). – М.: Мир, 1987. – С. 425-472.
191. Стурман В.И. Экологическое картографирование. – Ижевск: Удмурт. ун-т, 2000. – 152 с.
192. Сытник К.М. Экология и экономика: справочник. – К.: Политиздат Украины, 1986. – 308 с.
193. Сыч Е.И., Соколова Т.И., Соколов И.Д. Моделирование распределений выборочных средних и использование t-критерия Стьюдента в биологических и экологических исследованиях // Збірн. наук. праць Луганського НАУ. – Луганськ: «Елтон-2», 2005. – № 48 (71). – С. 61-65.
194. Теннант-Смит Д. Бейсик для статистиков. Пер. с англ. – М.: Мир, 1988. – 207 с.
195. Терез Э.И. Устойчивое развитие и проблемы изменения глобального климата Земли // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. – 2004. – Т. 17 (56), № 1. – С. 181-205.
196. Тобратов С.А. Закономерности и масштабы вековых колебаний климата Центра Русской равнины (по данным метеостанции Рязань) // Вестник Рязанского государственного университета им. С.А. Есенина. – 2014. – № 4/45. – С. 125-148.
197. Украинская ССР. Выпуск 10а. Часть II а. Атмосферные осадки.– Киев: Изд-во АН УССР, 1955. – Т. 1. – 104 с.
198. Уранов А.А. Растение и среда: В кн. Жизнь растений. Т. 1. – М.: Просвещение, 1974. – С. 58-86.
199. Федоров Е.К. Экологический кризис и социальный прогресс. – Л.: Гидрометиздат, 1977. – 176 с.
200. Федоров Е.К. Изменения климата и стратегия человечества // Метеорология и гидрология. – 1979. – № 7. – С. 12-24.
201. Фисуненко О.П., Жадан В.И. Природа Луганской области. – Луганск: Изд-во ЛНПУ, 1994. – 233 с.
202. Фомин Б.И. и др. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. – СПб, 1992. – Т. 14. – С. 103.
203. Хаин В.Е., Халилов Э.Н. Глобальные изменения климата и цикличность вулканической активности // Science without borders. Transactions of the International Academy of Science H.&E. – 2007/2008. – V. 3. – P. 1-13.
204. Химия окружающей среды / Под ред. Бокриса Дж. О.М. Пер. с англ. – М.: Химия,1982. – 671 с.
205. Хромов С.Г. К вопросу о континентальности климата // Изв. Всесоюз. географ. общ-ва. – 1957. – Т. 89, № 3. – С. 14-20.
206. Хромов С.П., Мамонтова Л.И. Метеорологический словарь. – Ленинград: Гидрометиздат, 1974. – 568 с.
207. Хромов С.П., Петросянец М.А. Метеорология и климатология: учебник [5-е изд., перераб. и доп.]. – М: Изд-во МГУ, 2001. – 313 с.
208. Царенко О.М., Злобін Ю.А., Скляр В.Г. та інш. Комп’ютерні методи в сільському господарстві та біології. – Суми: Вид-во «Університетська освіта», 2000. – 203 с.
209. Цупенко Н.Ф. Справочник агронома по метеорологии. – Киев: Урожай, 1990. – 238 с.
210. Черемисов А.А., Черемисов А.Ю. Обзор расчетных методов определения суммарного испарения орошаемых сельскохозяйственных полей // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. – 2016. – № 1 (21). – С. 113-133.
211. Шелихов П.В., Соколов И.Д., Сыч Е.И. и др. Экология и охрана Донбасса. – Луганск: ЛНАУ, 2003. – 282 с.
212. Шульгин А.М. Агрометеорология и агроклиматология: учебн. пособие для вузов. – Л.  Гидрометеоиздат, 1978. – 200 с.
213. Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение. – М.: Высшая школа, 1976. – 335 с.
214. Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение. – М.: Высшая школа, 2006. – 318 с.
215. Яншин А.Н., Будыко М.И., Израэль Ю.А. Глобальное потепление и его последствия: стратегия принимаемых мер // Сб. «Глобальные проблемы биосферы». – М.: Наука, 2001. – Т. 1. – С. 10-24. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/graph.html.
216. January 2008-4 sources say «global cotter» in the past 12 months. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:/ wattsupwiththat. Wordpress.com/2008/02/19.
217. Humans R.J., Cameron S.E., Parra J.L. et al. Very high resolution interpolated climate surfaces for global land areas// International Journal of Climatology. – 2005. – V. 25. – P. 1965-1978.
218. Krassilov V., Barinova S. Sea level – geomagnetic polarity correlation as consequence of rotation geodynamics // Earth Science. – 2013. – V. 2. – №1 – Р. 1-8.
219. Montanez I.P., Tabor N.J., Niemeier D. et al. CO2-forced climate and vegetation instability during late Paleozoic deglatiation // Science. – 2007. – V. 315. – P. 87-91.
220. Mosyakin S.L., Fedoronchuk M.M. Vascular plants of Ukraine: A nomenclatural checklist. – Kiev, 1999. – XXIV. – 346 pp.
221. Rahmstorf S., Cazenave A., Church J.A. et al. Recent climate observations compared to projections // Science. – 2007. –  V. 316. – P. 709-714.
222. Weber E. Grundriss der biologischen Statistik // Aufl. Jena – 1957. – 280 pp.

