CC BY
9
УДК 574:5:001.94(292.512.3)
Хвойные бореальной зоны. Том XXXVI, № 1. С. 63-74 ОТКЛИК ЭЛЬ-НИНЬО В ЦЕНТРАЛЬНОЙ СИБИРИ Н. Д. Гайденок, А. Н. Баранов, В. Ф. Чумаков
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: ndgay@mail.ru
Актуальность настоящих исследований обусловлена анализом внешне загадочных, не поддающихся прямой следственности ряда феноменов, наблюдаемых на территории Центральной Сибири, таких, как «феномен Верхнего Бьефа» экосистемы Красноярского водохранилища и феномен «мелозирных лет Байкала», но в то же время достоверно объяснимых путем привлечения соответствующих разделов аппарата математической статистики позволяющих объективно работать с порядковыми и ранговыми показателями сведений о планетарной динамике гидроклиматических данных, таких, как Эль-Ниньо, дополненных сведениями о динамике производственных событий, находящихся в прямой связи, выраженной посредством «Закона Производной» с гидроклиматологией.
В плане влияния Эль-Ниньо на общественные и природные явления выделяются два типа - зависимость уровней и зависимость скоростей и даже ускорений социально-политические события. Что говорит о необходимости перехода к анализу взаимосвязи скоростей и ускорений, как это делается в физике и других точных науках. Тем более, что согласно вышеизложенному зависимость уровней проявляется в цепи или «резонансе» зависимостей скоростей/ускорений: «съезды, гидрострой и приток воды».
Из природных явлений наиболее яркое проявление Эль-Ниньо в виде зависимости скоростей/ ускорений наблюдается для диатомового фитопланктона Байкала и притока воды в Саяно-Шушенскую ГЭС.
Проявление Эль-Ниньо в виде зависимости уровней наиболее ярко для одноклеточных элементов экосистемы Красноярского водохранилища - бактериопланктон и фитопланктон. Несколько меньшему эффекту зависимости уровней подвержен зоопланктон, обладающий соответственно меньшим Рв в сравнении с фитопланктоном. Аутсайдером является относительно инертный зообентос.
Ключевые слова: коэффициенты контингенции и ассоциации, таблицы сопряжености, Эль-Ниньо, Красноярское водохранилище, Байкал, зоопланктон, зообентос, расход воды, случайная составляющая динамики.
Conifers of the boreal area. Vol. XXXVI, No. 1, P. 63-74 SIBIRIAN IMAGE EL-NIÑO N. D. Gaydenok, A. N. Baranov, V. F. Chumakov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: ndgay@mail.ru
The relevance of these studies is determined by the analysis of externally mysterious, incomprehensible phenomena, observed on the territory of Central Siberia, such as the "Upper Bieff' phenomenon of the Krasnoyarsk ecosystem and the phenomenon of "melozir years of Baikal", but at the same time reliably explained Attraction of the relevant sections of the apparatus of mathematical statistics allowing to objectively work with ordinal and rank indicators of information on the planetary dynamics of hydroclimatic data such as to EN supplemented by information on the dynamics of industrial developments, which are in direct relation expressed by means of "Derivation's Low" with gidroclimatology.
In the Plane one may differentiate two type - the dependence of Levels and the dependence of velocities and so accelerations of social-political Events. This say about necessity of analysis of dependence of velocities and so accelerations like there applying in Physics. So much, that accoding to the dependence of Levels one can see in chain of -"Congress of Soviets - gidro-building input of water in Sajano-Shushenskoy GES".
In plane of natural Events the main influence of El-Niño thru the dependences of velocities and so accelerations one can see for diatomic Baykal's plankton and input of water in Sajano-Shushenskoy GES.
The Influences of El-Niño thru Levels is brightly for onecellural elements of Ecosystem of Krasnoyarsk Reservoir bacteria and alga. The smaller Effects of the dependence of Levels one can see for zooplankton so that it has smaller Pb in comparision with phitiplancton. The outsider here is zoobentos.
Keywords: El-Niño, Krasnoyarsk reservoir, Baikal, zooplankton, zoobenthos, water input, stochastic element' dynamic.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящей работе рассматривается вопрос о связи особенностей функционирования экосистем внутренних вод с весьма далекими от классического гидробиологического списка факторами, но как показали результаты ниже приведенных исследований, весьма существенными, обусловленными геологическими процессами и, что еще более неожиданно, неотектоникой, определенным индикатором которых является широко известный во всем мире (кроме азиатской части России) феномен Эль-Ниньо (ЭН), проявляющийся, не только у берегов Перу и Эквадора в виде коллапса рыбного промысла, но и на всей планете в виде различных, как положительных - дожди в пустынях, так и отрицательных, явлений. Действительно, на протяжении последних лет, как на EuroNews, так и в Интернете, постоянно идут сообщения, либо о засухе в Африке, либо о наводнениях в Перу. И о вызываемых этими природными явлениями голоде, разрушениях и эпидемиях.
Кроме того, в широкой литературе и Интернете приводятся сведения, сто благодаря продолжительному ЭН в Х-Х11 веках пала династия Тан в Китае и ацтекская цивилизация в Центральной Америке. С продолжительным ЭН в конце XVIII века связывают и загадочную кончину А. Моцарта.
