Парадоксы климата

Парадоксы климата

Итак, климат в значительной мере определяется Солнцем и взаимодействием в системе Земля — Солнце.

В год наша планета получает от светила 5x1012 килокалорий лучистой энергии. Половина ее идет на испарение океанов. Самый важный экологический процесс — фотосинтез, образование растениями первичных органических веществ, забирает около процента этой энергии. Таково соотношение небиологических и биологических процессов. Силы неживой природы значительнее, чем силы биосферы.

Климат, как вообще на планете, так и в конкретном месте, зависит не только от полученной солнечной энергии, но и от того, как она осваивается, какой процент поглощается, какой отражается обратно в космос. В конце прошлого века стало модно зимой отдыхать в Египте. Зимой в Египте Солнце стоит ниже, чем в Петербурге летом. Однако температура воздуха выше, чем в Северной столице, и туристы загорают намного сильнее. Дело в том, что над Сахарой сформировался исключительно чистый воздух с минимальным содержанием водяных паров, прекрасно проницаемый для лучей дневного светила. В то же время в Сингапуре, который находится в одном градусе от экватора, загореть практически невозможно из-за экстремальной влажности, плохо пропускающей солнечный ультрафиолет.

Один из климатических парадоксов установлен в ходе Международного геофизического года 1957–1958 гг. Оказалось, что самое солнечное место на Земле не Сахара и не Аравийская пустыня, а Антарктида. В центре полярного плато на высоте 4 км на каждый квадратный сантиметр поверхности поступает больше солнечной радиации, чем в тропиках. Воздух на ледяном континенте предельно чист, и слой атмосферы тоньше, чем в других местах планеты. Полярники под лучами самого южного солнца загорают сильнее, чем на пляжах Черного и Красного морей. Почему же в Антарктиде экстремально холодно? На советской антарктической станции «Восток» в 1960 году был зафиксирован мировой рекорд холода — минус 88,3° по Цельсию.

Дело в том, что большая часть поступающего от Солнца тепла отражается поверхностью снега и льда. Исследования советских ученых показали, что шестой континент — самая большая область, обладающая отрицательным годовым запасом тепла. Здесь отражается больше тепла, чем принимается от Солнца. Антарктида выбрасывает в космос не только ту энергию, которую сама получает от Солнца, но и ту, которая принимается другими частями планеты и потоками воздуха приходит в Антарктиду. Это одна из причин, почему Южное полушарие холоднее Северного. Нечто аналогичное происходит и в Арктике, но менее интенсивно, так как объем плавающего льда там намного меньше, чем величина антарктического ледяного панциря.

Теоретически Антарктиду можно было бы основательно нагреть, если распылить надо льдами красящий темный порошок. В какой-то момент в результате этого может произойти потепление, начнут таять льды. Но это таяние приведет к резкому повышению влажности атмосферы, а значит, снижению ее прозрачности для Солнца. И тогда холод вновь заявит свои права. В таком умозрительном эксперименте проявится важнейшая особенность системы неживое — живое — социальное, о которой писал в своих трудах по ноосфере В. И. Вернадский. Свойство это называется гомеостатичность, то есть способность системы сохранять свои основные характеристики и противодействовать любым внешним возмущениям.

И еще один парадокс глобального масштаба. Самое простое объяснение периодов оледенения — связь их с пониженной активностью Солнца. В действительности связь между оледенением и Солнцем оказывается далеко не однозначной. Согласно расчетам американских астрономов Г. Симпсона и Д. Мензеля, при увеличении солнечной активности температура должна снижаться. Дело в том, что большая часть лучистой энергии идет на испарение океанов. Чем больше в воздухе пара — тем меньше лучей доходит до Земли. Соответственно, при снижении солнечной активности повышается прозрачность атмосферы и растет температура Земли. При увеличении солнечной активности возрастает количество осадков. Осадки стимулируют развитие ледников. Когда увеличение солнечной активности продолжается, начинается их таяние.

Таким образом, климат, безусловно, зависит от Солнца и изменения его активности, но зависимость имеет очень сложный характер. Модифицирующее действие на климат оказывают угол наклона земной оси, широта, степень прозрачности атмосферы, отражательная способность поверхности, степень парникового эффекта.