Климат зависит также от изрезанности морского берега, от обилия или, наоборот, отсутствия растительности, от характера рельефа и от множества других свойств данной местности. Но все эти свойства (начиная с широты), в общем, почти постоянны, тогда как климат явно изменчив.
И не в некоторых местностях Земли, а повсюду на земном шаре. Эти колебания климата уже давно обратили на себя внимание ученых.
Зима 1739 года была крайне суровой не только в России, но и по всей Европе. В Петербурге сильные морозы продолжались всю зиму и бывали дни, когда термометр опускался до минус 45°.
По капризу императрицы Анны Иоанновны на Неве между Адмиралтейством и Зимним дворцом был сооружен знаменитый Ледяной дом. Строили его из плит чистого льда, положенных одна на другую и политых для связи водой. Около дома стояли ледяные пушки, из которых стреляли ледяными ядрами. В ледяном слоне был спрятан человек, издававший в подходящем случае «слоновый глас».
Два ледяных дельфина извергали «горящую» нефть, а в ледяной пирамиде были сделаны ледяные часы, стрелки которых поворачивал спрятанный внутри часов «механик».
Ледяной дом имел значительные размеры — около 10 м в высоту и более 25 м в длину. Его фронтон украсили ледяные статуи, а внутри дома также все было из льда — и мебель, и одежда, и даже «горящие» в камине ледяные дрова.
В феврале 1740 года в Ледяном доме была отпразднована шутовская свадьба одного из придворных с фрейлиной императрицы. Сам же Ледяной дом простоял до конца марта — небывалый случай, свидетельствующий о крайнем суровости прошедшей зимы и отсутствии оттепелей.
По поводу этих событий петербургский академик Г. Крафт издал книгу под следующим названием: «Подлинное и обстоятельное описание построенного в С.-Петербурге в 1740 г. Ледяного дома и о бывшей во всей Европе жестокой стуже, сочиненное для охотников до натуральной науки». Мы вспомнили о Ледяном доме и этой книге не случайно. Изучая старинные хроники и другие исторические источники, Крафт пришел к выводу, что особенно суровые зимы повторяются каждые 33–35 лет.
Полтора века спустя известный русский климатолог Эдуард Александрович Брикнер опубликовал обширное исследование под названием «Колебания климата после 1700 года». Как и Крафт, основываясь на исторических документах, Брикнер убедительно доказал, что за серией сухих и жарких лет следуют годы холодные и влажные. Так, например, с 1691 по 1715 год был «влажный» период, а с 1718 по 1735 — «сухой». В среднем получается, что циклическая смена «влажных» и «сухих» периодов повторяется через каждые 33–35 лет.
«Брикнеров цикл» вызвал оживленные споры. Одни ученые считали его нереальным и, во всяком случае, никак не связанным с солнечной активностью. Другие, наоборот, указывали на иные явления природы, в которых явно проявляется Брикнеров цикл.
Выяснилось, например, что 35-летний цикл наблюдается не только на срезах деревьев, в чередовании толстых и тонких годовых слоев. Он хорошо заметен и в таких явлениях, как колебания уровня озер, частота разливов Нила, частота и интенсивность полярных сияний. Последнее заставляет думать, что Брикнеров цикл как-то связан с солнечной активностью.
Примечательно, что Брикнеров цикл прослеживается даже в геологических отложениях, в циклическом чередовании слоев осадочных пород — глины и известняка. То, что эти слои образовались 500–600 миллионов лет назад, говорит о редком постоянстве и устойчивости Брикнерова цикла — свойствах, обычно связанных с космическими объектами. Выходит, что по меньшей мере сотни миллионов лет действует удивительный и пока мало нам понятный механизм солнечной активности.
Не подумайте, что Брикнеров цикл — самый продолжительный из всех солнечных циклов. Еще в конце прошлого века русский астроном А. П. Ганский заподозрил существование векового солнечного цикла. Действительно, максимумы (как и минимумы) солнечной активности не всегда одинаковы. Если за несколько веков изобразить на графике колебания активности Солнца, получается любопытная картина. Маленькие изгибы кривой — это уже хорошо знакомые нам 11-летние циклы. Общий же волнообразный ход всей кривой отражает вековой цикл. «Рябь на волнах» — так, пожалуй, можно образно охарактеризовать сочетание этих двух солнечных циклов.
Вековой цикл имеет среднюю продолжительность не 100, а 80 лет. Он достаточно ясно выражен в частоте солнечных протуберанцев, колебаниях их средних высот и других явлениях на Солнце. Особенно же важно, что вековой цикл хорошо заметен и в колебаниях земного климата.
Примерно с начала текущего века началось продолжающееся доныне потепление Арктики. Если в начале века льды вплотную подступали к побережью северных морей, то с 1930 года можно обогнуть Новую Землю с севера не на ледоколе, а на любом судне. Стал теплее Ледовитый океан, сократилась в СССР и в Америке площадь вечной мерзлоты, отступил ледяной покров Гренландии, обнажив городища и могильники древних викингов.
Стало теплее и в Антарктике. Так, например, за последние полвека на американской станции Литтл-Америка средняя годовая температура повысилась на два с половиной градуса. Реки Темза и Тибр, прежде нередко замерзавшие зимой, теперь уже многие годы постоянно остаются судоходными. Словом, повсюду на земном шаре стало теплее. Чем это вызвано?
Советский геофизик Л. А. Вительс недавно завершил подробное изучение атмосферной циркуляции в Северной Атлантике за длительный срок (с начала века до 1964 года). Оказалось, что вековое повышение уровня солнечной активности к 50-м годам текущего столетия заметно отразилось на циркуляции воздушных масс. В районах с пониженным давлением стали чаще наблюдаться антициклоны, и, наоборот, в районах повышенного давления антициклонов стало меньше. Иначе говоря, усилилась циркуляция воздушных масс, их перемешивание, и земная атмосфера повсюду (а не только в Арктике) вполне ощутимо взбудоражилась Солнцем. Ослабела зональная циркуляция, усилился меридиональный перенос воздушных масс — словом, возникли все те же процессы, что и при 11-летнем максимуме солнечной активности, но только ход этих изменений оказался в 7–8 раз более замедленным.
Когда в наполненную прохладной водой ванну пускают из крана горячую струю, вода в ванне не сразу становится теплой. Ее нужно размешать, то есть устроить конвекцию, усиленное перемешивание горячей и холодной воды. Так и в атмосфере Земли — усиленное при меридиональном переносе перемешивание арктического и тропического воздуха повышает среднюю температуру планеты. И опять в этом вековом потеплении повинно Солнце, его циклическая активность.
Вслед за потеплением непременно наступит очередное похолодание, и так климат будет колебаться неопределенно долго. Но здесь, как и вообще в солнечных ритмах, нет строгой периодичности. Вековой цикл иногда, по-видимому, может длиться и более века. Да и сами колебания по своему размаху сильно отличаются одно от другого. Но все-таки цикличность в колебаниях климата сохраняется. Летописи и другие исторические хроники сообщают, что в прошлом не раз отмечались на Земле периоды, когда климат становился необычно суровым, а порой и непривычно мягким.
Бывали, например, зимы, когда замерзало Черное море, Босфор и Дарданеллы. В 829 году покрылся льдом даже Нил. Свирепая зима отмечена и в 1011 году — в ту пору даже в Багдаде сугробы снега были в рост человека.
В XII и XIV веках несколько раз замерзало Балтийское море, и из Швеции в Данию ездили на лошадях. А вот в 1548 году поход царя Ивана Грозного на Казань окончился неудачей. Зима оказалась необычно теплой, и даже в феврале у Нижнего Новгорода пушки провалились под очень тонкий лед, причем погибло много людей.
Колебания климата несомненны, и это — важнейшая черта его «биографии». Но в этих колебаниях отражаются не только Брикнеров и вековой циклы. В ритмике Солнца замечены циклы гораздо большей продолжительности. Их удается заметить, правда, не на Солнце, а в отложениях различных пород земной коры. В этом случае, как это ни странно, на помощь гелиофизике приходит геология.
Солнечные ритмы в истории 3емли
Если соединить прямыми точки максимумов двух вековых циклов (XVIII и XIX веков) и точки их минимумов (XVIII, XIX и XX веков), получится, что эти прямые почти параллельны и заметно идут вверх. На это обратил внимание советский геофизик А. И. Оль. По его мнению, тут намечается какой-то малый по амплитуде, но очень длительный, многовековой цикл.
На берегах живописного Цюрихского озера есть древние террасы — высокие обрывы, в толще пород которых хорошо различимы слои разных эпох. И в этой слоистости осадочных пород очень четко зафиксирован 1800-летний ритм.
Тот же ритм виден в чередовании илистых отложений, движении ледников, колебаниях увлажненности и, наконец, в циклических изменениях климата. Конечно, и здесь, как и в других случаях, речь идет не о строгом периоде колебаний, как, скажем, у маятника часов, а лишь о средней продолжительности цикла. Открытие 1800-летнего цикла — заслуга многих ученых, среди которых особо следует отметить известного советского географа А. В. Шнитникова.
