3 недели назад
Нету коментариев

Все колебания климата как продолжи­тельные, так и кратковременные характе­ризуются одной и той же географической схемой изменений, отличаясь лишь пери­одом и амплитудой.

Херд С. Уиллетт

Попытаемся сформулировать основные закономер­ности изменения климата в четвертичном периоде на основе изложенных материалов.

Все изменения происходили синхронно по всей поверх­ности Земли однозначно с изменениями теплосодержания атлантических вод, поступавших в Арктический бассейн. Они характеризовались колебаниями температурного контраста экватор .— Северный полюс главным образом за счет зимних температур, летние менялись незначи­тельно.

Хотя климатические изменения происходили по всей Земле одновременно, амплитуда температурных колебаний в разных поясах постоянно была различной. Наибольшими амплитудами отличались полярные широты Северного полушария, наименьшими — экваториальные. Проме­жуточными были колебания температуры в Южном по­лушарии.

Все климатические оптимумы повышали температуру поверхностного слоя Мирового океана, а с теплом уве­личивалось испарение. Абсолютная влажность атмосферы возрастала. Естественно, что при этом в ледниковые эпохи континентальность климата и общая аридизация природы усугубляются; в теплые периоды континенталь­ность падает, общая увлажненность материков повышается, пустыни становятся менее сухими. Влияние кли­матических оптимумов на морскую фауну Северного Ледовитого океана сильнее всего сказывается в приат-лантическом секторе, слабее в притихоокеанском, по­скольку сюда атлантические воды проникали в меньшем объеме и с меньшим теплосодержанием. Что же касается тепловлаголюбивой растительности, то по мере того, как климатический оптимум набирал силу, она распро­странялась с запада на восток в глубь Евразии, так как климат на северо-востоке Евразии всегда был хо­лоднее, чем на северо-западе. При оптимумах климат становится более устойчивым, а различия между секторами в Северном полушарии несколько сглаживаются. Даже в нынешнее время, при обычной смене теплых и холодных сезонов, зимой каждый сектор Северного полушария отличается своим температурным режимом и осадками, летом же различия между секторами несколько сглажи­ваются. И последняя закономерность — процессы кли­матических изменений в антропогене четко обратимы.

Четкость проявления закономерностей и их географи­ческая распространенность различна — она возрастает с ростом амплитуды и длительности климатических изме­нений.

Некоторые закономерности уже давно получили ясную физико-математическую основу. Так, В. В. Шулейкин установил закон падения температурной аномалии при проникновении тепловых потоков с поверхности океана в глубь Евразии, причем математические зависи­мости хорошо согласуются с наблюдениями над природ­ными процессами.

Отсюда вытекает важнейший принципиальный вывод: повышение температуры поверхностных вод Мирового океана и в первую очередь поверхностных вод Северной Атлантики и Северного Ледовитого океана является главной причиной планетарного улучшения климатических условий.

Или, как было отмечено Л. Р. Ракиповой, из всех воз­можных способов искусственного изменения климата наиболее эффективным следует считать растопление льдов Арктики.

Но может быть арктические льды нельзя уничтожить? Здесь мнения ученых расходятся. М. И. Будыко рассмат­ривает морские льды Арктики как реликт минувшей лед­никовой эпохи, который существует благодаря своему высокому альбедо. Поэтому, если морские льды однажды уничтожить, то они уже не смогут вновь возникнуть. Д. А. Дрогайцев считает, что альбедо действует только в летнее время, а зимой, когда в долгую полярную ночь вообще нечего отражать, открытая поверхность бассейна обречена на замерзание, следовательно, восстановление ледяного покрова неизбежно, даже если удастся его унич­тожить полностью.

Поэтому очень важно определить природу дрейфующих льдов. От этого зависит выбор способа, как их уни­чтожить и предупредить регенерацию (восстановление). Если льды — реликт, то, может быть, действительно, достаточно их один раз уничтожить. Если же они возникают периодически и неизбежно вследствие современ­ных процессов в атмосфере и гидросфере Земли, то тогда требуются меры, которые не позволили бы им восстанав­ливаться.

Наш предварительный анализ ледовитости Арктиче­ского бассейна на протяжении последних 20 000 лет (рис. 13) показал, что ледовитость Северного Ледовитого океана превышала современную в общей сложности на про­тяжении 9300 лет. В голоцене дважды с общей продол­жительностью 5000 лет Арктический бассейн был вообще свободен от ледяного покрова. Помимо этого несколько раз с общей продолжительностью до 4000 лет ледяной покров бассейна находился в неустойчивом состоянии: он исчезал летом и восстанавливался зимой в меньшем объеме, чем в наше время. Иными словами, в голоцене в течение 9000 лет из 12 000 ледовые условия были несрав­ненно более благоприятными, чем в наши дни.

Хронологическая схема динамики морских льдов валдайского оледенения и среднегодовой температуры за последние 20 000 лет

Хронологическая схема динамики морских льдов валдайского оледенения и среднегодовой температуры за последние 20 000 лет

Неоднократные таяния и восстановления ледяного покрова говорят о том, что морские льды Арктики не яв­ляются реликтом минувшей эпохи. Они — продукт климата. Поэтому при современной адвекции тепла, которая недостаточна, замерзание поверхности Аркти­ческого бассейна и восстановление ледяного покрова становятся неизбежными.

Говорим ли мы о консервативности морских льдов или о том, насколько надежно устойчива открытая безлед­ная поверхность — в обоих случаях мы должны проявлять определенную осторожность. И льды, и безледная поверх­ность — в равной степени образования неустойчивые. Достаточно напомнить, что на Земле в среднем две трети морских льдов ежегодно обновляются, а в Антарктике даже четыре пятых. Несмотря на то, что полярные широты Южного полушария несравненно более суровы, чем северные, антарктические льды моложе арктических — это объясняется тем, что у Антарктики лучший водообмен с теплыми бассейнами (Тихим, Атлантическим, Индийским океанами). В Южном Ледовитом океане лишь в отдельных местах можно встретить лед двух- или трехлетнего воз­раста. В Северном же Ледовитом океане значительная часть живет три года и более. Так или иначе, все это льды далеко не реликтовые, они постоянно обновляются.

Еще совсем недавно, в 30-х годах нашего века, дрей­фующие льды Арктического бассейна таяли, как говорится, «у нас на глазах». Потепление набрало такие темпы, что некоторые зарубежные исследователи считали: со­хранись эти темпы — через 50 лет огромные пространства в летние сезоны окажутся открытыми для судоходства. Однако этого не произошло. Наоборот, с 1940 г. общая навигационная ледовитость начала ухудшаться, и ухуд­шение это продолжается до последних лет.

В общей циркуляции атмосферы выделяют меридио­нальную и зональную. Если преобладает меридиональная (с юга на север), то растет нагон теплых вод в Арктический бассейн. Количество дрейфующих льдов уменьшается иногда до полного уничтожения, как это было в голоцене. Если же преобладает зональная (широтная) циркуляция, то адвекция тепла в Арктический бассейн падает. Ледяной покров восстанавливается и разрастается. В 1953— 1957 гг. в секторе моря Лаптевых граница старых льдов переместилась к югу почти на 1000 км со средней ско­ростью примерно 250—300 км в год. Но быстрота смен фазового состояния воды поверхностного слоя (лед или вода) будет зависеть и от наличия на поверхности бас­сейна горизонта распресненной воды. Чем меньше плот­ность поверхностных вод и чем мощность этого слоя больше, тем устойчивость ледяного покрова возрастает. Современные физико-географические условия Арктиче­ского бассейна благоприятствуют непрерывной генера­ции поверхностного распресненного слоя, а следовательно, повышают устойчивость его замерзания.

Однако такая генерация возможна при определенной стационарности других факторов, что не всегда имеет место. Так, рост поступления теплых атлантических вод из Атлантики в Арктический бассейн реактивно вызы­вает увеличение стока холодных распресненных вод и льда из Арктики в Атлантику. При определенных соотно­шениях теплосодержания встречных водных масс холодные воды способны гасить раз начавшееся потепление. Авто­колебания, вскрытые В. В. Шулейкиным, иллюстрируют сказанное. Другой пример — повышение температуры поверхностного слоя морских вод в Атлантике и в Арк­тике вызывает увеличение осадков как на суше, так и над Арктическим бассейном, а с ним распреснение поверх­ностного слоя бассейна. Распреснение тормозит тепло­обмен между глубинными водами и атмосферой, что, как мы видели, способствует развитию ледяного покрова. Наряду с этим достаточно большие массы атлантических вод могут размывать поверхностный распресненный слой. Тогда возникнут условия, благоприятные для безледной Арктики.

Сказанное находится в противоречии с тезисом о том, что тепло солнечной радиации в деятельном слое за летний период аккумулируется в объеме, который обеспечивает незамерзаемость Арктического бассейна в течение зимы. Дело в том, что жизнью ледяного покрова управляют не только высокое альбедо льда и снега на нем, но и другие причины. Отметим главные, которые не могут быть устранены при любом однократном уничтожении дрейфующих льдов.

Первая — непрерывное восстановление поверхност­ного распресненного слоя воды в бассейне за счет поступ­ления 36 000 км3/год тихоокеанских вод, менее соленых, чем атлантические (поэтому первые распресняют послед­ние), и поступления речного стока в объеме свыше 4000 км3/год. Эти два фактора в течение 10—15 лет способны вызвать настолько устойчивую стратификацию водных масс Арктического бассейна, что вертикальная циркуляция, а с ней и теплообмен с нижележащими теплыми водами существенно замедляется.

Вторая причина — противоток в Европейском бас­сейне и Северной Атлантике теплых атлантических вод, идущих с юга на север, и холодных арктических вод с массой льда, идущих из Арктического бассейна с се­вера на юг, ведет к самоторможению роста теплового бюджета Арктического бассейна. Самоторможение проис­ходит по двум линиям: сначала за счет морской адвекции, так как в Арктический бассейн начинают поступать все бо­лее охлажденные атлантические воды, а затем с зарожде­нием ледяного покрова и последующего его разрастания — за счет уменьшения радиационного баланса.

Влияние этих двух причин столь велико, что они спо­собны погасить прирост тепла, определяемый уменьшением альбедо, и восстановить ледяной покров. Поэтому после его уничтожения при современных атмо- и гидропроцессах сохраняется необходимость в добавочной искусственной морской адвекции тепла. Об этом говорят и материалы А. С. Монина, согласно которым арктические льды после их уничтожения восстанавливаются по естественным при­чинам в течение семи лет.

Таким образом, дрейфующие льды Арктики не яв­ляются реликтом сравнительно далекого прошлого. Они — закономерное следствие слабой меридиональности процессов в атмосферной и гидросферной оболочках Земли. Однако и сама меридиональность общей цирку­ляции атмосферы неустойчива.

В масштабе столетий, а в некоторых исключительных случаях даже в масштабе нескольких десятилетий мери­диональность может изменяться, вызывая то полную ледовитость, то полную безледность Арктического бас­сейна. Поэтому проекты однократного уничтожения дрей­фующих льдов Арктики с целью устойчивого улучшения климата бесперспективны. Чтобы достичь устойчивого акриогенного состояния Арктического бассейна, требуется не столько уничтожить ледяной покров, сколько погасить силы, порождающие его образование. Для этого необхо­димо огромное количество тепла. Его можно найти в Ми­ровом океане и его теплых течениях. Рассмотрим эту возможность.

comments powered by HyperComments