Вопросы о погоде - Павел Астапенко

16.16. Почему возможность воздействия человека на климат Земли часто связывают с состоянием полярных льдов?

Полярные льды играют огромную роль в формировании климата. Именно поэтому все рассуждения об изменениях климата, как и все расчеты, с ними связанные, следует вести с учетом состояния полярных шапок нашей планеты. Полярные льды называют еще маятником, раскачивающим климат Земли. С их появлением климат Земли потерял былую стабильность. Есть гипотеза, что появление на Земле полярных шапок льда связано с длительной вспышкой земного вулканизма, наблюдавшейся в четвертичном периоде, когда резко уменьшилась прозрачность атмосферы, наступило заметное похолодание, которое и привело к образованию круглогодичных льдов у полюсов нашей планеты.

Однажды возникнув, ледяной покров в полярных областях резко изменил тепловой режим земной атмосферы. Дело в том, что льды, в отличие от обычной поверхности суши и океанов, отражают в несколько раз больше солнечной радиации, чем поглощают ее. Обладая высокой отражательной способностью (альбедо), льды не в состоянии эффективно использовать лучистую энергию Солнца.

Расчеты показывают, что при существующем сейчас в Арктике ледяном покрове (средняя граница которого проходит примерно вдоль 72°C. ш.) средняя температура всей земной поверхности (15°C) приблизительно на 2°C ниже той температуры, какую имела бы эта поверхность, будучи полностью свободной от льдов. А если бы, даже на короткий период, вся поверхность Земли покрылась льдом, то ее средняя температура стала бы понижаться и в конечном итоге достигла бы примерно – 85°C, то есть упала бы на 100°C!

В эпоху рисского оледенения, наибольшего на Земле, ледяной покров в северном полушарии достигал в среднем широты 56°, в некоторых районах языки ледников опускались даже до широты 40° и планете нашей угрожало превращение в ледяную пустыню, подобную современной Антарктиде. Достаточно было льдам распространиться на 200-300 км ближе к экватору, чтобы процесс оледенения стал необратимым: поступающей от Солнца лучистой энергии при высокой отражательной способности льдов (около 80%) не хватало бы, чтобы растопить достигшие такого развития ледники!

Полярные шапки льдов не только понижают температуру земной поверхности, но и создают большие температурные контрасты между высокими и низкими широтами, делают атмосферу очень чувствительной к малейшим колебаниям притока солнечной энергии на земную поверхность, в том числе и к тем, которые вызываются изменениями прозрачности воздуха атмосферы. Отсюда повышенная неустойчивость климата Земли и внимание климатологов к полярным льдам, способным к многократному усилению эффекта влияния изменений прозрачности воздуха на земной климат.

16.17. Как быстро может сказаться на состоянии полярных льдов предсказываемое некоторыми учеными повышение температуры воздуха?

На состоянии сравнительно тонких морских льдов в полярных областях – относительно быстро, а ледниковых щитов Антарктиды и Гренландии – значительно медленнее. Так, по некоторым расчетам, таяние многолетних морских арктических льдов будет значительным уже при повышении средней температуры в северном полушарии на 2°C, и, таким образом, к 2000 году площадь арктических льдов сильно сократится, они быстро превратятся в тонкие однолетние, а затем к 2025 году, если указанное повышение температуры сохранится, – исчезнут совсем. Для таяния ледников Антарктиды и Гренландии нужны не десятилетия, а многие столетия. Однако в Западной Антарктике, где огромные ледники опускаются с континента непосредственно в морскую воду (как, например, ледник Росса, занявший половину поверхности моря того же наименования), разрушение части ледникового щита и его таяние может произойти быстрее, на протяжении одного столетия.

16.18. Что повлечет за собой исчезновение многолетних морских льдов в Арктике?

Прежде всего – сильное потепление в Арктике. Здесь температура воздуха вырастет значительно сильнее, чем в средних широтах: зимой она не будет опускаться ниже – 5… -10°C, а летом – будет подниматься до 7-10°C. Общее потепление приведет к увеличению испарения с поверхности Мирового океана и к увеличению количества выпадающих на земную поверхность осадков. Но при этом увеличение осадков не будет повсеместным – над океанами и в полярных районах оно будет существенным, а над континентами в средних широтах количество выпадающих осадков может даже уменьшиться. Степным и лесостепным областям северного полушария станут чаще угрожать засухи.

