Внутригодовые вариации уровня Каспийского моря и окружающая среда

Внутригодовые вариации отражают как общие закономерности, характерные для моря в целом, так и имеют свои особенности на каждой станции. Общие закономерности в основном обусловлены сезонной изменчивостью составляющей водного баланса. Временные ряды с месячным опросом на разных постах обладают большим сходством и меньшей степенью хаотичности, чем ряды с годовым опросом. Следовательно, реакция уровня моря на сезонные воздействия едина для всех постов.

Рис. 7.12. Временные ряды параметра хаотизации месячных приращений уровня Каспийского моря по данным водомерных постов Баку (а), Махачкала (б), Красноводск (в) и Форт Шевченко (г)

Параметр хаотизации для месячных приращений рассматриваемых рядов колеблется в среднем от 0.02 до 0.09, достигая 0.14 только для Махачкалы (б). Параметр не сильно варьирует во времени, но для всех постов наблюдается его увеличение к концу 1990-х годов. Это говорит о том, что процесс месячных изменений уровня Каспийского моря очень упорядочен. По-видимому, это происходит из-за четкой сезонной ритмичности. Наибольшей величины параметр хаотизации достигает для Махачкалы, что говорит о чуть большей хаотичности процесса на этом посту.

В рядах присутствуют хаотические составляющие, которые являются следствием локальных эндогенных и экзогенных процессов на каждом водомерном посту. В работе отмечается, что на фоне квазипериодических колебаний происходят короткопериодные колебания уровня непериодического характера. В работах говорится о существовании высокоамплитудных, знакопеременных, контрастных движений земной коры.

Представляется вероятным, что межгодовая и внутригодовая ритмика вариаций уровня воды в Каспийском море формируется одновременно и атмосферными климатическими процессами, и прямым воздействием космических периодов, и колебаниями в самой системе, которые синхронизируются. Подобный вывод был сделан в работах по отношению к земным и лунным процессам.

Стоит отметить несомненный вклад антропогенного фактора и его хаотической составляющей в индивидуальные особенности изменений на каждом посту. Нельзя исключать нестабильности рейки на местах, некачественной работы наблюдателя и т.п. в течение всего интервала наблюдений. Кроме того, после распада СССР в начале 1990-х годов должного внимания уровенным наблюдениям не уделялось.

Рассчитанный параметр хаотизации временных рядов уровня говорит о переменной упорядоченности процесса, вплоть до высокой, что особенно характерно для приращений уровня. Наличие одинаковых ритмов на СВАН-диаграммах исходных временных рядов и их параметра хаотизации говорит о регулируемости процесса внешними факторами. Наличие 10- и 20-летнего ритмов в спектрально-временных диаграммах параметра хаотизации говорит о его возможной связи с солнечной активностью и/или с 18.6-летним приливным циклом.

Стоит особо отметить период 1950-1960-х годов, когда наблюдается уменьшение корреляции между данными разных постов, изменение динамики ритмических составляющих и увеличение хаотизации процесса. Вероятно, в это время, когда наблюдается падение уровня, произошла общая разбалансировка процесса. Это позволяет сделать вывод, что высокое стояние уровня моря соответствует высокой организации процесса, дальнейшее падение уровня приводит к его хаотизации, а возобновившийся подъем снова упорядочивает процесс.

Месячные вариации уровня моря обладают очень сильной упорядоченностью, что говорит о том, что сезонные факторы их жестко контролируют.

Рис. 7.13. СВАН-диаграммы временных рядов параметра хаотизации месячных приращений уровня Каспийского моря по данным водомерных постов Баку, Махачкала, Красноводск и Форт Шевченко