3 недели назад
Нету коментариев

Термика моря таит в себе ключ в тер­мине всех материков.

В. В. Шулейкин

Анализ изменения климатов в течение кайнозоя по­казывает, что природа меняла климат, пользуясь пре­имущественно механизмом водо- и теплообмена Аркти­ческого бассейна с Атлантическим океаном. Научная и техническая вооруженность современного человека та­кова, что он способен подключиться к управлению этим механизмом, тщательно соблюдая при этом, конечно, осторожность и предусмотрительность.

Вспомним, что за последние 20 000 лет климат менялся часто и довольно резко от потепления к похолоданию. Так, последняя фаза вюрмского оледенения 18 000— 20 000 лет назад была самой холодной за всю историю антропогена. Наиболее теплое время послеледниковья наблюдалось в среднем голоцене совсем недавно, всего 4000—6000 лет назад.

Среднегодовая температура в Центральной Европе лишь немногим уступала тогда лучшим климатическим оптимумам — лихвинскому на один градус, а микулинскому лишь на полградуса. Частота и сходство в ампли­тудах колебаний говорят о том, что наш прогноз можно распространить на весь антропоген, длившийся, как мы помним, 500 000 лет. Ведь причины и закономерности, определившие формирование климата за последние 20 000 лет, должны были действовать и в более далеком прошлом.

Поскольку все эти происходившие на континентах климатические изменения зависели от параметров водо- и теплообмена Арктического бассейна с Атлантикой, мы, изучив эти параметры, можем через их регулирование изменять климат не «вообще», а выбирая желательные для нас масштабы. Однако существуют практические сообра­жения, которые ограничивают право выбора амплитуды изменений.

Совершенно очевидно, что нельзя встать на путь очень медленных преобразований, так как вследствие само­охлаждения и саморазрастания ледяного покрова эксплу­атационные расходы повышаются. С другой стороны, исключается возможность быстрых и очень крупных изменений из-за необходимости считаться с достаточно плавными изменениями современных экологических усло­вий органического, в первую очередь сложившегося растительного мира. Наконец, при быстрых и глубоких преобразованиях мы неизбежно столкнемся с проблемок обеспечения энергоресурсами мощных насосных систем по переброске вод. Поэтому процесс мелиорации климата целесообразно расчленить на ряд этапов, определяемых как биологическими, так и энергетическими соображе­ниями.

Начальные этапы мелиорации, естественно, опреде­ляются мощностью насосных систем для переброски 140 000 км3/год. Рассмотрим, какие этапы улучшения могут быть обеспечены такой мощностью.

Палеогеографическая документация свидетельствует, что во время среднеголоценового климатического опти­мума горизонтальное распределение температур поверх­ностного слоя Арктического бассейна было таково, что в притихоокеанском секторе она приближалась к темпера­туре замерзания. Именно такая температура, — 1,6° в Бе­ринговом проливе, обеспечивает уничтожение дрейфую­щих льдов с наименьшими затратами на капитальные сооружения при минимальных эксплуатационных рас­ходах.

После ликвидации дрейфующих льдов дальнейшая перекачка в объеме 140 000 км3/год для поддержания Арктического бассейна в акриогенном состоянии не вы­зывается необходимостью, так как значительные массы тепла солнечной радиации будут поглощаться в светлый период года поверхностными водами бассейна. Поэтому объем перекачки может быть снижен примерно на 30— 60%. Если сохранить переброску в проектном объеме, то амплитуда мелиорации выйдет за пределы оптимума среднего голоцена и достигнет кульминации микулинского и лихвинскогомежледниковья.

Вместе с тем следует отметить, что в процессе изме­нения ледовитости Арктического бассейна от современ­ного с постоянным ледяным покровом до устойчивого без­ледного уровня среднеголоценового оптимума, вероятно, будет целесообразно сделать двух-, трехгодичную паузу на тепловом уровне, наблюдавшемся в раннем средне­вековье (900—1000 лет назад), когда дрейфующие льды полностью исчезали летом и в небольшом объеме восста­навливались зимой. Такая пауза позволит более точно фиксировать климатические изменения и уточнения воз­можных отклонений от расчетных параметров.