16.19. Как отразится на уровне Мирового океана таяние полярных льдов?

Считается, что на протяжении первого столетия с момента начала их таяния повышение уровня будет незначительным. Речь может идти лишь о частичном разрушении ледников, а если оно произойдет, то к исходу этого срока уровень воды в океане поднимется примерно на 5 м. Некоторые американские ученые полагают, что катастрофический подъем уровня Мирового океана на десятки метров вследствие таяния основной массы полярных льдов произойдет в XXII веке, другие – относят это гипотетическое событие на еще более дальние сроки…

16.20. Как проявит себя потепление в разных местах северного полушария?

Поскольку считается, что морские льды снижают температуру воздуха в Центральной Арктике примерно на 5°C летом и на 20°C зимой, то с их исчезновением именно в Арктике потеплеет сильнее всего: влияние льдов на температуру воздуха в средних широтах значительно слабее, чем в высоких, а в приэкваториальной зоне оно вообще малоощутимо. Потепление в Арктике уменьшит контраст между температурами высоких и низких широт, что приведет к ослаблению интенсивности атмосферной циркуляции, то есть уменьшится интенсивность переноса водяного пара с океана на сушу. Это неизбежно скажется на количестве облаков над континентами, частоте и интенсивности выпадения осадков. Кроме того, возможны и другие последствия: ослабление атмосферной циркуляции ослабит и океанические течения, уменьшится приток тепла в высокие широты и т. д.

16.21. Может ли потепление земного климата не коснуться ледяного щита Антарктиды?

Может. Все дело в интенсивности возможного потепления и его продолжительности. В плиоцене, примерно между 1 и 10 млн. лет назад, при сравнительно мягком климате на нашей планете антарктическое оледенение существовало и в то же время в Арктике льдов не было. Расположение и форма земных континентов и океанов были близки к современным. Именно такой климат и такое состояние льдов, какие были при плиоцене, по расчетам М. И. Будыко, должны установиться на Земле в первый, начальный период потепления, продолжительность которого может быть примерно 100 лет. Развитие процессов в последующие столетия сейчас не поддается количественной оценке. В любом случае ясно, что нарушение стабильности земного климата может повлечь за собой необратимые нежелательные изменения условий обитания, поэтому человечество, коль скоро его деятельность в состоянии вызвать изменения климата, должно проявлять величайшую осторожность.

16.22. Имеется ли реальная возможность целенаправленно воздействовать на погоду и климат?

Этим вопросом ученые занимаются давно, ему посвящено немало специальных исследований и у нас, и за рубежом. Людей всерьез интересует возможность улучшить климат безводных пустынь или холодной тундры, научиться искусственно вызывать осадки, рассеивать мешающую полетам самолетов низкую облачность и туманы, предотвращать или ослаблять стихийные атмосферные явления, такие, как грозы, град, шквалы, смерчи, торнадо, ураганы…

Первоначальное изучение показало, что природные и искусственные источники энергии, участвующие в формировании земного климата и погоды, несоизмеримы: с одной стороны – Солнце с его энергией излучения, достигающей 3,86 • 1023 кВт, а с другой – человечество, все энергетические ресурсы которого едва достигают 109 кВт. Однако последующие исследования погодообразующих процессов показали, что бывают ситуации, когда в пределах какого-либо района естественный ход погоды может быть изменен без особых затрат энергии. Это такие ситуации, когда нужен лишь небольшой толчок, дополнительный стимул, чтобы, скажем, из облаков пошел дождь, которого так не хватало земледельцам, или чтобы наконец рассеялся туман над аэродромом, который не давал экипажам самолетов выполнять рейсы по расписанию и задерживал сотни пассажиров. Таким образом, местные воздействия человека на погоду вполне возможны, но только при определенных условиях, создаваемых самой природой. «Делать» погоду по заказу можно далеко не всегда, но в ряде случаев все-таки можно. С одной оговоркой – их выполнение должно контролироваться специалистами и не может носить бессистемный, хаотический характер – оно должно быть строго регламентированным, управляемым и научно обоснованным в каждом конкретном случае.