Климатообразующие факторы

Климатические условия играют важную роль в жизни людей. Общепризнано существование более десятка климатообразующих факторов. Как наиболее существенные выделяются следующие:

- солнечная радиация;

Рисунок 12.6 Желтый карлик – Солнце

Общепризнано, что именно активность солнца и баланс солнечной энергии, передаваемой Земле, определяет климат (Рисунок 12.7).

Рисунок 12.7 Процесс нагрева и потери тепла Землей от Солнца

В 1843 г. Швабе из анализа определений чисел пятен открыл их изменения с течением времени и нашел средний их период, равный примерно 10 годам. Этот вывод в дальнейшем был окончательно утвержден астрономом Р. Вольфом после организации им регулярных наблюдений Солнца и введения индекса относительных чисел солнечных пятен. Число Вольфа, иначе называемое относительным числом солнечных пятен, измеряется как W = 10g + f, где f – число всех существующих на данный момент пятен, а g – число групп. Вольф установил, что числа солнечных пятен испытывают циклические изменения со средним периодом 11.1 года. Позже это правило стало называться законом Швабе-Вольфа. Данная цикличность повышает интенсивность теплового потока от Солнца, с указанной периодичностью (Рисунок 12.8).

Рисунок 12.811-летний цикл активности Солнца

Ученые, предсказывающие надвигающееся глобальное похолодание, заявляют, что жизнь на Земле (в том числе и перемена климата) целиком и полностью зависит от поступающей энергии солнечного излучения. А человечество сильно преувеличивает свое значение в этом процессе. Современное и ожидаемое в обозримом будущем индустриальное воздействие на природу не способно изменять мир так, как Солнце.
Помимо 11-летнего цикла активности имеется длинный солнечный цикл – примерно 200 лет. За это время активность и светимость Солнца постепенно снижаются до минимума, а затем повышаются. Сторонники теории похолодания, определили, что сейчас наша планета живет в условиях «остывающего» Солнца. Согласно их предположению стабильное снижение температуры в глобальном масштабе начнется в 2013–2015 годах. И продлится примерно полвека. В 2055–2060 годах наступит глубокий минимум температуры. Грядущее похолодание, возможно, приведет к значительному увеличению площади снежно-ледового покрова.
После этого периода холодов по закону цикличности обязательно вновь наступит потепление. Температура на планете начнет постепенно повышаться в начале XXII века. Ни похолодание, ни потепление не могут длиться дольше, чем им отмерено 200-летними колебаниями размера и светимости Солнца. Однако, надежных исторических данных подтверждающих эту теорию не имеется. Из летописей известно следующее:

В 1010 — 1011 годах морозы сковали турецкое побережье Черного моря. Ужасные холода достигли Африки, где низовье реки Нил было покрыто льдом;

В 1210-1211 годах замерзали реки По и Рона. В Венеции по замерзшему Адриатическому морю ходили обозы;

В 1322 году Балтийское море покрылось столь толстым слоем льда, что из Любека в Дании к берегам Померании ездили на санях;

В 1326 году замерзло все Средиземное море;

В 1365 году Рейн был покрыт льдом в течение трех месяцев;

В 1407-1408 годах замерзли все швейцарские озера;

В 1420 году в Париже была ужасная смертность от холода; волки забегали в город, чтобы пожирать трупы, валявшиеся непогребенными на улицах;

В 1468 году в Бургундии замерзло вино в подвалах.

В 1558 году целая армия в 40 000 человек стояла лагерем на замерзшем Дунае, а во Франции замерзшее вино продавалось кусками на вес;

О холодах XVIII столетия имеются более точные сведения благодаря изобретению термометра.

В 1709 году в Париже в течение многих дней было —24 градуса; вино замерзало в погребах, колокола трескались во время звона;

В 1795 году морозы в Париже доходили до -23 градусов. В этом году один эскадрон французской кавалерии взял штурмом целый голландский флот, захваченный льдом у берегов Франции;

В XX веке в зиму 1953-1954 годов на обширной территории от Атлантики до Урала с ноября по апрель лютовала стужа, замерзла северная часть Черного и вся акватория Азовского морей.

Жгучими морозами и свирепыми буранами запомнилась и зима 1962-1963 годов. Лед сковал обычно не замерзающий Датский пролив, опять замерзли каналы Венеции и реки Франции.

В 2002 году в Германии из-за морозов полностью было остановлено движение судов по каналу Майн-Дунай, являющемуся важной европейской водной транспортной артерией. Толщина льда, в который вмерзли более 20 судов, достигала местами 70 см.

Тогда же из-за сильных холодов замерзла лагуна Венеции, гондолы, вмерзли в лед. До этого лагуна замерзала в 1985 году.

В конце 2005 года большинство стран Центральной и Западной Европы оказались во власти сильных снегопадов.В Германии необычные для этого времени года холода привели к обледенению и обрыву линий электропередач. Зима 2009-10 года – без комментариев т.к. ее помнят.

- параметры орбиты Земли.

- изменения в магнитном поле Земли (Схема магнитосферы Земли: в средней полосе (межу двумя магнитными полюсами) находится нейтральная по магнитным свойствам зона или токовый слой, испытывающий воздействие солнечного ветра)(Рисунок 12.9).

