Параметры Земли 1990 года

Параметры Земли 1990 года — это совокупность геофизических, астрономических и экологических характеристик планеты Земля, зафиксированных по состоянию на 1990 год. Этот год примечателен тем, что он является референтным для ряда международных научных программ, в том числе для оценки глобальных изменений климата и состояния озонового слоя, проводимых Всемирной метеорологической организацией (ВМО) и Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП). В 1990 году были опубликованы первые доклады Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), которые определили базовые параметры для последующего мониторинга.

Геофизические параметры

Форма и размеры

Земля в 1990 году, как и в настоящее время, имела форму геоида — фигуры, близкой к сплюснутому сфероиду. Основные параметры, принятые Международным астрономическим союзом (МАС) и Международной ассоциацией геодезии (IAG), были уточнены в 1980-х годах и оставались актуальными в 1990 году:

• Экваториальный радиус: 6378,137 км.
• Полярный радиус: 6356,752 км.
• Средний радиус: 6371,0 км.
• Сплюснутость: 1/298,257 (коэффициент сжатия).
• Длина экватора: 40 075,017 км.
• Длина меридиана: 40 007,86 км.
• Площадь поверхности: 510,1 млн км² (из них 361,1 млн км² — Мировой океан, 149,0 млн км² — суша).
• Объём: 1,0832 × 10¹² км³.
• Масса: 5,9736 × 10²⁴ кг.
• Средняя плотность: 5,515 г/см³.

Гравитационное поле

Стандартное ускорение свободного падения на уровне моря на широте 45° составляло 9,80665 м/с². Гравитационная постоянная (G) на 1990 год была известна с точностью до 6,674 × 10⁻¹¹ м³·кг⁻¹·с⁻² (значение, принятое CODATA). Вращение Земли продолжало замедляться из-за приливного трения: продолжительность суток увеличивалась примерно на 1,7 миллисекунды за столетие.

Астрономические параметры

Орбита и вращение

• Большая полуось орбиты: 149,6 млн км (1 астрономическая единица).
• Эксцентриситет орбиты: 0,0167.
• Сидерический период (год): 365,256366 суток.
• Средняя орбитальная скорость: 29,78 км/с.
• Наклон оси вращения (к плоскости орбиты): 23,439° (в 1990 году — 23,439° с тенденцией к уменьшению на 0,013° в столетие).
• Период вращения (звёздные сутки): 23 часа 56 минут 4,0905 секунды.
• Солнечные сутки: 24 часа (среднее значение).

Прецессия и нутация

В 1990 году ось вращения Земли испытывала прецессию с периодом около 25 772 лет. Нутация (колебания оси) составляла до 9,2 угловых секунд по амплитуде. Положение полюсов (полярное движение) отслеживалось Международной службой вращения Земли (IERS): в 1990 году полюс смещался в пределах 0,2–0,3 угловых секунды от среднего положения.

Атмосфера и климат

Состав атмосферы

В 1990 году состав сухой атмосферы у поверхности Земли (по объёму) был следующим:

Концентрация CO₂ в 1990 году составляла 354 ppm, что на 25 % выше доиндустриального уровня (около 280 ppm). Концентрация метана (CH₄) достигла 1,72 ppm, что вдвое превышало доиндустриальный уровень.

Озоновый слой

В 1990 году наблюдалось рекордное истощение озонового слоя над Антарктидой (озоновая дыра). Площадь озоновой дыры в сентябре-октябре 1990 года составила около 20 млн км² (по данным НАСА). Содержание озона в стратосфере над Антарктидой снизилось до 100–150 единиц Добсона (DU) против нормальных 300–350 DU. Это было связано с накоплением хлорфторуглеродов (ХФУ) в атмосфере. В 1990 году был подписан Лондонская поправка к Монреальскому протоколу, ужесточающая контроль над производством озоноразрушающих веществ.

Климатические параметры

• Средняя глобальная приземная температура: 14,0 °C (по данным МГЭИК, 1990 год был одним из самых тёплых за всю историю инструментальных наблюдений, на 0,45 °C выше среднего за 1951–1980 годы).
• Среднее атмосферное давление на уровне моря: 1013,25 гПа.
• Средняя влажность: переменная, около 75 % у поверхности.
• Среднегодовое количество осадков: около 1000 мм (глобальное среднее).

Океан и гидросфера

Мировой океан

• Средняя глубина: 3 682 м.
• Максимальная глубина: 11 022 м (Марианская впадина, точное значение уточнено в 1990-х).
• Объём воды: 1,332 × 10⁹ км³.
• Средняя солёность: 34,7 ‰.
• Средняя температура поверхности: 17,5 °C.
• Уровень моря: в 1990 году уровень Мирового океана был примерно на 15–18 см выше, чем в 1900 году (средний темп подъёма — 1,8 мм/год в XX веке).

Криосфера

• Площадь морского льда в Арктике в сентябре 1990 года: около 7,0 млн км² (по данным спутниковых наблюдений, начатых в 1979 году).
• Площадь морского льда в Антарктике в сентябре 1990 года: около 18,5 млн км².
• Объём ледников Гренландии и Антарктиды: оценивался в 2,85 × 10⁷ км³ (Гренландия — 2,85 × 10⁶ км³, Антарктида — 2,56 × 10⁷ км³).

Магнитное поле

Основные параметры

• Магнитный дипольный момент: 7,94 × 10²² А·м².
• Напряжённость поля на экваторе: 25–30 мкТл.
• Напряжённость поля на полюсах: 60–70 мкТл.
• Магнитное склонение: в 1990 году магнитный полюс Земли находился в районе 78° с.ш., 104° з.д. (Канадский архипелаг), смещаясь к северо-западу со скоростью около 10 км/год.
• Магнитное наклонение: изменялось от 0° на магнитном экваторе до 90° на полюсах.

Инверсии и вариации

В 1990 году магнитное поле Земли продолжало ослабевать в среднем на 5 % за столетие (с начала XIX века). Скорость смещения магнитного полюса ускорилась до 15 км/год в конце 1980-х — начале 1990-х годов.

Экологические параметры

Биосфера

• Численность населения Земли: 5,28 млрд человек (на 1 января 1990 года).
• Площадь лесов: около 3,9 млрд га (сокращение на 0,3 % в год из-за вырубки, особенно в тропиках).
• Биоразнообразие: в 1990 году было описано около 1,4 млн видов живых организмов, общее число оценивалось в 5–30 млн.
• Концентрация CO₂ в атмосфере: 354 ppm (на 25 % выше доиндустриального уровня).
• Концентрация метана: 1,72 ppm (вдвое выше доиндустриального уровня).
• Выбросы CO₂ от сжигания ископаемого топлива: 22,7 млрд тонн в год (по данным Global Carbon Project).

Радиационный фон

• Естественный радиационный фон: 2,4 мЗв/год (среднее глобальное).
• Искусственный радиационный фон: после Чернобыльской катастрофы (1986) в 1990 году сохранялись повышенные уровни загрязнения в Европе, особенно в зонах отчуждения. В 1990 году были проведены масштабные исследования последствий аварии.

Интересные факты

• 1990 год стал рекордным по площади озоновой дыры над Антарктидой — до 20 млн км², что привело к ужесточению международных соглашений.
• В 1990 году была запущена программа «Космическая обсерватория Земли» (EOS) НАСА, которая впоследствии предоставила данные для современных климатических моделей.
• В 1990 году уровень моря поднялся на 1,8 мм по сравнению с 1989 годом, что соответствовало среднему темпу XX века.
• Магнитный полюс в 1990 году сместился на 15 км к северо-западу по сравнению с 1980 годом, что ускорило процесс его дрейфа в сторону Сибири.

Источники

• Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), Первый оценочный доклад, 1990.
• Всемирная метеорологическая организация (ВМО), Доклад о состоянии климата, 1990.
• Международный астрономический союз (МАС), Система астрономических постоянных, 1984 (действовала до 1994).
• Международная ассоциация геодезии (IAG), Геодезическая система отсчёта 1980 (GRS 80).
• НАСА, Данные спутниковых наблюдений за озоновым слоем (TOMS), 1990.
• Global Carbon Project, Глобальный углеродный бюджет, 1990.
• International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS), Annual Report, 1990.