Климатические циклы и аномалии

Жители умеренных широт за многие тысячелетия привыкли к смене четырех времен года. Хотя на разных широтах и высотах и на разном расстоянии от морских берегов времена года проявляются по-разному и имеют разную продолжительность, до недавнего времени люди считали, что климат Земли более или менее постоянен. Однако в последние годы мы все чаще слышим о глобальном потеплении. Люди обеспокоены, и не без оснований, увеличением содержания парниковых газов в атмосфере и их влиянием на окружающую среду. Но изменение климата — отнюдь не новое явление. В прошлом на нашей планете происходили неоднократные глобальные потепления и похолодания, в результате которых нынешние умеренные широты становились то похожими на тропики, то покрывались льдом.

Изучение климата

Климат можно определить как последовательную смену состояний атмосферы, закономерную для тех или иных мест. Понять причины, от которых зависит климат, непросто, но регистрация его проявлений, таких, как атмосферное давление, ветер, температура и влажность, не требует большого труда. Климат любого региона определяется сложными взаимодействиями суши, атмосферы и моря — даже если до моря многие тысячи километров. Механизмы, лежащие в основе формирования климата, приводящие в движение воздушные массы и определяющие круговорот воды, еще не вполне поняты учеными. Поэтому существующие модели, описывающие и предсказывающие изменения климата, приблизительны, причем в малом масштабе, который касается микроклимата и климата того или иного локального района, они более результативны, чем в глобальном. Изменения микроклимата показанной справа горной долины в земле Форарльберг (Австрия)  прогнозировать легче, чем глобальные изменения климата Земли.

Некоторые инструменты

Регистрировать глобальные изменения климата сложнее, чем локальные. Однако в распоряжении ученых есть некоторые природные индикаторы, позволяющие судить об изменениях климата Земли, происходивших задолго до того, как люди научились измерять температуру, влажность и иные характеристики. Один из таких инструментов — воздушные пузырьки, заключенные в полярных льдах. Буровые пробы из ледников Антарктиды, с глубины больше 3000 м, позволяют судить о составе атмосферы далеких времен — до 800 тыс. лет назад. Другой инструмент — годичные кольца современных и ископаемых деревьев. По их толщине судят о том, как менялся климат десятки тысяч лет назад. Вверху — морозильная камера для хранения буровых проб льда, добытых с разных глубин.

Оледенения и межледниковья четвертичного периода

Люди современного типа возникли на Земле незадолго до начала четвертичного периода (начавшегося около 1,8 млн лет назад и продолжающегося по сей день). В течение этого периода на нашей планете произошло несколько оледенений, в промежутках между которыми были более теплые интервалы — межледниковья. Оледенения обычно длились около сотни тысяч лет. Среди ученых нет единого мнения о том, какие причины их вызывали. Одна из гипотез связывает наступление ледников с изменением положения континентов и океаническими течениями, другая — с циклическими изменениями во вращении Земли. Во время оледенений ледники покрывали значительную часть умеренных широт, а океан отступал, потому что вода скапливалась в ледниках. Межледниковья были короче оледенений и отличались более мягким и влажным климатом, а также повышением уровня океана и увеличением площади лесов. Вверху — ледниковое озеро в Исландии.

Послеледниковое потепление

Потепление, наступившее за последним оледенением около 10 000 лет назад, привело к увеличению площади лесов (за счет территорий, занятых ледниками и тундрой, которая покрывала значительную часть Евразии и Северной Америки). Часть животных, приспособленных к холодному климату, нашли приют в приполярных и горных районах, другие, такие, как шерстистый носорог и мамонт, вымерли. В Средиземноморье в результате потепления открытые пространства — пастбища, кустарниковые заросли и побережья — покрылись лесами. Около 8000 лет назад климат стабилизировался и средиземноморские леса стали гуще. Тем временем росли сельскохозяйственные угодья. Около 6000 лет назад площадь лесов заметно сократилась в результате вырубок. Справа — кустарниковые заросли (гаррига) в горах Франции.

Естественные флуктуации

В климате любого района Земли происходят естественные флуктуации: холодные периоды сменяются теплыми, сухие — влажными и так далее. Изменения, вызываемые такими флуктуациями, например появление цветов посреди пустыни, мы склонны принимать за проявления глобальных изменений климата. В действительности большинство подобных кажущихся аномалий представляют собой проявления нормальных флуктуаций. Климат можно считать изменившимся лишь тогда, когда определенные флуктуации начинают происходить регулярно и проявляются в долговременных изменениях экосистем: флора и фауна неизбежно подстраиваются под проявления изменений климата. В таких случаях меняются средние показатели, которые можно оценить в ходе многолетних исследований.