Рисунок 12.9 Магнитосфера Земли – чувствительная оболочка планеты при взаимодействии с электромагнитными излучениями Солнца, небесных тел и Галактики)

- Наличие циклов геологического времени определяющих погоду на длительный срок (возможно, что это сотни и тысячи лет);

- изменения активности биосферы;

- гравитационные сжатия космического масштаба;

- движение воздушных масс и наличие облачности;

- пульсации ледников (В середине XX века люди столкнулись с еще одной проблемой — пульсирующими ледниками, отличающимися внезапными продвижениями своих концов, вне видимой связи с изменениями климата. Сейчас известны сотни пульсирующих ледников во многих ледниковых районах. Больше всего их на Аляске, в Исландии и на Шпицбергене, в горах Центральной Азии, на Памире);

- величина влажности в атмосфере, сезонная неравномерность выпадения осадков (Наибольшее количество снега за год — 31,1 м — выпало в районе города Парадиз в штате Вашингтон, США, в 1971—1972 гг.);

- движения воздушных масс на различных высотах (Рисунок 12.10);

Рисунок 12.10 Движения ветров на Земле

Конские широты — районы Атлантического океана между 30—35° с. ш. и ю. ш., для которых характерны субтропические океанические антициклоны со слабыми ветрами и частыми штилями. Давление воздуха в этих широтах высокое, так как именно там воздух, поднявшийся в верхние слои атмосферы в тропических районах из-за интенсивного нагрева почвы, опускается обратно к земной поверхности. На суше в полосу конских широт попадают самые жаркие пустыни мира, включая Сахару. От "конских широт" к экватору направляются потоки, называемые "пассатами".В районах конских широт воздух бывает таким неподвижным, что моряки порой всю ночь читали на палубе при свече, а парусные суда в течение длительного времени не могли сдвинуться с места.. В XVIII веке во времена парусного мореплавания штили вызывали длительные задержки судов в пути и из-за недостатка пресной воды приходилось выбрасывать за борт лошадей, которых везли из Старого света (Европы) в Новый Свет. Суеверные моряки утверждали, что по ночам здесь часто появляются призраки лошадей. Отсюда и произошло название — конские широты.

- автоколебания в системе атмосфера-океан (Как известно, внутри планеты на глубине 450 км содержится большой запас воды, при условном разлитии которого по поверхности мог бы образоваться слой толщиной в 800 м.) (Рисунок 12.11,12);

Рисунок 12.11 Типичные наводнения последних лет

Рисунок 12.12 Изменения уровня океана

Рисунок 12.13 Прогнозируемый уровень океана

Оценки данных прогноза сильно различаются (Рисунок 12.13). Особенно это касается уровня воды в мировом океане: отдельные оценки говорят о росте на метр и менее к концу столетия, но они могут быть катастрофически далеки от реальности. Опубликованная в авторитетном журнале Nature статья предлагает взглянуть на будущее глазами прошлого и показывает, что в период истории планеты со схожими с настоящими температурными условиями уровень моря был более чем на 6 м выше. Проблема с точными данными для некоторой временной отметки, как в случае конца столетия, заключается в медлительности изменения и приспособления к новым условиям геосистем планетарного масштаба. Если речь идёт о гидросфере, то океаны выступают огромными "поглотителями" тепла, поэтому должны пройти многие десятилетия до момента установления равновесного состояния между действием парниковых газов и глобальной температурой. Затем десятилетия уйдут на адаптацию других экосистем, например, областей с холодным прежде климатом к потеплению. То же характерно применительно к изменению уровня моря. Частично эффект будет связан с увеличением объёма нагревающегося Мирового океана, но существенный вклад также внесёт таяние ледников (Рисунок 12.14,15), для чего потребуется немало солнечной энергии. Общий объем льда на Земле составляет почти 26 млн. км³, или около 2% всей земной воды. Эта масса льда равна стоку всех рек земного шара за 700 лет. Если существующий лед равномерно распределить по поверхности нашей планеты, он покроет ее слоем толщиной 53 м. А если бы этот лед внезапно растаял, то уровень Мирового океана повысился бы на 64 м.

Рисунок 12.14Ледники Антарктики

Рисунок 12.15Антарктида «разваливается на куски»

- изменения концентраций тропосферных аэрозолей;

- вулканическая активность, вызывающая загрязнение стратосферы аэрозолями серной кислоты (Возможна активизация вулканической деятельности «огненного кольца» по периметру Тихого океана, приводящая к резкому похолоданию. Активизация вулканов Тихого океана, была зафиксирована в отложениях на дне океана и дешифрированная во время 90 и 91 рейсов научной экспедиции судна «Гломар Челленджер». По отложениям была установлена ритмичность активизации вулканического кольца Тихого океана, совпадающая и с последним оледенением (около 10-12 тыс. лет назад). Вулканическими выбросами в зоне Тихого океана Земля может перевести себя в режим почти мгновенного оледенения);

-концентрация парниковых газов в атмосфере (углекислый газ, метан, закись азота, озон, и др.);

- наличие течений в мировом океане и их колебания в океаническом пространстве;

- изменение течений с созданием сезонных завихрений, меняющих погоду в регионе на некоторый срок;

- явления неодинакового переноса испаренной воды с океанов на сушу;

- структура дна океанов, изменяющая течения;

- различные аномальные процессы в атмосфере и океане (Рисунок 12.16);

Рисунок 12.16Циклон, определяющий погоду

- характер рельефа земной поверхности;

- образование и пульсирование бароцентров в атмосфере (Одним из наиболее показательных является Эльбрусский бароцентр, резко активизировавшийся летом 2002 года. Его активизация вызвала сильнейшие наводнения на Северном Кавказе. Подобная же активизация произошла ранее с Альпийским бароцентром. В 1998 году в десятки раз активизировался Монгольский бароцентр);

- накопление в атмосфере парниковых газов.

Приведенные причины в состоянии вызывать временные изменения климата в регионах Земли. Приведенный перечень факторов является лишь приблизительным.

Поиск по сайту: