7 років тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

Для лучшего понимания истории современного клима­та и оценки возможных состояний климатической системы в ближайшем будущем наибольший интерес представляет климат последнего ледникового периода и голоцена. Свя­зано это по крайней мере с тремя соображениями. Во-пер­вых, во многих научных исследованиях высказываются опасения, что в отдаленном будущем возможно наступ­ление очередного ледникового периода.

Выше мы отмечали, что чередование ледниковых-меж­ледниковых периодов в значительной мере объясняется изменением параметров земной орбиты. Их экстраполяция указывает на медленную тенденцию к похолоданию. Дея­тельность человека, по-видимому, внесет серьезные кор­рективы в ход естественных процессов. Однако при рас­смотрении всех вариантов изменения климата вероятность наступления новой ледниковой эпохи исключить нельзя.

Второе соображение основывается на том, что потеп­ления или похолодания в будущем могут иметь черты, присущие отдельным периодам эпохи голоцена. Дело в том, что примерно за последние 10 тыс. лет климат Зем­ли неоднократно менялся. Так, после окончания леднико­вого периода началось быстрое потепление климата. При­мерно 7—8 тыс. лет назад климат был теплее, а некото­рые субтропические и теплые умеренные пояса влажнее, чем сейчас. Это привело к развитию культуры Северной Африки, Среднего Востока и долины Инда, Скотоводство, охота и земледелие развивались в местах, которые когда-то были пустынями и засушливы теперь.

Около 4 тыс. лет назад в северном полушарии нача­лось похолодание. Климат высоких широт стал более су­ровым, многие субтропические области превратились в пустыни. Это привело к исчезновению многих культур, в частности в Сахаре, Аравии, Раджахстане, в долине Ин­да. Ряд цивилизаций переместились на возвышенности ав долины рек Тигра, Евфрата и др. В последнее тысяче­летие климат стал более или менее устойчивым, но в VIII— XII вв. отмечалось потепление, в XIV—XIX вв.— похоло­дание, а в начале XX в. климат вновь потеплел.

Третьим соображением является то, что наука распо­лагает более надежными данными о климате последних нескольких десятков тысяч лет, а для голоцена имеется даже ряд архивных и летописных источников. Палеокли­матические исследования в последние годы шли по пути использования косвенных данных для восстановления со­стояния поверхности суши, ее ландшафта, растительности, орографии, температуры поверхности океана. Эти пока­затели характеризуют такие параметры климатической системы, как альбедо поверхности, ее тепловые свойства, теплообмен атмосферы с подстилающей поверхностью суши и океана, уровень океана, положение ледников и др. С помощью математических моделей общей циркуляции атмосферы можно реконструировать режим климатической системы с учетом перечисленных и некоторых других внешних параметров климатической системы для различ­ных месяцев.

Основные характеристики подстилающей поверхности ледникового периода

Основные характеристики подстилающей поверхности ледникового периода

Геологам, археологам, палеогеографам и другим спе­циалистам удалось восстановить основные характеристики подстилающей поверхности ледникового периода (рис. 3). Рис. 4 иллюстрирует разность температур поверхности Мирового океана для августа в период последнего макси­мального оледенения, около 18 тыс. лет назад, и в со­временную эпоху. Как видно из рисунков, расхождения с современными условиями существенные. Уровень океа­на был примерно на 85 м ниже, чем теперь, температура океана в среднем на несколько градусов, а местами в Ат­лантике на 10° ниже, ряд континентов покрыт ледовым панцирем, альбедо поверхности также было иным. Камни, лед и песок занимали 40 млн. км2 (в настоящее время — 24 млн. км2), тундра и альпийские сообщества — 20 млн. км(в настоящее время — 8 млн. км2), пустыни и полупусты­ни — 12 млн. км2 (в настоящее время —18 млн. км2). Об­щая площадь под лесами, кустарниками, саванной и дру­гими сообществами была такой же, как сейчас.

Разность температур поверхности Мирового океана ледниковой и современной эпох

Разность температур поверхности Мирового океана ледниковой и современной эпох

На основании этих данных были выполнены серии чис­ленных экспериментов с тремя типами моделей общей цир­куляции атмосферы, разработанными в США. В первой серии экспериментов моделировался характер средних климатических условий на земном шаре для летнего вегетационного и зимнего периодов ледниковой эпохи. В ре­зультате оказалось, что для летнего периода средняя тем­пература у поверхности была меньше на 5,3 в северном и 4,5° С в южном полушариях, чем теперь, облачность соот­ветственно меньше на 2,9 и 2,2%, количество осадков меньше на 8,3 и 3,9 мм, среднее давление в северном по­лушарии было меньше на 8,7 мб, а в южном на такую же величину больше. Была ослаблена средняя зональная цир­куляция в южном полушарии. Более подробные характе­ристики климата содержатся в табл. 1.

T_001

Вторая серия экспериментов показала, что интенсив­ность циркуляции в июле и январе повышается. Оси цик­лонов смещаются к югу и проходят южнее Скандинавии в сторону Азии. Сильно сокращаются осадки летом, осо­бенно над Южной и Восточной Азией, зимой они примерно такой же интенсивности, что и теперь, и лишь в север­ном полушарии их было немного меньше.

