Криосфера Земли

Криосфера — это вся вода Земли в твердом состоянии, где бы она ни находилась. В составе современного оледенения различают постоянное, или многолетнее, и сезонное оледенение. Его составляющими можно считать материковые ледниковые щиты и горные ледники, вечную мерзлоту и ископаемые льды, морские льды и снежный покров, айсберги и, наконец, лед в атмосфере.

Из всего объема воды, имеющейся на Земле — а это без малого 1,5 млрд км³, — на криосферу приходится всего около 2%. Но именно ее роль в формировании климата Земли и его изменениях наиболее велика. Не без причины и Арктику, и Антарктику называют «кухней погоды полушария».

Наиболее значительная часть массы льда на Земле приходится на так называемые покровные и горные ледники. Самый большой ледниковый щит на Земле — Антарктический. Объем льда Антарктического щита по различным оценкам составляет от 23 до 30,4 млн км³, а его полное таяние может привести к повышению уровня океана приблизительно на 55 м. Средний возраст этого льда — около 10 тыс. лет, самый древний лед имеет возраст 466 тыс. лет.

Роль малых покровных и горных ледников в формировании климата Земли не велика, однако они являются чувствительными индикаторами его изменений. А вот ледниковые щиты таких размеров, как, например, Гренландский и в особенности — Антарктический, фактически создают свой собственный климат. Это обусловливается высоким коэффициентом отражения и большой излучательной способностью льдов, а также практически полным отсутствием парникового эффекта над полярными шапками. Особенно велика в процессах климатообразования роль Антарктического щита, охлаждающего не только прибрежные водные массы, но и все Южное полушарие.

Подземные льды — вторая по массе составляющая криосферы. Они включают «многолетнемерзлые» грунты, больше известные под названием «вечной мерзлоты», и так называемые «сезонно-мерзлые», оттаивающие на часть года. Последние распространены в верхнем слое Земли незначительной толщины на свободной от ледников поверхности площадью до 60 млн км. Многолетняя мерзлота охватывает площадь в 32 млн км². Лед в ней встречается в трех формах: в виде льда-цемента, в виде жильного льда, заполняющего пустоты в горных породах, и в виде ископаемого льда. Наиболее распространены цементирующие льды.

Необходимое условие существования многолетнемерзлых пород — отрицательные средние годовые температуры земной поверхности. Там, где отрицательны даже летние температуры, криолитозона — слой мерзлых пород и подземных льдов — выходит на поверхность. Имеются районы, где вечная мерзлота является реликтовой, то есть существует, несмотря на положительные средние годовые температуры, как результат суровых климатических условий в прошлом. В Северном полушарии слои многолетнемерзлых пород занимают намного больше пространства, чем в южном. Особенно велики области мерзлоты в Евразии.

Морские льды и снежный покров составляют всего около 0,25% массы криосферы, однако для климатообразования они имеют огромное значение, так как формирование климата и его колебания в значительной мере зависят от площади распространения этих составляющих криосферы.

Морской лед не только увеличивает отражательную способность поверхности океана, но и резко уменьшает теплообмен океана с атмосферой. В Северном полушарии период наименьшего развития морского льда приходится на конец лета — сентябрь; в этот период его распространение ограничено центральным бассейном Северного Ледовитого океана. Здесь на площади около 8,4 млн км² из года в год сохраняется многолетний паковый лед, толщина которого превышает 3 м. Из упомянутой огромной площади большая часть — примерно 7 млн км² — приходится на сплошной ледяной покров.

В конце осени и зимой интенсивное образование льда происходит не только в окраинных морях Северного Ледовитого океана, но и в морях умеренной зоны. В конце зимы и весной лед распространяется на все арктические окраинные моря, за исключением небольшой части Баренцева моря, части Гренландского моря и Датского пролива. Льдом покрываются воды Канадского архипелага, Гудзонов залив, часть пролива Дейвиса и Лабрадорского моря, залив Святого Лаврентия. В Тихом океане льдом покрывается почти половина Берингова моря, Охотское море за исключением крайней южной части, и даже небольшая часть Японского моря. Таким образом, в северо-западных частях Атлантического и Тихого океанов льды достигают зимой широты 42—45-й параллели. Вся площадь покрытых льдом вод составляет в это время примерно 18 млн км³, тогда как летом уменьшается почти вдвое. Объем морских льдов в Северном Ледовитом океане в конце лета оценивается в 20 тыс. км, а в конце зимы — в 50 тыс. км.

Изменчивость площади распространения морских льдов в Южном полушарии значительно больше. В конце южного полярного лета, который приходится на март, они занимают площадь около 2,5 млн км, а в конце зимы, наступающем в сентябре — около 20 млн км³. Объем морских льдов в Антарктических водах изменяется от 5 тыс. км³ в период минимального распространения до 30 тыс. км³ в конце зимы. Летом они занимают узкую полосу шириной не более 50 миль, примыкающую к Антарктическому материку, а зимой распространяются до 53-й параллели в Атлантическом секторе и до 58-й параллели в Тихоокеанском и Индоокеанском секторах.