 
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

аридность 118
аридность (-и) климата 118, 119, 126
атмосфера (-е, -у, -ы) 5, 44, 58, 63, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 160
атмосферный (-ого, -ом) воздух (-а, -е) 19, 57, 58, 62, 64, 66, 67, 70
атмосферные (-ых, -ыми) осадки  (-ах, -ами) 9, 89, 102
баланс влаги 4, 107, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 130, 151, 153, 1155, 174, 196
баланс влаги за тёплый сезон 127, 151
баланс влаги за вегетационный период 152
биосфера (-е, -ы) 7, 16, 63, 81, 103
вегетационный период 11, 75, 93, 97, 98, 99, 104, 105, 107, 108, 109, 110, 112, 116, 151, 152
влагообеспеченность 107, 108, 109, 110, 112, 113, 114, 116, 117, 151, 174
влагообеспеченность территории 4, 107, 109
влажность (-и) воздуха 103, 105, 106, 107
влажность (-и) воздуха в тёплый сезон (вегетационный период) 103, 104, 151
гипотеза глобального потепления 4, 57
глобальное потепление 57, 58, 59, 69, 72, 82, 84
гидротермический коэффициент 4, 11, 107, 108, 109, 110, 112, 115, 130, 155, 174
гидротермический коэффициент за тёплый (-ого) сезон (-а) (вегетационного периода) 10, 127, 129, 151
годовая (-ой) сумма (-ы) осадков 10, 91, 93, 94, 95, 96, 97, 101, 127, 129, 130, 131, 137, 138, 143, 145, 146, 149, 151, 152, 173
зимние (-их, -яя, -ей) температуры
индекс (-а) аридности 23, 26, 28. 30, 32, 46, 58, 66, 74, 83, 127, 150
118, 119, 120, 121, 123, 126
климат (-а, -е) 4, 5, 6, 7, 9, 10, 12, 15, 28, 34, 43, 44, 45,46, 47, 49, 57, 58, 60, 67, 69, 73, 75, 81, 82, 84, 86, 89, 100, 127, 140, 141, 142, 153, 154, 155, 158, 160, 174
климатология 15
климатическая (-ой, -ие) норма  (-ы) 10
климатические (-их, -им, -ого,     -ому) факторы (-ов, -ам, -а, -у) 5, 9, 10, 13, 35, 37, 39, 68, 94, 97, 103, 128, 130, 137, 140, 142, 143, 145, 138, 148, 150, 151, 152, 153, 156, 174
континентальность 46
континентальность климата 6, 44
коэффициент континентальности 45
летние (-их, -яя, -ей)  температуры 12, 25, 46, 58, 74, 150
месяц (-ы, -ев) 10, 11, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 23, 25, 28, 32, 33, 44, 45, 50, 55, 56, 57, 66, 74, 75, 90, 91, 92, 93, 100, 101, 103, 104, 107, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 117, 174
месячные суммы осадков 10, 89
метеорология (-и) 15
метеорологическая обсерватория 9
метеостанция (метеорологической станции) 5, 6, 9, 45, 54
осадки (-ах, -ами) 4, 6, 90, 100, 101, 107, 150, 155, 168
количество осадков (сумма (-ы) осадков) 6, 9, 10, 11, 12, 74, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 99, 109, 113, 114, 132, 138, 144, 149, 153
сумма осадков за тёплый сезон (вегетационный период) 10, 89, 97, 98, 99, 115, 127, 129, 143, 150, 152
сумма осадков за холодный сезон 10, 129, 143
относительная влажность воздуха 10, 103, 104, 127, 130, 148
относительная влажность воздуха за вегетационный период 104, 105
относительная влажность атмосферного воздуха 4
осенней температуры 25
показатель континентальности 10, 45, 46, 47, 127, 130, 150, 196
солнечная (-ой) радиация (-и) 9, 72, 73

среднегодовая (-ой) температура (-ы) 34, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 59, 68, 74, 75, 83, 86, 127, 130, 132, 139, 141, 143, 149, 151, 152
среднегодовая (-ой) температура воздуха (-ы) 10, 50, 69, 73, 129, 148
среднегодовая (-ой) температура (-ы) атмосферного воздуха 11, 49, 51, 85, 174
среднемесячные (-ых) температуры 4, 10
температура (-ы, -ах) 6, 9, 10, 11, 13, 16, 17, 18, 19, 20, 23, 24, 25, 26, 31, 32, 33, 34, 35, 37, 43, 45, 50, 51, 53, 54, 55, 56, 60, 61, 63, 67, 68, 69, 70, 74, 75, 83, 85, 86, 87, 89, 92, 94, 100, 101, 107, 109, 113, 139, 149, 152, 155, 156, 158, 168, 174
температура (-е) воздуха 9, 13, 14, 24, 32, 40, 44, 45, 50, 57, 72, 100, 101, 150
температура (-е, -ой, -ы) атмосферного воздуха 4, 5, 11, 13, 19, 24, 26, 28, 33, 34, 40, 41, 49, 56, 57, 66, 74, 85, 87, 89, 141
температура тёплого сезона (полугодия) 10, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 44, 50, 75, 106, 127, 129, 130, 137, 138, 139, 140, 141, 143, 147, 148, 150, 151, 152
температура холодного сезона (полугодия) 10, 33, 34, 40, 41, 42, 43, 44, 50, 106, 127, 129, 130, 137, 138, 139, 141, 143, 146, 147, 150, 151, 152
тёплый сезон 4. 33, 34, 75, 99
холодный сезон 4, 10, 33, 40, 74, 75, 143
экологические факторы 7, 10

 
АВТОРСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

Агесс П. 101, 102
Адаменко В.Н. 82
Алёхин Ю.М. 141
Арутюнов В.С. 63, 64, 67, 70, 71, 76, 81
Ахкозов Ю. 72
Баландин Р.К. 59, 60, 65, 86, 89
Банников А.Г. 9
Баранкова Е.П. 9
Бедрицкий А.И. 65
Белевцев Р.Я. 15
Берестов А.А. 83
Берлянд М.Е. 11
Білявський Г.О. 62
Бойченко С.Г. 10, 11, 12, 62, 63, 93
Бомер-Кристиансен С. 65
Бондарев Л.Г. 65, 89
Борисенков Е.П. 58, 60, 61, 63
Боровиков В.П. 14, 35, 68, 109, 142, 143, 144, 145, 146, 148
Будыко М.И. 5, 57, 58, 62
Букша I.Ф. 57
Бучинский И.Е. 5
Бююль А. 14
Валова В.Д. 62
Васильев А.В. 141
Величко М. 67, 69
Величко В. 67, 69
Вернадский В.И. 59
Винников К.Я. 57
Воейков А.И. 13
Володин Е.М. 62
Волощук В.М. 7, 10, 11, 12, 62, 63
Вуколов Э.А. 14
Гамалей Ю.В. 67
Гейнрих Д. 65, 70, 94, 160
Глазовский Н.Ф. 7
Гончарова Л.Д. 5
Гордієнко М.І. 168, 169
Гордієнко Н.М. 168, 169
Горелов А.А. 16
Городницкий А. М. 87
Горшков В.Г. 62
Григорьев А.А. 62, 63
Григорьева А.С. 93
Груза Г.В. 5
Гурман В.Е. 62, 63, 112
Демирчан К.С. 82
Дженсен А.К. 76
Дідух Я.П. 45
Дианский Н.А. 62
Дмитренко В.П. 75
Долгих Е.Д. 83, 84, 102, 108, 113, 115, 117, 128, 144, 150,
154, 157
Доспехов Б.А. 109, 110
Дранищев Н.И. 28, 127
Дроздов О.А. 5, 93
Жадан В.И. 8, 9, 28, 154
Жуков С.П. 157
Злобін Ю.А. 62
Иванов В.В. 39
Ивченко Г.И. 14, 35, 143, 144, 145, 146, 148
Израиль Ю.А. 16
Капица С.П. 141
Кароль И.Л. 82
Кафтанатий О.А. 107
Кендал М. 17
Киричевский В.В. 118
Кисилев В.Н. 60
Коваленко В.А. 161, 164
Колесников А.И. 156
Коломыц Э.Г. 85
Кондратьев К.Я. 11, 62, 63, 82
Конисский Г. 8
Кононенко В.Г. 16
Конопля Н.И. 9
Копылова Н.А. 118
Корсак К.В. 60
Костюковский Б.А. 63
Кочуров Б.И. 62
Крапивин В.Ф. 39
Кулик М.Н. 63
Кучерявий В.П. 7, 62, 118
Ладюри Э. Ле Руа 81
Лакин Г.Ф. 14, 17, 50, 110, 113
Лаптев И.П. 70
Лаурман Дж. 85
Линчевский И.А. 156
Ломборг Б. 59, 65, 82, 83, 100
Лучков Б. 141
Лысогоров С.Д. 75
Лысцов В. 11
Льгов Г.К. 107
Маккиббен Б. 63
Мамонтова Л.И. 7
Манфред Г. 66, 70, 94, 160
Марчук Г.И. 86
Мащенко Е. 85
Мелешко П. 89
Мельникова И.Н. 141
Монин А.С. 12, 83
Мостовой О.А. 28
Мохов И.И. 89
Николаев Г. 58
Никоноров А.М. 165
Пасецкий В.М. 58, 60, 61
Пененко В.В. 67
Персонс Т. 67
Петросянец М.А. 60
Плахотнік О.В. 60
Плохинский Н.А. 14, 15, 17
Поздняков Э. 64
Пономарь В.В. 67
Порфирьев Б. 73
Приседський Ю.Г. 14
Протопопова В.В. 159
Пушкин А.С. 78
Ранькова Э.Я. 5
Рубинштейн Е.С. 45
Сазонов Б.И. 68, 70
Сапожников С.А. 70
Селянинов Г.Т. 108, 113
Синельщиков Р.Г. 83, 168, 170
Созінов О.О. 74
Соколов И.Д. 6, 9, 10, 14, 17, 26, 28, 32, 35, 46, 50, 74, 89, 93, 102, 107, 110, 113, 115, 123, 128, 129, 138, 142, 148, 154, 160, 168, 169
Соколова Е.И. 35, 93, 128, 154, 161, 164
Сорохтин О.Г. 60
Сотнева Н.И. 107
Стурман В.И. 63
Стьюарт А. 17
Сытник К.М. 63
Сыч Е.И. 109
Теннант-Смит Д. 14, 110
Терез Э.И. 60
Тобратов С.А. 139
Уранов А.А. 154, 155
Ушкаренко В.А. 75
Федоров Е.К. 62, 69
Фисуненко О.П. 8, 9
Фомин Б.И. 62
Хаин В.Е. 130
Халилов Э.Н. 130
Хоружая Т.А. 165
Хромов С.П. 7, 45, 60
Царенко О.М. 146
Цветова Е.А. 67
Цёфель П. 14
Цупенко Н.Ф. 11, 89, 108
Черемисов А.А. 107
Черемисов А.Ю. 107
Шелихов П.В. 158
Шишков Ю.А. 12
Шульгин А.М. 49
Юсуфов А.Г. 73
Яблоков А.В. 73
Яншин А.Н. 63
Barinova S. 156
Fedoronchuk M.M. 158
Humans R.J. 71
Krassilov V. 156
Montanez I.P. 63
Mosyakin S.L. 158
Rahmstorf S. 12
Weber E. 68



 
ПРИЛОЖЕНИЯ

Температура
Годы Температура, град. С ср. за год
янв фев март апр май июнь июль авг сент окт нояб дек
2009 -4,6 -0,5 3,1 8,3 15,1 23,3 24,4 19,8 16,8 11,3 5,1 -2,3 10,0
2010 -7,5 -2,9 2,0 10,0 17,7 23,7 25,9 25,9 17,4 6,7 8,7 1,2 10,7
2011 -6,3 -8,4 -0,3 8,7 17,3 21,0 24,7 21,1 15,4 8,4 -0,2 2,2 8,6
2012 -4,8 -10,5 -0,4 14,3 19,3 22,5 24,9 23,3 17,1 12,4 4,3 -3,9 9,9
2013 -1,5 -0,1 1,9 11,7 20,4 22,4 22,8 22,2 13,4 8,4 5,6 -1,2 10,5
2014 -5,4 -2,1 4,5 9,6 18,9 19,5 22,2 22,1 15,5 8,6 0,7 -1,7 9,4
2015 -2,9 -1,2 3,6 9,3 15,9 22,0 22,8 22,1 19,6 5,6 4,6 1,2 10,2