Отклик ЭН в виде «±», как покажет ниже изложенное, достигает не только Китая, Африки, Перу или даже Европы, но также оказывает, как крайне существенное, так и выходящие за рамки классических канонов гидробиологии, влияние на функционирование водных экосистем Байкало-Енисейского региона (формально - бассейна Енисея), а именно: двух водохранилищах Верхнего течения Енисея - Саяно-Шушенского (СШ) и Красноярского (КВ) и одного, являющегося уже на протяжении несколько десятилетий истоком Ангары - Иркутского водохранилища (ИВ) или бывшего оз. Байкал, ибо уровень данного уникального водоема Планеты банальным образом регулируется низконапорной плотиной Иркутской ГЭС.
Актуальность настоящих исследований обусловлена анализом внешне загадочного «феномена Верхнего Бьефа» экосистемы Красноярского водохранилища (ЭКВ), изложенного в работе [5], но в то же время достоверно объяснимого при использовании сведений о планетарной динамике гидроклиматических данных таких, как ЭН, дополненных сведениями о динамике производственных событий, находящихся в прямой связи, выраженной посредствосм «Закона Производной» с гидроклиматологией.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Материалами послужили результаты исследований по рассматриваемым темам, как опубликованные в доступной литературе, так и собственные исследовании.
В качестве методов использованы разделы аппарата математической статистики, позволяющие объективно работать с порядковыми и ранговыми показателями.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ
Действительно, в функционировании ЭКВ наблюдается ряд моментов трудно объяснимых с позиций классического спектра взаимосвязей. При анализе особенностей динамики развития ЭКВ были сопоставлены данные по зоопланктону (ЗП) и зообентосу (ЗБ), заимствованные из работ, относящихся к ЭКВ представленных в списке литературы. Здесь, с одной стороны, произошло ожидаемое существенное увеличение биомасс представителей планктоноценоза, но, с другой, проявились колебания упомянутых биомасс, имеющие неизвестную природу. В тоже время ЗБ при этом не имел существенного развития. Красноярские гидробиологи пытались их объяснить в виде отражения гидрологического или температурного режима ЭКВ. Что в ряде случаев имело определенный успех.
Конечно, сами по себе колебания биомасс чем-то экстраординарным не являются, но при детальном анализе [5] обнаружился следующий «парадокс Верхнего Бьефа» ЭКВ: в результате сопоставления сглаженных по 3 точкам кривым динамики (рис. 1) наблюдается предшествование пиков биомассы ЗБ биомассе ЗП в среднем на 3 года. Что является крайне неожиданным фактом в плане сопоставления Рв - коэффициентов, ибо величины годовых Рв у ЗП лежат в пределах 12-19, а у ЗБ - 4-5, и вызывает необходимость ответа на вопрос - «Какие изменения происходят с экосистемой Красноярского водохранилища, что результаты ее исследования дают, как минимум, данные не отвечающие классическим положениям продукционной гидробиологии?».
-
—гь
Рис. 1. Сравнительная динамика индексов вариаций биомасс ЗБ(Т) и ЗП(Т-З)
Кроме того, если проанализировать периоды совмещенных кривых динамики индексов биомасс ЗП и ЗБ (рис. 1), то здесь проявляется неясно чем обусловленная шестилетняя цикличность, послужившая дополнительной причиной настоящих исследований, в силу того, что колебания данного периода или близких к нему 5-7 лет наблюдаются у многих других явлений Голарктики. Например, с шестилетней периодикой, которую до привлечения феномена ЭН объясняли динамикой силы деформации [13], связан также ряд явлений - шестилетняя циклика подходов карской белухи к Белому морю, структура улова сиговых в устьевой области Енисея [4].
Данный феномен в первом приближении был объяснен в работе [6], где после детального изучения литературы, относящейся к особенностям эксплуатации СШ и КВ [1-3], удалось выстроить цепочку «событие ЭКВ - особенности эксплуатации СШ и КВ», позво-
ляющую с определенным успехом сопоставить событие ЭКВ конкретному производственному акту.
Однако вопросы о природе, как трехлетнего запаздывания, так и шестилетней цикличности уже не «вычерпываются из производства». Поэтому, здесь возникает вопрос - «Если все неясности в функционировании ЭКВ объясняются только соответствием режиму эксплуатации СШ и КВ, то чем определяются особенности режима эксплуатации СШ - одной производственной динамикой, иллюстрирующей «поступь былых пятилеток вдохновляемых решениями съездов КПСС» (табл. 1), или сюда входят и природные явления?».
Последний вопрос определил цель и задачи данной работы:
1. Детерминации номенклатуры природных явлений;
2. Зависимость, независимость или приуроченность дат прохождения съездов КПСС и генерируемых ими производственных мероприятий от природных явлений;
3. Формы, вида или механизма, а также возможности формализации их воздействия.
Если первые две задачи не требуют обширных объяснений, то иная ситуация с третьей задачей. Действительно, забегая вперед и предвосхищая решение первой задачи, скажем: в каком виде следует учитывать (т. е. формализовать) динамику поверхностной температуры воды Тихого Океана у берегов Южной Америки для объяснения особенностей циклики фитопланктона ЭКВ при явном наличии, как минимум, сопряженность данных объектов (рис. 12)? Ведь это же не температура воздуха по Новоселову или Шумихе, где проблемы с формализацией не возникают.