О чем говорит история

Три периода экономического роста в Европе с конца 1 тысячелетия н. э. до начала индустриальной эпохи были, видимо, связаны с изменениями климата, благоприятствовавшими развитию сельского хозяйства. С 1000 до 1300 г. средние температуры в Европе поднялись на один-два градуса, влажность понизилась. Урожайность пшеницы во многих регионах возросла и приблизилась к показателям Франции начала XX в. Люди лучше питались, увеличилась продолжительность жизни, снизилась детская смертность. Между 1300 и 1480 гг. урожайность вновь упала, население Европы сократилось. Вероятно, это тоже было связано с изменением климата. Оно происходило также не раз с конца XVI до начала XIX в., порой приводя к трагическим последствиям. Вверху — на картине Дэниела Тернера изображен Лондонский мост зимой 1795-1796 гг.

Засуха в Сахеле

С 1968 по 1988 г. в Сахеле (поясе саванн, протянувшемся от западного до восточного берега Африки к югу от Сахары) разразилась небывалая засуха. На севере высохли все водоемы, растительный покров, некогда состоявший из кустарников и акаций, отступил, а пустыня Сахара продвинулась к югу. В Гвинее, в южной части Сахеля, саванны распространились на территорию, ранее занятую лесами (на фотографии внизу — оазис Тишит в Мавритании). Длительная засуха привела к упадку сельского хозяйства, которое к тому же сильно пострадало от нашествий саранчи. Сократилась численность некоторых видов европейских перелетных птиц, зимовавших в Сахеле, таких, как серая славка, ласточка-береговушка и камышовка- барсучок. Многие из них погибали во время зимовок и не возвратились в Европу.

Парниковый эффект

Лучистая энергия Солнца — практически единственный источник тепла для поверхности Земли и ее атмосферы. Они в свою очередь излучают невидимую инфракрасную радиацию и охлаждаются, поддерживая тепловое равновесие планеты. Часть испускаемых лучей поглощается атмосферными газами, в основном углекислым газом, водяными парами и метаном. Их называют парниковыми газами, а само явление — парниковым эффектом. Если бы этих газов не было, средняя температура у поверхности Земли была бы ниже нуля. С 1850 г. содержание углекислого газа в атмосфере увеличилось более чем на четверть — видимо, прежде всего из-за сжигания угля и нефти. Количество метана тоже увеличилось, возможно в связи с ростом поголовья крупного рогатого скота, в желудках которого живут бактерии, вырабатывающие метан, а также в связи с увеличением площади рисовых полей (внизу — рисовые поля на Бали в Индонезии). После сбора урожая их заливают водой, в которой тоже размножаются вырабатывающие метан бактерии. Увеличение концентрации парниковых газов ведет к усилению парникового эффекта и глобальному потеплению.

Роль человека в изменении климата

За последние 200 лет средняя температура в Европе повысилась почти на 1,5°С. В последние 10 лет в ряде мест отмечаются рекордные показатели температуры, скорости ветра, частоты возникновения циклонов. Следует ли считать это проявлением антропогенных климатических изменений? Может быть, все это естественные флуктуации, периоды которых составляют от тысяч до десятков тысяч лет? Независимо от того, насколько сильно человечество влияет на глобальный климат, мы можем быть уверены, что локальные климаты могут существенно меняться в результате деятельности человека. Одной фабричной трубы достаточно, чтобы возникло облако. Температура в городах в среднем на два-три градуса выше, чем за их чертой. Внизу — парк после сильного урагана в декабре 1999 г.

Климат будущего

Глобальное потепление и его последствия трудно прогнозировать. Увеличение средней температуры воздуха на планете может привести к таянию ледников, подъему уровня океана, изменениям интенсивности океанских течений. К примеру, вследствие опреснения поверхностных вод в Северной Атлантике соленая теплая вода Гольфстрима может опуститься в промежуточный слой и будет меньше обогревать европейские берега. Тогда зимы в Западной Европе станут похожи на зимы в Монреале. Кроме того, изменения структуры и интенсивности океанских течений могут привести к более масштабным изменениям климата Земли, в частности увеличению частоты возникновения циклонов в умеренном поясе. Вверху — полученное со спутника изображение лесных пожаров в Индонезии.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *