Що таке погода та клімат?

Наверное, на всем протяжении истории люди говорили о том, что погода и климат меняются, так как ни один день не повторял преды­дущий и тем более ни один год не оказывался похожим на только что прошедший. Об изменчивости по­годы существует много поговорок; всегда выделялись годы с необыч­ными на памяти поколения особен­ностями погоды. Действительно, погода непрерывно меняется, и эти изменения, их описание и прогноз представляют особую важную про­блему. Климат же на первый взгляд представляется чем-то бо­лее устойчивым. Прежде чем отве­тить на вопрос, насколько обосно­ваны суждения об изменении кли­мата, определим само понятие «климат».

Считается, что слово «климат» произошло от греческих «клима» — зона или «клинейн» — на­клонять. Этот термин ввел в об­ращение еще древнегреческий ас­троном Гиппарх (ок. 180—190 — 125 гг. до н. э.) Плавая в разных широтах, люди издавна заметили, что угол, под которым относитель­но горизонта видно солнце в пол­день, по мере продвижения на се­вер уменьшается.

По представлениям древних, климатические пояса располага­лись подобно географическим па­раллелям. Древние географы вы­деляли девять типов климата. Первый охватывал полосу шири­ной 12° к северу и югу от экватора, остальные климаты разделялись кругами широт через 5,5°. Все, что севернее 50° с. ш., причисля­лось к девятому климату, считав­шемуся необитаемым. Это пред­ставление просуществовало до конца XVIII в. Позднее Землю стали делить на 36 климатических зон; в основу этой классифи­кации также был положен полу­денный угол Солнца над горизон­том.

Конечно, в принципе именно угол падения солнечных лучей на земную поверхность и опреде­ляет основные климатические ус­ловия, прежде всего за счет широт­ного распределения тепла. Однако шарообразная форма и вращение Земли, неодинаковое прогрева­ние отдельных участков суши и мо­ря, неоднозначность условий влагообразования и испарения (вслед­ствие различия ландшафтов), цир­куляция воздушных масс — все это приводит к постоянным из­менениям погодных условий. Часть таких изменений носит периоди­ческий характер. Это суточные и сезонные колебания метеоро­логических условий. Многолетняя повторяемость их среднего уров­ня и амплитуд определяет харак­терные черты климатических зон земного шара.

Различают климаты по солярно-световому и тепловому режиму континентальности, сухости и влаж­ности (аридный или гумидный), ландшафту (равнинный, горный, морской). Только при учете гео­графических поясов и ландшафт­ных зон можно получить наиболее полное представление о климате.

На территории СССР представ­лены все разновидности климатов Северного полушария, за исключе­нием тропического. Климатиче­ские зоны страны подразделены на 22 области с присущими им погодно-климатическими и ландшафтно-географическими условиями. Кроме того, принято выделять микроклимат (в масштабе поля, склона, улицы, пляжа и т. п.), мезоклимат (региона, области и пр.) и макроклимат (страны, континента).

Чем же различаются понятия климата и погоды?

Существует более 50 разверну­тых определений климата, но наи­более часто пользуются такой про­стой формулировкой: климат — это многолетний режим погоды, свойственный данной местности («усредненная погода»). В начале XX в. крупный немецкий метеоро­лог Владимир Кеппен по этому по­воду замечал: «Погода меняется, а климат остается». Сегодня при­нято климат и погоду определять более абстрактно. Например, член-корреспондент АН СССР А. С. Монин определил климат как стати­стический ансамбль состояний ат­мосферы за период порядка 30— 40 лет (климатическую эпоху). Эти состояния определяются многими явлениями не только в атмосфере, но и вне ее, например в океане. В применении к погоде говорят о «коротком интервале времени в пределах суток». Почему суток? Да потому, что это минимальный естественный цикл метеорологи­ческих изменений.

Можно также сказать, что по­года — это то состояние воздуш­ного океана (метеоэлементов — температуры, влажности, ветра, осадков), которое мы имеем фак­тически на какое-то определенное время. Климат — общий характер погоды и последовательностей ее смены, свойственный вообще дан­ной местности, это совокупность физических процессов, вызываю­щих данное распределение метео­рологических элементов с высо­той, ее годовой ход и изменчи­вость ото дня ко дню и от года к году.

О колебаниях климата за время истории Земли можно судить по анализу состава осадочных пород и включенных в них остатков древней флоры и фауны, по остаткам оледенений, залежей соли, камен­ного угля, торфяникам. Однако провести такой анализ зачастую бывает трудно. Так, далеко не всег­да удавалось определить, одно­временно ли в разных районах земного шара происходили оле­денения или расширения площа­дей, занятых морями. Даже по по­воду прослоек вечной мерзлоты возникал спор между географами, считавшими их реликтовыми сле­дами прежних холодных клима­тов, и геофизиками, утверждавши­ми, что вечная мерзлота возникает и в наше время в условиях опре­деленных климатов и почв. Древ­нейшие колебания климата могли объясняться такими глобальными процессами, как формирование континентов и океанов, движение континентов, изменение морских течений, оледенения, изменение лучистого тепла, поступающего от Солнца, движение полюсов Зем­ли, извержения вулканов и даже катастрофические встречи с не­большими небесными телами. Эти процессы происходили одновре­менно или порознь. На этот счет существуют различные гипотезы. Некоторые ученые делают по­пытку увязать колебания климата с активностью Солнца. Так, напри­мер, впервые теоретически рас­считанная югославским астроно­мом М. Миланковичем схема из­менения облучения Земли Солн­цем за счет изменения наклона эклиптики (Эклиптика — плоскость орбиты Зем­ли (осредненная)), долготы перигелия и других параметров показала, что. вековой ход летней инсоляции ха­рактеризует последовательность смены фаз оледенения и межлед­никовых периодов за последние 650 тыс. лет. Однако палеоклиматические данные говорят о том, что тогда Земля была не хо­лоднее, чем в настоящее время, а это противоречит общеприня­той астрофизической теории Солн­ца. В соответствии с этой теорией светимость (Светимость Солнца — полная энер­гия, излучаемая Солнцем за 1 секунду) Солнца в то время бы­ла на 10% ниже современной, сле­довательно, Земля должна была находиться в фазе оледенения. По­чему же этого не произошло? Оче­видно, для такого большого интер­вала нужно учитывать не только светимость Солнца, но и допол­нительные факторы.

Действительно, если взять близ­кий к нам период — маундеров­ский минимум солнечных пятен (о нем речь пойдет ниже), при­ходящийся на 1645—1715 гг., то за эти 70 лет произошло расшире­ние площадей многих ледников, уменьшилась повторяемость по­лярных сияний, повысился уровень бессточных озер, слабым был при­рост колец деревьев на Аляске, где понижена температура, но при­рост был велик в Скалистых горах из-за обильных осадков при до­статочной температуре.

Однако и период Маундера, где, казалось бы, увязано почти полное отсутствие солнечных пя­тен и похолодание, не всеми при­знается как убедительное доказа­тельство влияния солнечной актив­ности на климат: здесь возможно случайное совпадение различных явлений. Поэтому в данной брошю­ре мы рассмотрим физические ус­ловия формирования климата под действием основных климатооб­разующих факторов: неравномер­ного распределения тепла и вла­ги на земном шаре как во времени, так и в пространстве — и затро­нем вопрос о возможном влиянии различных внешних воздействий (солнечная активность, аэрозоли, вулканические извержения, мете­орные потоки).

• Чи впливає сонячна активність на погоду? →