К числу природных феноменов, способных оказывать существенное влияние на функционирование ЭКВ с полной уверенностью можно отнести феномен Эль-Ниньо, которое, по всей вероятности и единственное на Планете, обладает достоверной шестилетней цикликой. Пусть даже и определяемой неотектоникой [15], которая инициируется особенностями вращения Планеты Земля вокруг своей оси, определяемых положением других планет Солнечной Системы. Более детальные сведения из работы [15]: «... через каждые 6 лет в Тихом Океане, у берегов Перу и Эквадора будет появляться теплое течение - феномен Эль-Ниньо. Виновником появления Эль-Ниньо является мантия Земли. В мантии под влиянием вращения Земли возникают
Таблица 1
Социально-экономические события и фазы Эль-Ниньо
два сопряженных (антимодальных) поднятия, которые перемещаются с востока на запад. Следовательно, вначале появляется западная граница поднятия у береговой линии Южной Америки. В это время начинает подниматься дно и поверхность океана.»
С другой, согласно [17], причина ЭН заложена в совокупности геологических процессов, а именно -в глубинной дегазации Земли. Цитируемый автор связывает ЭН с особенностями функционирования экосистемы ИВ: «Биопродукционная ритмичность отмечается на Байкале, имеющем рифтовую природу (рис. 2) и являющимся центром водородно-метановой дегазации, над которым часто разрушается озоновый слой. Наиболее отчетливо она проявляется в весеннем развитии диатомового комплекса фитопланктона. Развиваясь подо льдом, эти водоросли появляются в массовом количестве через 2-3 года. максимальные уловы байкальского омуля повторяются через 5-7 лет, а бычка желтокрылки - через 2-3 года. Заметим, что здесь картина обратная той, что проявляется у берегов Перу или Юго-Западной Африки, где обычна максимальная продуктивность, а периодически наступает массовая гибель».
Прежде чем переходить к дальнейшему анализу заметим, что при исследовании природы пиков биомассы диатомового фитопланктона Байкала тезис «все решает активность Солнца» был, конечно, констатирован, но был показан не в плане колебаний сил космического притяжения, а как чисто радиационный или электромагнитный фактор [8-11].
ИВ/Байкал является в геологии классическим примером сейсмической - сейсмографы регистрируют от 3 до 8 тысяч сейсмических событий в течение года или примерно 1 событие за 2 часа (www.seis-bykl.ru) - и рифтовой зон [7], представляющей собой в том или ином направлении расширяющуюся трещину в Земной Коре (рис. 3). Поэтому здесь происходит выход газовой субстанции (выделение метана) из недр, вызванный подвижками геологических платформ и плит, способствующий подъему клеток ДФП за счет квазифлокуляции из «мертвой» для гидрологии Байкала зоны 400-1500 м. Ибо, как известно в Байкале гидрологические процессы оказывают существенной влияние только в верхних 300 м. Поэтому в более мелких водоемах отсутствуют феномены «ме-лозирных лет», а происходящие там вспышки ФП обусловлены вполне традиционными факторами.
Пятилетка Начало Конец Событие на СШ или КВ Съезд КПСС Пик ЭН
Семилетка !!! 1959 1965 Первое перекрытие Енисея 61 г 17.10.61 65/66
Восьмая 1966 1970 заполнения КВ: 67 начало 70 - конец 29.03.66 69/70 пик
Девятая 1971 1975 Перевоз турбин Питер - СШ 30.03.71 73 пик
Десятая 1976 1980 В 78 перекрыли СШ, а в 79 г прорыв 24.02.76 77-78
Одиннадцатая 1981 1985 Затопление всей лесной части ложа СШ 23.02.81 82/83
Двенадцатая 1986 1990 Заполнение в 90 г 25.02.86 86/87
Тринадцатая 1991 1995 Подвижка плотины в 91 г и вспышки в 92 г 02.07.90 90-95
С ЭН также связаны землетрясения в байкальском регионе. Байкальский геолог В. В. Ламакин [12] пишет об их природе: «По-видимому, причина периодичности байкальских землетрясений кроется в приливах, которые вызываются в Земле притяжением Луны и Солнца. На это указывает совпадение в течение 150 лет периодичности байкальских землетрясений с нутационными неравенствами приливов, зависящими от изменений положения лунной орбиты, которые происходят с периодом в 18,6 лет», также указывает на космическую природу их генерации.
Выше изложенное убедительно говорит о том, что причина ЭН заложена в особенностях динамики мантии Земли и, как следствие литосферных плит, под воздействием сил космического тяготения, т. е. имеет геологическую природу. И действительно, сопоставление данных В. В. Ламакина [12] по динамике байкальских землетрясений с соответствующим периодом ЭН (рис. 3) дает основание утверждать, что землетрясения приходятся на фазу спада ЭН.
Рассмотрим особенности геологической структуры его бассейна Енисея (рис. 4), куда не только формально, а фактически входит Байкал. Оказывается, что плотина СШ расположена, если не самом, то в непосредственной близости от одного из ответвлений сети разломов (рис. 2), отделяющих Сибирскую Плиту (Платформу) от областей Каледонской складчатости. Более подробно это показано на рис. 4, заимствованном из [5].