Осадки
Годы Сумма осадков по месяцам, мм Сумма за год
янв фев март апр май июнь июль авг сент окт нояб дек
2009 19 52 58 2 57 10 41 19 33 58 43 112 504
2010 58 32 22 36 91 20 48 5 52 40 34 59 497
2011 26 21 30 25 29 151 66 21 26 47 17 41 500
2012 40 54 22 55 53 34 28 21 5 9 13 77 411
2013 77 14 35 17 20 3 31 60 71 70 12 15 425
2014 47 14 24 44 67 43 61 44 50 6 17 65 482
2015 27 16 10 118 37 52 26 16 25 28 48 23 426

Баланс влаги и ГТК
Годы Баланс влаги ГТК
апр май июнь июль авг сент теп.пол. апр май июн июл авг сент теп.пол.
2009 -22,90 10,19 -59,90 -34,60 -42,40 -17,40 -167,03 0,08 1,22 0.14 0,54 0,31 0,65 0,49
2010 6,00 36,13 -51,10 -32,30 -75,30 -0,20 -116,75 1,20 1,66 0,28 0,60 0,06 1,00 0,68
2011 -1,10 -24,63 88,00 -10,57 -44,41 -20,20 -12,91 0,96 0,54 2,40 0,86 0,32 0,56 0,96
2012 12,10 -6,83 -33,50 -49,19 -51,23 -46,30 -174,95 1,28 0,89 0,50 0,36 0,29 0,10 0,53
2013 -18,10 -43,24 -64,20 -39,68 -8,82 30,80 -143,24 0,48 0,32 0,04 0,44 0,87 1,77 0,59
2014 16,20 8,41 -15,50 -6,82 -24,51 2,50 -20,72 1,53 1,14 0,74 0,90 0,64 1,05 0,94
2015 90,10 -12,29 -14,00 -44,68 -52,51 -33,80 -67,18 4,23 0,75 0,79 0,37 0,23 0,43 0,80

Испарившаяся влага, сумма осадков и средних температур
Годы Испарившаяся влага за месяц Кол-во ис. влаги за тепл. полугод. Сумма Сумма Сумма Ср.темп. Ср.темп
осадков осадков осадков за тепл. за хол.
апр май июнь июль авг сент за год за тепл. полугод. за хол.
полугод. полугод. полугод.
2009 24,90 46,81 69,90 75,60 61,40 50,40 329,03 504 162 342 17,95 2.0
2010 30,00 54,87 71,10 80,30 80,30 52,20 368,75 497 252 245 20,10 1,4
2011 26,10 53,63 63,00 76,57 65,41 46,20 330,91 500 318 182 18,03 -0.7
2012 42,90 59,83 67,50 77,19 72,23 51,30 370,95 411 196 215 20.23 -0.5
2013 35,10 63,24 67,20 70,68 68,82 40,20 345,24 424 202 223 18.81 2.2
2014 28,80 58,59 58,50 68,82 68,51 46,50 329,72 488 309 173 17.96 0,8
2015 28,90 49,29 66,00 70,68 68,51 58,80 341,18 426 274 152 18,61 1,8

Показатель континентальности К
Годы К, % Годы К, %
2009 45,37 2013 34,71
2010 55,35 2014 42,19
2011 49,9 2015 37,88
2012 46,96
 
ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА ЛУГАНЩИНЫ И
 ИХ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ.
ОСНОВАНИЯ ДЛЯ ОПТИМИЗМА


СОКОЛОВ ИВАН ДМИТРИЕВИЧ
доктор биологических наук, профессор кафедры биологии растений

ОРЕШКИН МИХАИЛ ВИЛЬЕВИЧ
доктор сельскохозяйственных наук, профессор РАЕ

МЕДВЕДЬ ОЛЬГА МИХАЙЛОВНА
кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии растений

СОКОЛОВА ЕЛЕНА ИВАНОВНА
кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии и безопасности жизнедеятельности

ДОЛГИХ ЕКАТЕРИНА ДМИТРИЕВНА
старший преподаватель кафедры экологии и безопасности жизнедеятельности

СИГИДИНЕНКО ЛЮДМИЛА ИВАНОВНА
кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии растений