На основе приведенных соображений и предвари­тельных расчетов можно утверждать, что переброска 140 000 км3/год воды из Атлантики в Тихий океан обеспе­чит наилучшие климатические условия, наблюдавшиеся в антропогене. Выход на этот уровень целесообразно разбить на следующие четыре этапа (табл. 10).

t_010

Точно определить, как и в каком порядке добавочное тепло разольется по Земле в каждый из перечисленных этапов, каково будет температурное поле Земли,— дело весьма сложное и громоздкое. Но сейчас, когда мы делаем эскизные наброски будущих изменений, можно ограничиться упрощенной схемой расчета. Для примера по­смотрим, что будет происходить в январе, наиболее хо­лодном месяце, на втором этапе. Он соответствует среднеголоценовому оптимуму, изученному достаточно хорошо, что позволяет нам дать уверенный прогноз климатиче­ских улучшений.

Чтобы сделать это, необходимо прежде всего устано­вить, как от широты к широте будет меняться темпера­тура поверхностного слоя воды на разрезе — от Фло­ридского пролива через Европейский бассейн и Северный полюс до Берингова пролива и далее до острова Итуруп; затем установить, как по тому же разрезу будет меняться температура воздуха на уровне моря (рис. 28); наконец, чтобы соотнести будущие температуры с нынешними, определяем величину будущих аномалий для характер­ных точек трассы. Эти аномалии кладутся затем в основу построения карт изаномал для всего Северного полу­шария, причем учитывалось следующее.

Температура в январе на разрезе Атлантика-Северный полюс-Тихий океан

Температура в январе на разрезе Атлантика-Северный полюс-Тихий океан

  1. Рядом исследований установлено, что когда тепло­вые потоки, идущие с окраинных морей — от Баренцева до Чукотского, — увеличиваются, то изаномалы Евразии ложатся фронтом к общей береговой линии в основном правильными, почти параллельными рядами. По мере того как поток тепла усиливается, изаномалы переме­щаются по часовой стрелке. По отношению к широтным линиям они располагаются под малыми углами, что осо­бенно четко наблюдается на Сибирской равнине, где отсутствие горных хребтов позволяет наблюдать траекто­рии изаномал в «чистом», не деформированном виде.
  2. Изаномалы огибают, почти «облизывают» морские береговые линии, так как тепло, идущее от теплых вод­ных масс, нивелирует холодное влияние, идущее с суши.
  3. Все тепловые потоки с окраинных морей сливаются и идут как бы от одного источника, температура которого падает от Атлантики до Берингова пролива.
  4. Воздушные массы, поступившие на поверхность океана, трансформируются достаточно быстро. Поэтому рисовка их температурного поля становится сходной с ри­совкой температурного поля поверхности океана.
  5. Тепловые потоки способны проникать в глубь материка. Даже, к примеру, современное небольшое по­тепление Арктики и изменение в тепловой деятельности Гольфстрима отражаются на Украине и Центральной Сибири.
  6. Судьба тепла, поступившего на материки, в значи­тельной степени зависит от рельефа местности. Если на пути теплового потока встают горные хребты, то они отражают это тепло, тормозят его проникновение в глубь материка. Коэффициент турбулентной теплопроводности уменьшается вдвое, если высота хребтов, поднявшихся навстречу тепловому потоку, достигает 300—400 м, и падает в семь раз при высоте хребтов более километра. Экранирующая роль хребтов ослабляется, если их про­тяженность незначительна и тепловые потоки способны описывать их с флангов.

На основе карты изаномал строим карту изотерм. На рис. 29 старые и новые температурные поля наложены друг на друга, что делает их сопоставление наглядным. Рисунок показывает новое температурное поле Север­ного полушария. Оно отвечает последней фазе уничто­жения дрейфующих льдов, когда они будут растоплены прямотоком теплых атлантических вод, идущих через Атлантический бассейн в Тихий океан.

Карта январских изотерм воздуха на уровне моря

Карта январских изотерм воздуха на уровне моря

Когда же морские льды будут уничтожены и мы после определенной паузы снова увеличим перекачку с частич­ного объема до первоначального — 140 000 км3/год, в по­верхностных водах Мирового океана начнется дальней­шее общее повышение температуры (так же, как и в ниж­нем слое тропосферы). Это будет означать, что начался третий и затем четвертый этапы мелиорации климата.