Конечно, в Верхнем течении Енисея нет рифтовой зоны, подобной байкальской, но разлом по руслу Енисея имеется. Что, вообще говоря, оставляет открытым вопрос о поступлении газовой субстанции из недр в ложа водохранилища. Единственное, что можно сказать - интенсивность данного потока существенно меньше, чем в Байкале.
Прежде чем переходить исследованию связи особенностей функционирования ЭКВ и Байкала, проведем анализ сопряженности дат прохождения Съездов КПСС и ряда других событий датам ЭН на основе сравнения со случайным распределением: может быть здесь все и определяется решениями Съездов КПСС?
Рис. 2. Фрагмент тектонической карты [7]
1950 1955 1960 1965
Рис. 3. Корреляция дат байкальских землетрясений с фазой спада ЭН
Ведь, согласно сведениям из Интернета в социально-политической сфере происходит следующее: «Многие ученые считают, что приходы Эль-Ниньо способствуют военным и социальным конфликтам в странах, затронутых этим природным явлением. Анализ данных показывает, что в 1950-2004 годах Эль-Ниньо так или иначе способствовал каждому пятому гражданскому конфликту (21 %). Некоторые ученые даже утверждают, что он увеличивает вдвое вероятность возникновения гражданских войн ».
Если рассмотреть 1956 г. и период 1976-1990 гг. (рис. 5, а), то Съезды КПСС идут за год «ЭН-ЛН». Для 1952 г. и периода 1961-1973 гг. интервал предшествования увеличивается или в 1952 г. Съезд КПСС проходил в разгар ЭН.
Если построить таблицу сопряженности, то 6 раз Съезды КПСС шли за 1 год до ЭН и 3 раза в другой последовательности, что в соответствии с критерием
Колмогорова - Смирнова X = 0,5 свидетельствует о том, что различия со случайным распределением (4,5 + 4,5 = 9) сроков прохождения Съездов КПСС и ЭН значимы в менее, чем 5 % случаев. Что, впрочем, и следовало ожидать - по критерию Колмогорова-Смирнов, а Съезды КПСС и ЭН внешне шли независимо друг от друга.
Однако если посчитать частоту тех лет, когда съезд КПСС проходил за год до ЭН, то получим 2/3 случаев - т. е. это «уверенное большинство», а контрольный пакет акций равен 51 %.
Далее, при грубом сравнении по рис. 6, а видно, что за исключением внеочередного 1990 г - XXVIII съезд КПСС проходил либо на спаде, либо на пике индекса ЭН. Однако при более детальном сравнении видно, что съезд КПСС проходил в период роста индекса ЭН (рис. 5, б) при максимальной скорости роста, т. е. на пике ускорения индекса ЭН (рис. 5, в).
Рис. 4. Вид и схема разломов в районе плотины СШ
б в
Рис. 5. Динамика индексов социально-политических событий и ЭН (а); индексов скоростей социально-политических событий и ЭН (б); индексов ускорений социально-политических событий и ЭН (в)
а
80
80
/5
/5
/0
/0
65
65
60
60
Выше сказанное, в свою очередь, является следствием или дальнейшим обобщением закона «Производной», который внешне эквивалентен явлению электромагнитной индукции - реакция популяции идет не сам уровень влияющего фактора, а на скорость его изменения. Это является довольно классическим феноменом, наблюдаемым в виде повышения численности популяции после различных бедствий. Например, рост численности человечества после последней окончившейся мировой войны, когда еще абсолютный уровень благосостояния был далек от своих экстремальных величин.
Поэтому в особенностях прохождения съездов нет ничего необычного - подводить итоги развития страны наиболее целесообразно не после наступления изменений, а в их разгар. Но, вот, что организационно-техническая реализация темпа изменений несоответствующих реальным возможностям находила свое отражение уже в особенностях функционирования ЭКВ (рис. 6) уже никого не заботило. Например, хотели воздвигнуть плотину в Х пятилетке, на получилось, что в XII (табл. 1).
Установленная выше привязка события не к экстремуму индекса ЭН (минимуму или максимуму, пику или спаду), а к максимуму ускорения данного индекса, создающего иллюзию коллокации к экстремумам, и представляет собой феноменологический атрибут или «бренд» ЭН, проявляющийся не только на съездах, развалах держав, дефотах, пожарах, но и на широком спектре сугубо природных явлений. Например, привязка байкальских землетрясений к фазе спада ЭН рис. 3. Однако в случае интерференции зависимостей от скоростей/ускорений, как это будет показано при анализе влияния ЭН на функционирование ЭКВ, наблюдается уже зависимость уровней.
Действительно, если взглянуть на последовательность дат индекса ЭН (ИЭН) [19] (рис. 6), то видим следующие совпадения - 1981-1982 гг. вспышка ли-гулезно-диграммозной инвазии у леща ЭКВ; 1992 г. -экстраординарные пики ФП и БП; 1988 г. - также экстраординарный паводок на Енисее, обусловивший «промывку» ЭКВ послужившую причиной падения биомассы ЗП на фоне процветания ЗБ.
В плане величин эффекта «промывки» ЭКВ можно сказать следующее. В 1990-е гг. в Красноярском крае была программа «Чистый Енисей», после которой он, по словам енисейских ихтиологов, стал «чистым» от основных промысловых рыб. Причем июльские паводки, обусловленные сбросами воды из КВ были одним из решающих вкладов [4] и экосистема Нижнего Бьефа КВ по настоящий момент не пришла в допа-водковое состояние 2003 г. и все беды переадресованы браконьерам.
Прежде чем переходить к детальному анализу связи ЭН с функционированием ЭКВ рассмотрим крайне интересные, если не сказать - «загадочные» особенности динамики диатомового фитопланктона ИВ/Байкала (ДФП), которые уже десятки лет волнуют умы байкаловедов.
Еще более разительные соответствия наблюдаются между пиками ДФП Иркутского водохранилища и динамикой индекса ЭН (рис. 7) - за исключением одной ярко выраженной точки 1964 г. все остальные пики ДФП приходятся на фазу подъема ЭН, т. е. практически предшествуют ЭН. Таблица сопряженности и таблица с рассчитанными по ее содержимому коэффициентом ассоциации Ф и коэффициентами контин-
генции (сопряженности) С и К, а также величины
2
критерия согласия % даны ниже.
Проведенное сопоставление графика динамики производной ЭН (рис. 8) с динамикой индекса ДФП и сопутствующий анализ соответствия локализации пиков ДФП по таким элементам динамики, как падение, спад, подъем и пик, показало, что годы пиков ДФП приходятся, либо на спад, либо на пик.
Так как в точках экстремума производные от скорости, т. е. ускорение, равно нулю, то полученный результат отражает тот факт, что пикам ДФП в плане соответствия особенностям динамики ЭН соответствуют инверсные события, типа изменения тренда температуры с «+» на «-», когда механизмы формирования ЭН - подвижки в Земной Коре [15], глубинная дегазация Земли [14; 16-18], перепад давления и уровня Тихого Океана [19-21] - достигают максимальной напряженности, т. е. когда динамика скорости ЭН достигает экстремума минимума или максимума.
Рис. 6. Временной ряд аномалий поверхностной температуры моря (88Т) в районе ЭН
Таблица 2
Данные по сопряженности фаз ЭН и динамики ДФП (слева) и величины коэффициентов контенгенции и сопряженности (справа)
Таблица сопряженности
Фаза ЭН
Подъем Прочее
Стадия Пик 1" 1
ДФП Прочее 11 24
Таблица показателей
N 53
Ф 0.598
х2 набл 18.94
а=0.001.М=1 10.83
С 0.513
к 0.598
с - 1" --- 0.707
с„г 0.726
79
77 -
75
73
71 -
69
67
65
63 -
61
Рис. 7 Динамика индексов численности ДФП и ЭН
Рис. 8. Динамика индексов производной ЭН (IndDer) и ДФП (Mel(T))
Установленная связь динамики индексов производной ЭН и ДФП является следствием или дальнейшим обобщением выше упомянутого закона «Производной», только в случае ДФП наблюдается более тонкий механизм, ибо пики соответствую экстремальным значениям уже не самой скорости, а изменения скорости, т. е. ускорения.
От событий на ИВ/Байкале перейдем к ЭКВ. С геологией, точнее - ее гидростроевским проявлением, связана и природа самых экстраординарных за всю историю изучения пиков ФП и БП 1992 г. Здесь согласно работе [2] в результате наполнения до НПУ СШ произошла подвижка основания плотины, вызвавшая резкое увеличение фильтрации в щели между телом плотины и ее основанием из горных пород. В результате этого в ЭКВ поступило большое количество органики накопленной в СШ за период с 1978 по 1991 г. Что в совокупности повышенным притоков воды вызвало указанные пики ФП и БП в 1992 г, когда параллельно наблюдался пик ЭН (рис. 12). Отсюда через подвижки плотин и их тесная связь с текто-
нической динамикой. И не будь расположенной плотина СШ в сейсмоопасной зоне (табл. 2), то, по всей вероятности, отсутствовал бы и прорыв 1979 г. и подвижка плотины в 1990 г. Анализ табл. 2 генерирует законный вопрос: какое отношение имеет Иран к СШ и КВ? Ответ дает рис. 9.
Однако остался открытым ряд вопросов, например, каким стадиям ЭН соответствуют особенности функционирования ЭКВ, или, на худой конец, авариям на СШ и промывкам (сбросам) на КВ, далеко не последним образом определяющих это функционирование?
Начнем с гидрометеорологии и рассмотрим соответствие динамики ЭН и притока воды в СШ и, как следствие в КВ (рис. 10). Здесь даже внешне наблюдается структурное подобие динамик притока воды и ЭН, которое в количественном отношении дает коэффициент корреляции для периода 1966-1997 гг. 0,593 при величине критерия Стьюдента 3,93, а для периода 1966-2005 гг. 0,582 и 4,27, говорящих об их значимости.
80
75
70
65
60
Для определения тесноты связи внешне столь разобщенных явлений рассмотрим динамику коэффициента сопряженности ЭН и притока воды в СШ (рис. 11), который представляет собой знак отношения приращений ЭН и притока. В количественном плане стандартный коэффициент корреляции для приращение приращений ЭН и притока равен 0,72 при значимости 6,33.