При моделировании климата ледниковой эпохи с по­мощью третьей модели оказалось, что в среднем на всем земном шаре осадков было на 10% меньше, чем теперь, над сушей —31%, а над океаном лишь около 1%. Сред­няя температура у поверхности упала на 5,4° С, над су­шей на 7,7°, а над океаном на 4,4°.

Повышение альбедо континентов во время ледниково­го периода за счет большой площади, покрытой льдом и растительностью, дало в модели более низкие температу­ры во всей тропосфере и более высокое давление у поверх­ности над континентами по сравнению с океанами.

Приведенные характеристики — результат реконструк­ции климата на базе теоретических моделей, которые в ос­новном дают сходные оценки. Поэтому есть все основания предполагать, что реальные климатические условия лед­никового периода в главных чертах вряд ли могли сильно отличаться от восстановленных. Будущие эксперименты с более сложными моделями уточнят эту картину.

Однако при всех обстоятельствах ясно, что наступле­ние ледниковой эпохи привело бы к таким климатическим условиям, которые катастрофически повлияли бы на все стороны хозяйственной деятельности и на самого челове­ка. Достаточно сказать, что среднему похолоданию на 1°С соответствует сокращение вегетационного периода поряд­ка двух недель. Таким образом, среднее похолодание на 5,4° С (согласно моделям) привело бы к сокращению ве­гетационного периода почти на три месяца, что для мно­гих районов мира равносильно его отсутствию.

Остановимся кратко на некоторых характеристиках климата голоцена. Наибольший интерес представляют теплые и холодные периоды этой эпохи. Мы уже отмеча­ли, что в первые 7—8 тыс. лет происходило резкое потеп­ление климата. Примерно 8 тыс. лет назад растаял скан­динавский ледовый покров. Льды Североамериканского континента растаяли около 6,5 тыс. лет назад, а лабрадор­ский лед — еще позже, 4,5 тыс. лет назад.

К этому времени субарктические леса сместились к се­веру примерно на 300 км севернее их нынешней поляр­ной границы. На несколько сот километров отступила к северу и вечная мерзлота в Восточной Сибири и Северной Америке. Почти везде, за исключением некоторых зон, климат был более влажным, чем сейчас. Примечательно, что влажный климат длительное время господствовал во всем засушливом поясе, простирающемся от Западной Африки до Раджахстана на северо-западе Индии. Даже в засушливом центре Сахары годовое количество осадков составляло 250—400 мм (сейчас 6 мм/год). Уровень озера Чад на 40 м превышал современный, а само озеро дости­гало размеров Каспийского моря. Обширные пастбища использовались скотоводами-кочевниками, интенсивно раз­вивалось земледелие без орошения в районах Ближне­го и Среднего Востока, включая северо-запад Индии, т.е. в районах, которые ныне относятся к засушливым. Не­которые области в полосе 35—40° с. ш. в это время были более засушливыми (Калифорния, Невада, Иран, Южная Африка), и это сказывалось на развитии их экономики. Рис. 5 иллюстрирует климат этого наиболее теплого и благоприятного периода голоцена, получившего название климатического оптимума.

Характеристика климата в период климатического оптимума

Характеристика климата в период климатического оптимума

Примерно 4 тыс. лет назад во многих районах земного шара климат заметно похолодал и стал суше. На рис. 6 приведен график, характеризующий среднее количество осадков в Раджахстане за последние 11 тыс. лет. Эти дан­ные восстановлены по уровням озер и другим косвенным данным. На графике видно, что примерно 3,7 тыс. лет на­зад количество осадков за очень короткий период умень­шилось в три с лишним раза (до 200 мм), что привело к упадку экономики района.

Среднее количество осадков в Раджастане

Среднее количество осадков в Раджастане

Предполагают, что подобные климатические катастро­фы были вызваны человеческой деятельностью. Ниже мы вернемся к вопросу формирования засушливых условий при оценке факторов антропогенного происхождения, влияющих на климат. Следует, однако, учитывать, что региональные особенности изменения климата наблюда­лись всегда. И, по-видимому, никогда изменения климата не были одинаковыми во всех районах земного шара для данного периода. Такая ситуация имеет место и сейчас. Поэтому представления о глобальном потеплении или глобальном похолодании вовсе не означают повсеместного повышения или понижения температуры, а характеризуют осредненную картину.

Дело в том, что климатические изменения всегда со­провождаются изменением циркуляционного режима ат­мосферы. В результате потеплению или увлажнению климата в одних районах сопутствует похолодание или сухость климата в других. Так, среднегодовая температура за первые 2 тыс. лет из последних 5 тыс. в Китае была на 2° выше, чем теперь. В других районах земного шара отмечалось заметное похолодание климата. Последние 3 тыс. лет в Китае температура колебалась в пределах 2—3° С. Минимум температуры отмечался в 1000, 400 гг. до н. э. и 1200 г. н. э. Климат был довольно теплым в 206 г. до н. э.- 220 г. н. э. и в 618-907 гг. н. э.

По данным японского метеоролога Аракавы, лето 1180 г. принесло неслыханную засуху в Западной Япо­нии. В то же время в восточной части Японии был обиль­ный урожай. Такие условия могли складываться только в результате циркуляционных процессов, влияющих на формирование климатических аномалий.

Более четкое представление о колебаниях климата мы получаем по мере приближения к современным условиям, когда данных становится больше.