Итак, на первом этапе климат будет улучшен на­столько, что мы как бы вернемся в климатические усло­вия IX—X вв. н. э. В то время ледниковый покров Аркти­ческого бассейна распадался летом и восстанавливался зимой в небольшом объеме. Такое сезонное изменение ледовитости будет напоминать современный ледовый ре­жим, например, Охотского моря, в котором морские льды полностью исчезают летом и восстанавливаются зимой на площади в среднем до трех четвертей поверх­ности моря.

По истечении первого этапа мелиорации зимы станут менее суровы. Возрастет вегетационный период, сокра­тятся ранние осенние и поздние весенние заморозки. Уменьшится частота засушливых лет. Общее улучшение климата благоприятно скажется на многих областях деятельности человека, в том числе и в особенности — на сельскохозяйственной.

Первый этап продлится недолго — два-три года, так как продолжительность его будет диктоваться больше научно-техническими соображениями, чем биологиче­скими.

На втором этапе произойдут изменения несравненно более крупные. При этом климатические результаты окажутся непропорционально большими в сравнении с теми усилиями, которые будут затрачены на последую­щие этапы. Это связано с тем, что изменение фазового состояния поверхностной воды приведет к тепловому скачку — солнечная радиация (ранее благодаря льду и снегу в значительной части бесполезно отражавшаяся в мировое пространство) будет теперь более усиленно поглощаться очистившейся ото льда водой. В советском секторе Арктики температура больше всего повысится именно в тех областях, в которых ныне наблюдаются наиболее низкие температуры. Температурное поле вто­рого этапа, графически представленное на рис. 29, сви­детельствует об этом достаточно наглядно.

Благодаря тому, что поверхностный поток теплых атлантических вод будет более равномерно прогревать поверхностные воды Арктического бассейна, температуры вдоль всего побережья Евразии значительно выравняются. Причем этот уровень превысит настоящий и тот, который был в климатических оптимумах на протяжении всего антропогена. Словом, прямоток не только прибавит тепла, но и распределит его более равномерно вдоль всего побережья Евразии и Северной Америки. Возьмем, к при­меру, участок между Лофотенскими островами, где январские температуры 0°, и островами Новосибирскими и Врангеля, где январские температуры —30°, или островами св. Диомида, где в январе —20°. Как видим, разница январских температур между ними до­ходит сейчас до 30°. При новом тепловом режиме эта раз­ность составит всего 8—10°, причем сам температурный уровень станет более высоким: 8° — на Лофотенских островах, а на островах Восточно-Сибирского и Чукот­ского морей 0°.

Арктический бассейн, полностью освободившись от по­крова дрейфующих льдов, откроется для круглогодичной навигации. Весь год будут курсировать суда и по даль­невосточным морям, и по устьям северных рек приатлантического сектора Арктики.

На северо-западе Европейской территории СССР зимний климат будет, как сейчас в Дании и Южной Норве­гии, а климат Северного Урала и Таймыра, как в нынеш­ней Центральной Швеции. В Московской области устано­вятся столь же теплые зимы, какие в наши дни наблю­даются в Западной Украине.

На обширных пространствах Западно-Сибирской низ­менности температура в январе поднимется на 10—20°, причем ближе к побережью Арктического бассейна температура повысится. Так как с уничтожением арктичес­ких льдов будут значительно нейтрализованы обвалы холодного арктического воздуха, то новый тепловой режим позволит возделывать здесь сельскохозяйственные культуры примерно в объемах, принятых на северо-вос­токе Украины. На территории Северо-Сибирской низмен­ности зимние условия будут такими же, как на Среднем и Нижнем Поволжье, а на территории Восточно-Сибир­ской низменности — одной из наиболее холодных и кон­тинентальных областей СССР — установятся темпера­туры, которые сейчас свойственны Западному Уралу, но и здесь у климата появится больше «океанических» черт, т. е. он станет менее континентальным.

Территории, занятные сейчас арктической и редколесной тундрой (почти 35% площади СССР), повысят свою биологическую и хозяйственную продуктивность и станут широкой ареной животноводства.

Вечная мерзлота, охватывающая сейчас 47% терри­тории СССР, исчезнет в верхнем горизонте, который станет более доступным для нормального промышленного и сельскохозяйственного использования.

Нас выматывают резкие зимние похолодания, которые порождаются обвалами переохлажденных воздушных масс Арктики и влиянием области Сибирского максимума. Эти похолодания сильно ослабнут: они станут несравненно более редкими и куда менее значительными. Огромный урон, наносимый нашей стране почти ежегодным вымер­занием озимых на миллионах гектаров, будет устранен.

Поздние весенние и ранние осенние заморозки тяжело переживаются сейчас растительным и животным миром; в ряде) случаев они бывают даже губительны. При поте­плении заморозки ослабнут и со временем даже устра­нятся. Длительность безморозного периода для всех районов СССР, включая и горные, возрастет.

Зимы таких холодных городов, как Пермь, Свердловск, Омск, Новосибирск, Иркутск, где среднеянварские тем­пературы —16°, —19°, потеплеют. В новых условиях они будут напоминать современные зимы соответственно Харькова, Воронежа, Волгограда, Саратова, Куйбышева.

Якутск, Верхоянск сейчас всем известны как области «полюса холода»; зимние температуры доходят здесь до —50°, —60° и даже ниже. Будущее потепление устано­вит в районе Верхоянска такие температуры, какими сейчас отмечены Львов и Киев; в Якутске будет так же тепло, как в Курске и Астрахани. Полюс холода, рас­положенный ныне в Оймяконе, потеплеет и вынужден будет изменить прописку. Он переместится в тот район, где смыкаются рубежи Советского Союза, Монгольской Народной Республики и Северного Китая. Изменив мес­тожительство, «полюс холода» будет вынужден одновре­менно и повысить свою абсолютную температуру. Его средняя январская температура приблизится к —20° взамен нынешней —48°. В Оймяконе же средняя январ­ская температура дойдет до —16°, —18°, т. е. потепление возрастет на 30° и более. Самой холодной областью Се­верного полушария станет Гренландия, в ее центре бу­дут господствовать январские температуры — до —32° вместо современных —40°.

Континентальность климата ослабнет повсеместно, но больше всего она снизится как раз в самой континен­тальной области СССР — Сибири. В благоприятных из­менениях большую роль сыграет угнетение сибирского антициклона. Зимы Восточной Европы, Средней Азии и Сибири станут менее суровы. Ослабнет зимний муссон и заметно потеплеют воды побережья дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана.

Значительно увеличится продолжительность навига­ции по всем рекам СССР. Что же касается Волги с ее большими искусственными морями при гидроэлектро­станциях, то она будет открыта для навигации круглый год. Круглогодичная навигация установится и в бассей­нах западнее Волги.

По всей территории СССР северные границы органи­ческого мира циркумполярно сместятся с юга на север. Огромные области воскреснут для более богатой органи­ческой жизни. Увеличится продолжительность вегетаци­онного периода, а на юге настолько потеплеет, что можно будет ежегодно систематически снимать два полноценных урожая.

Арктический бассейн превратится в одну из самых про­дуктивных провинций Мирового океана. Причем наиболь­шую продуктивность дадут промыслы вдоль всего совет­ского побережья (от Баренцева до Чукотского морей), поскольку пояс континентальной отмели, охватывающий побережье, особенно благоприятен для развития морской фауны.

Несравненно более доступными станут огромные мине­ральные богатства северных и восточных районов страны, которые сейчас «забаррикадированы» холодным летом и длительной суровой зимой.

Поверхностные воды Атлантики и Северного Ледови­того океана, потеплев, насытят влагой воздушные массы, покрывающие эти бассейны. Возрастут осадки. Засуха в засушливых районах существенно сократится, а арид­ность наших пустынь и полупустынь уменьшится. Реки благодаря увеличившимся осадкам будут более полновод­ными и заставят наши гидроэлектростанции вырабатывать значительно больше электроэнергии — практически без дополнительных финансовых затрат. Прирост электро­энергии настолько увеличится, что перекроет расход электроэнергии на межокеаническую переброску воды в Беринговом проливе.

Климат улучшится и за пределами СССР — в Западной Европе, Монголии, Северном Китае и Японии.

Канадский зимний антициклон, который господст­вует на северо-американском континенте, ослабнет, а это, естественно, улучшит климат на большей части конти­нента. Между субарктическим климатом северо-восточных равнин (с продолжительной зимой, низкими температурами, коротким прохладным летом, небольшим количеством осадков) и южным поясом прерий сейчас существует контраст. Он будет сглажен за счет повышения зимних температур. Континентальность снизится. Вегетацион­ный период возрастет, и холодные равнины, потеплев, смогут принять более тепло- и влаголюбивую раститель­ность, в том числе сельскохозяйственные культуры.

Вспомним, сколько исследований и проектов было по­священо тому, чтобы нейтрализовать влияние холодных те­чений Баффиновой Земли, Лабрадора, Кабота и других на восточное побережье Северной Америки. В новых условиях их влияние значительно ослабнет, и климат Се­верной Америки, наконец, потеплеет. Залив св. Лаврентия откроется для круглогодичного плавания. В проливах Канадского арктического архипелага можно будет пла­вать в течение всего года, часто даже без сопровождения ледоколов.

Экстрааридность Сахары и других пустынь мира снизится, и они станут более обитаемыми, чем ныне. То же самое произойдет с нашей Среднеазиатской пустыней. Существует неверное мнение, будто эта пустыня повинна в иссушении нашего юга. Опровергая это мнение, совет­ский климатолог А. А. Каминский утверждал обратное: «…не приток сухого воздуха из раскаленной пустыни Средней Азии благоприятствует возникновению засух в степях юга Европейской части Союза и в Казахстане, а, наоборот, северные воздействия создали и сохраняют названную пустыню».

Атмосферная и гидросферная оболочки Земли пред­ставляют собой как бы неразрывное целое — они «сцеп­лены» между собой трением, тепло- и влагообменом. Поэтому потепление в высоких широтах Северного полушария по­влечет за собой потепление и в полярных широтах Юж­ного полушария. Морское сообщение вдоль побережья Антарктиды станет более доступным, что упростит ее связь с остальным миром. Континентальный антициклон, господствующий над Антарктидой, несколько ослабнет и не будет столь непрерывным, как сейчас. Затоки воз­душных масс, которые поступают с окружающих океанов, смогут тогда более свободно проникать в глубь материка, в центральные районы Антарктиды; а в настоящее время антициклон упорно держит оборону, лишь изредка про­пуская эти затоки. Больше будет осадков, баланс льда антарктического щита также улучшится.

Более благоприятной для мирового климата станет в новых тепловых условиях и общая циркуляция атмо­сферы. Это будет касаться любой области земного шара. В пользу такого утверждения свидетельствуют палеогео­графические данные и те следы растений, которые найдены в геологических разрезах различных областей земной по­верхности.

Но попытаемся не заглядывать в глубь веков, а будем искать доказательства в нынешнем времени, в сегодняш­них наблюдениях над живой природой, в которой, как в уменьшенной модели, спрессовано время. Чтобы не со­поставлять между собой огромные периоды, исчисляемые десятками тысяч лет, сравним обыкновенные сезонные колебания, которые можно наблюдать ежегодно. Так, в январе температурный контраст между экватором и Северным полюсом составляет 56°, а в июле — всего 28°. Это объясняется только тем, что летом на полюсе темпера­тура повышается до 0°, в то время как на экваторе, если мы вспомним, температурный режим практически посто­янен: 27° —28°.

И вот в летний период, когда температурный контраст ослабевает с 56 до 28°, режим атмосферы становится спокойнее, осадков выпадает больше, континентальность умеряется.

Когда будет создан прямоток, в центре Арктического бассейна температурный режим в январе приблизится к современному летнему режиму. Естественно поэтому ожидать, что в циркуляции атмосферы и в ее тепло- и вла­гообмене с Мировым океаном наступят те же положитель­ные изменения, которые сейчас наблюдаются лишь летом. При прямотоке они будут более продолжительными — охватят часть весны и осени.

Погодные и климатические флуктуации возможны и при новом тепловом режиме. Однако они будут происхо­дить куда реже, и их амплитуда не будет столь большой. Если долгосрочные прогнозы (порядка нескольких лет) станут достаточно точными, то мы сможем предупреждать эти отклонения. Система прямотока настолько гибка, что позволяет регулировать поверхностную температуру Северной Атлантики, Европейского и Арктического бассейнов. Когда долгосрочный прогноз предскажет нам нежелательное похолодание или потепление, то путем регулирования прямотока можно будет «срезать» эти от­клонения от нормы прежде, чем они разовьются.

Словом, управляемый, хорошо регулируемый прямо­ток станет истинным терморегулятором в северной очень холодной области Мирового океана, а отсюда — и плане­тарным регулятором климата.

Прежде чем переходить от второго к третьему этапу преобразования климата, необходимо тщательно выяснить, как растительный и животный мир отреагирует на смену экологических условий. Сегодня трудно определить, с ка­кой скоростью растительные сообщества будут менять свои границы. Ботаники, несомненно, найдут средства, чтобы лес мог быстрее занять пространства, которые для него отвоюет тепло, чтобы северная граница леса быстрее подвинулась к побережью полярных морей. В условиях современного потепления Арктики эта скорость составляла около километра в год. Пониженный объем пере­качки, на который надо будет пойти после уничто­жения дрейфующих льдов, не должен быть слишком продолжительным. После того как осуществится вто­рой этап мелиорации кли­мата и затем будет выдер­жана пауза в несколько лет, вновь начнется увели­чение объема перекачки, а вместе с ним и новая ступень улучшения кли­мата, когда последний по возможности приблизится к уровню микулинского межледниковья.

В Центральной Европе средние годовые темпера­туры возрастут против вто­рого этапа примерно на 0,5° С. При сохранении в принципе той же рисовки изотерм (рис. 29) ареалы минусовых изотерм не­сколько сократятся за счет расширения плюсовых изо­терм. Следом за изменением границ изотерм изменят­ся границы раститель­ности.

На рис. 30 изображена карта растительности на территории СССР во время мгинского (микулинского) межледниковья. Практи­чески это карта раститель­ности предполагаемого третьего этапа преобразо­вания климата — ведь он, как уже говорилось, эквивалентен климату именно этого периода антро­погена.

Схематическая карта растительности на территории СССР в эпоху мгинского межледниковья

Схематическая карта растительности на территории СССР в эпоху мгинского межледниковья

Зона тундры и лесотундры, как видим, сократится до очень узкой полосы, которая к тому же на западе, видимо, совсем исчезнет и сохранится лишь на побережье Восточно-Сибирского моря и дальше на восток. Полярное побе­режье Европейской части СССР покроется хвойными ле­сами. Сильно продвинутся на север широколиственные леса. До меридиана Москвы дойдут с запада атланти­ческие древесные породы, бук и граб в том числе. Широ­колиственные древесные породы как примесь к хвойным лесам расселятся от Урала к Дальнему Востоку. Под напором лесостепи несколько сместятся на юг северные границы пустынь Средней Азии.

На территории СССР, как, впрочем, и на всех континен­тах, растительный мир (по сравнению со вторым этапом) обогатится тепло- и влаголюбивыми породами.

На четвертом этапе, который явится эквивалентом лихвинского межледниковья, потепление будет продол­жаться. В Центральной Европе средняя годовая темпера­тура дополнительно возрастет еще на 0,5°. Обратимся снова к рис. 29 и увидим, что это дополнительное потеп­ление еще больше сожмет и сместит ареалы минусовых изотерм, а изотермы с положительным знаком расширятся. Изотермы —20° и —18° на североамериканском и азиатском континентах исчезнут. Исчезнут, видимо, изотермы —32° и —30° с поверхности гренландского ле­дяного щита. Зато январская изотерма 8—9°, проходящая по Шпицбергенскому течению, опишет весь Шпицберген и приблизится к Земле Франца Иосифа.

Принципиальные черты температурного поля сохра­нятся в основном такими, какими они были на втором и третьем этапах. В расселении растительности будет отме­чаться некоторое дальнейшее смещение северных границ растительных зон в сторону полюса.

comments powered by HyperComments