Итак, вопрос о связи притока воды с ЭН изучен. Однако, как уже было сказано выше, пики притока далеко не всегда соответствуют датам экстремумов биологических показателей, не говоря уже об их величинах - в 1982 г. величина пика притока гораздо выше, чем, в 1992 г, однако величины реакции ФП и БП в 1992 г. крайне противоположенные (рис. 11). Это было обусловлено поступлением в ЭКВ большого количества органики накопленной в СШ за период с 1978 по 1991 г. Что в совокупности повышенным притоков воды вызвало указанные пики ФП и БП в 1992 г., когда параллельно наблюдался пик ЭН (рис. 11).
Продолжим анализ взаимосвязи гидробиологических показателей и ЭН. На рис. 12-15 показаны динамики индексов ЭН, ФП, ЗП, ЗБ. О немногочисленных пиках ФП (рис. 12) говорить нечего - все практически ясно, как с соответствием их с пикам ЭН - пять из пяти пиков ФП соответствуют год в год пикам ЭН, так и в плане масштаба - как это сказано выше на порядок больший пик ФП 1992 г. обусловлен последст-
Таблица 3
Самые разрушительные землетрясения в истории
виями подвижки плотины. Уместно заметить, что из 5 пиков ФП ЭКВ на Байкале был пик ДФП только в 1982 г. В то время как 1992 г. для ДФП был годом яркого спада.
В отличие от ДФП Байкала, который дает пики преимущественно на стадии ЛН или при выходе из нее, ФП ЭКВ образует пики на стадии ЭН (рис. 8).
Перейдем к анализу динамики ЗП (рис. 13), временно исключив из внимания, как перечисленные выше производственные вехи, так существование плотины СШ и будем рассматривать соответствие пиков индексов ЗП и ЭН. Здесь не столь яркое совпадение пиков - спадов, как у ФП с ЭН, но зато прослеживается их конкретная коллокация, особенно с 1979 по 1990 гг.
Рассмотрим соответствие динамики индексов ЗП и притока воды на фоне динамики ЭН (рис. 13). Здесь нет однозначного соответствия пиков - спадов -в 1978-1982 гг., 1997 г, 2003 г. идет «год-в-год». В остальные годы ЗП запаздывает на 1 год.
При этом в ЭКВ происходили следующие события. После аварии 1979 г. и подвижки основания плотины в 1991 г. [2] происходят резкие всплески ЗП и постепенное их затухание (рис. 14), подобно пикам ДФП Байкала. Причем, продолжительность периода «пик ЗП - конец затухания» в среднем близок к 11 годам. Если объяснять это чисто производственной динамикой, то очень редкое совпадение.
№ Год Дата Страна Эпицентр Сила землетрясения (баллов) Погибших
10 1990 21 июня Иран Гилян 7.7 40 000
14 1978 16 сентября Иран Тебес 7.8 25 000
Рис. 9. Схема литосферных Плит Евразии
Рис. 10. Динамика индексов притока воды в СШ и ЭН (серый цвет - фон)
Рис. 11. Динамика индексов ЭН (Жп), притока воды (Pritok) и сопряженности (sopr)
Рис. 12. Динамика индексов ЭН и ФП
Рис. 13. Динамика индексов ЭН и ЗП
Рис. 14. Динамика индексов ЗП вылова леща в ЭКВ (а); фазовый портрет индексов ЗП вылова леща в ЭКВ (б)
Слева на рис. 14 видна синхронность колебаний ЗП и сдвинутого на три года назад вылова леща. На правом - два классических вольтеровских овала. Причем, здесь справедлив феномен «и волки сыты и овцы целы» - чем больше вылов, тем меньше леща и, как следствие - больше ЗП. Что и происходило в 1990-2000 гг. Для 1980-х гг. ситуация обратная.
Затухание всплесков несомненно происходило бы до определенного стационара, если бы не гидростро-евские события. Кроме того, в 1990-х гг. на Майнском водохранилище организуется ряд форелеводческих хозяйств поставляющих «Порционку» (навеска в 200 г) в рестораны Москвы и Питера.
В 1990-е гг. объемы продукции не превосходили 100 т сырца в год и в среднем составлял первые десятки т/год. Но, в настоящее время они достигли 700 т/год. Поэтому уровни стабилизации существенно различаются для 1980 гг. и 1990-2000 гг. При этом, если сделать энергетические (не весовые) пересчеты конверсии корма в рыбопродукцию, то получим величину 1/4, означающую тот факт, что на 700 т/год рыбопродукции или на 140 т энергетических единиц 560 т или 2240 т «сырого веса» идет вниз по каскаду ГЭС.
Положение дел с ЗБ (рис. 15), как с более инертным элементом биоценоза состоит в следующем - по
различным комплексам ЗБ олигохетам и хирономи-дам наблюдается задержка на два года.
ВЫВОДЫ
Хотя, какая-либо категоричность заключений в виду крайне очевидного и во многих чертах известного итога комплексного воздействия неразрывного взаимодействия природных и антропогенных факторов на природные и общественные явления естественным образом не приводится авторами во избежание трюизмов и очевидных банальностей, тем не менее, содержание вышеизложенного материала с полной уверенностью позволяет утверждать, что функционирование экосистем внутренних водоемов, находящихся в сейсмически активных областях (рис. 16) существенным образом связано с неотектоническими процессами, определенным индикатором которых служит Эль-Ниньо, являющихся следствием космологической динамики и не может быть объяснено только за счет действия традиционных факторов гидробиологического анализа, которых достаточно на равнинных областях.
В целом по рассмотренной совокупности общественных и природных явлений, к сожалению неразрывно связанных в настоящее время можно сказать следующее.
Рис. 15. Динамика индексов ЭН и ЗБ
Рис. 16. Карта эпицентров землетрясений Восточной Сибири
Рис. 17. Сравнительная динамика сглаженных данных ЗП (Т-3) и ЗБ (Т)
1. В плане влияния Эль-Ниньо общественные и природные явления выделяются два типа - зависимость уровней и зависимость скоростей и даже ускорений. Что говорит о необходимости перехода к анализу взаимосвязи скоростей и ускорений, как это делается в физике и других точных науках. Тем более, что согласно вышеизложенному зависимость уровней проявляется при интерференции, если угодно, «резонансе» зависимостей скоростей/ускорений: «съезды, гидрострой и приток воды».
2. Из природных явлений наиболее яркое проявление Эль-Ниньо в виде зависимости скоростей/ускорений наблюдается для ДФП Байкала (рис. 7) и притока воды в СШ (рис. 10).
3. Проявление Эль-Ниньо в виде зависимости уровней наиболее ярко для одноклеточных элементов ЭКВ - БП и ФП (рис. 12).
4. Несколько меньшему эффекту зависимости уровней подвержен ЗП (рис. 13), обладающий соответственно меньшим Рв в сравнении с ФП.
Аутсайдером является относительно инертный ЗБ (рис. 15).
Что касается шестилетней циклики, показанной на рис. 17, то там, как и на рис. 1, для сглаженных по 3-м точкам данных был совмещен пик ЗП за 1998 г, соответствующий сильно выраженной стадии ЭН «97/98», с пиком ЗБ за 1992 г, соответствующему также сильно выраженной стадии ЭН «91/93». Причем, пик ЗП по сглаженным данным за 2002 г., когда также была выраженная стадия ЭН, соответствует теперь пику ЗБ по сглаженным данным за 1998 г. Иначе говоря, здесь были сопоставлены три различных стадии ЭН.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ
1. Биологические исследования Красноярского водохранилища. Новосибирск : Наука, 1975. 160 с.
2. Брызгалов В. И. Из опыта создания и освоения Красноярской и Саяно-Шушенской ГЭС. Красноярск, КГТУ, 1998. 564 с.
3. Красноярское водохранилище. Новосибирск : Наука, 2005. 212 с .
4. Гайденок Н. Д., Пережилин А. И. Характеристика эколого-гидрологических феноменов нижнего бьефа Красноярского водохранилища // Рыбное хозяйство, 2013. № 6. С. 36-48.
5. Гайденок Н. Д. Некоторые вопросы становления и функционирования экосистемы Красноярского водохранилища // Рыб. хоз. 2016. № 1. С. 63-69.
6. Гайденок Н. Д. К вопросу об особенностях взаимосвязи многолетней динамики гидро-климати-ческих и биологических данных // Рыб. хоз. 2016. № 6. С. 65-71.
7. Динамика Байкальской впадины. Новосибирск : Наука, 1973. 288 с.
8. Дубовская О. П., Еникеев Г. А. Зоопланктон Красноярского водохранилища и его роль в индикации и самоочищении вод // Биологические процессы и самоочищение Красноярского водохранилища. Красноярск : Изд-во Краснояр. ун-та, 1980. С. 78-96.
9. Евстафьев В. К., Бондаренко Н. А. Природа явления «Мелозирных лет» в озере Байкал // Гидробиол. журн. 2002. Т. 38, № 1. С. 3-12.
10. Ежегодные данные о качестве поверхностных вод суши. Красноярский край // Тр. Красноярского тер. управл. ГМС России. Красноярск, 1970. 2005.
11. Красноярское водохранилище: мониторинг, биота, качество вод. Красноярск : Изд-во Сиб. федер. ун-та, 2008. 538 с.
12. Ламакин В. В. Байкальские землетрясения и лунно-солнечные приливы // Природа. 1969. № 9. С. 23-33.
13. Максимов И. В. Геофизические силы и воды океана. Л. : Гидрометизд, 1970. 240 с.
14. Рыбохозяйственное использование Красноярского водохранилища / О. Л. Ольшанская, Н. В. Вершинин, В. А. Толмачев, Н. И. Волкова // Тр. Гос-НИИОРХ. 1977. Т. 115. С. 97-138.
15. Пузанов В. И. Причина «рождения» Эль-Ниньо - особенности вращения Планеты вокруг своей оси [Электронный ресурс]. URL: http://geolog-pvi.ru/ (дата обращения: 18.03.2017).
16. Синюков Б. П. Горная геология основания и береговых опор плотины [Электронный ресурс]. URL: http://samlib.ru/s/sinjukow_b_p/gorngeologia6.shtml (дата обращения: 18.03.2017).
17. Сыворткин В. Л. Глубинная дегазация Земли и глобальные катастрофы. М. : Геоинфоцентр, 2002. 320 с.
18. The "Melosira years" of Lake Baikal: Winter environmental conditions at ice onset predict under-ice algal blooms in spring / St. L. Katz, L. R. Izmesteva, St. E. Hampton, T. Ozersky, K. Shchapov, M. V. Moore,
S. V. Shimaraeva, E. A. Silow // Limnol. Oceanogr. 2015. 60. 1950-1964.
19. URL: http://temperatures.ru/articles/el_nino_2015 (дата обращения: 18.03.2017).
20. URL: http://fb.ru/article/276771/zemletryasenie-na-altae-v-avguste-goda-posledstviya-prognozyi (дата обращения: 18.03.2017).
21. URL: http://tvk6.ru/publications/news/20386/ (дата обращения: 18.03.2017).
REFERENCES
1. Biologicheskiye issledovaniya Krasnoyarskogo vodokhranilishcha. Novosibirsk : Nauka, 1975. 160 s.
2. Bryzgalov V. I. Iz opyta sozdaniya i osvoyeniya Krasnoyarskoy i Sayano-Shushenskoy GES. Krasnoyarsk, KGTU, 1998. 564 s.
3. Krasnoyarskoye vodokhranilishche. Novosibirsk : Nauka, 2005. 212 s .
4. Gaydenok N. D., Perezhilin A. I. Kharakteristika ekologo - gidrologicheskikh fenomenov nizhnego b'yefa Krasnoyarskogo vodokhranilishcha // Rybnoye khozya-ystvo, 2013. № 6. S. 36-48.
5. Gaydenok N. D. Nekotoryye voprosy stanovleniya i funktsionirovaniya ekosistemy Krasnoyarskogo vodokhranilishcha // Ryb. khoz. 2016. № 1. S. 63-69.
6. Gaydenok N. D. K voprosu ob osobennostyakh vzaimosvyazi mnogoletney dinamiki gidro-klimati-cheskikh i biologicheskikh dannykh // Ryb. khoz. 2016. № 6. S. 65-71.
7. Dinamika Baykal'skoy vpadiny. Novosibirsk : Nauka, 1973. 288 s.
8. Dubovskaya O. P., Enikeyev G. A. Zooplankton Krasnoyarskogo vodokhranilishcha i ego rol' v indikatsii i samoochishchenii vod // Biologicheskiye protsessy i samoochishcheniye Krasnoyarskogo vodokhranilishcha. Krasnoyarsk : Izd-vo Krasnoyar. un-ta, 1980. S. 78-96.
9. Evstaf'yev V. K., Bondarenko N. A. Priroda yavleniya "Melozirnykh let" v ozere Baykal // Gidrobiol. zhurn. 2002. T. 38, № 1. S. 3-12.
10. Ezhegodnyye dannyye o kachestve poverkhnos-tnykh vod sushi. Krasnoyarskiy kray // Tr. Krasnoyar-
skogo Ter. Upravl. GMS Rossii. Krasnoyarsk, 1970. 2005.
11. Krasnoyarskoye vodokhranilishche: monitoring, biota, kachestvo vod. Krasnoyarsk : Izd-vo Sib. feder. unta, 2008. 538 s.
12. Lamakin V. V. Baykal'skiye zemletryaseniya i lunno-solnechnyye prilivy // Priroda. 1969. № 9. S. 23-33.
13. Maksimov I. V. Geofizicheskiye sily i vody okeana. L. : Gidrometizd, 1970. 240 s.
14. Rybokhozyaystvennoye ispol'zovaniye Krasnoyarskogo vodokhranilishcha / O. L. Ol'shanskaya, N. V. Vershinin, V. A. Tolmachev, N. I. Volkova // Tr. GosNIIORKH. 1977. T. 115. S. 97-138.
15. Puzanov V. I. Prichina "rozhdeniya" El'-Nin'o -osobennosti vrashcheniya Planety vokrug svoyey osi [Elektronnyy resurs]. URL: http://geolog-pvi.ru/ (data obrashcheniya: 18.03.2017).
16. Sinyukov B. P. Gornaya geologiya osnovaniya i beregovykh opor plotiny [Elektronnyy resurs]. URL: http://samlib.ru/s/sinjukow_b_p/gorngeologia6 .shtml (data obrashcheniya: 18.03.2017).
17. Syvortkin V. L. Glubinnaya degazatsiya Zemli i global'nyye katastrofy. M. : Geoinfotsentr, 2002. 320 s.
18. The "Melosira years" of Lake Baikal: Winter environmental conditions at ice onset predict under-ice algal blooms in spring / St. L. Katz, L. R. Izmesteva, St. E. Hampton, T. Ozersky, K. Shchapov, M. V. Moore, S. V. Shimaraeva, E. A. Silow // Limnol. Oceanogr. 2015. 60. 1950-1964.
19. URL: http://temperatures.ru/articles/el_nino_2015 (data obrashcheniya: 18.03.2017).
20. URL: http://fb.ru/article/276771/zemletryasenie-na-altae-v-avguste-goda-posledstviya-prognozyi (data obrashcheniya: 18.03.2017).
21. URL: http://tvk6.ru/publications/news/20386/ (data obrashcheniya: 18.03.2017).
© Гайденок Н. Д., Баранов А. Н., Чумаков В. Ф., 2018
Поступила в редакцию 14.11.2017 Принята к печати 26.02.2018
