Ознакомительная версия.
Хорошим примером такого взаимодействия является Гольфстрим.
Вы удивитесь, но при моделизации поведения течения Гольфстрим, на самом деле, в странах Западной Европы ожидается скорее всего не потепление, а серьезное похолодание (но об этом в конце книги).
Гольфстрим формируется в тропических широтах, где солнечная радиация максимальна, и его нагретая вода переносит часть этого тепла к берегам Западной Европы. Вот почему зима в Западной Европе гораздо более теплая, чем у нас в России.
Этот феномен — только один из многих «компенсационных» механизмов в системе авторегуляции климата на нашей планете. Поскольку климатические механизмы «инерционны», то компенсация может пойти дальше стартовой точки и даже вызвать обратный эффект для всей системы.
Еще одно замечание, касающееся концентрации СО2 в атмосфере и в Мировом океане. Тут наблюдается обратная причинно-следственная связь между температурой и концентрацией СО2. Чем теплее Мировой океан — тем больше СО2 переходит из воды в атмосферу. Принцип очень простой — тот же, что заставляет теплую бутылку с газированной водой (там тот же СО2) шипеть и пускать пузыри. Вполне возможно, океан нагревается и выпускает в атмосферу большее количество СО2. Об этом многие ученые говорят, то есть до сих пор непонятно — что причина, а что следствие в этой истории с углекислым газом.
Иначе говоря — суша, атмосфера и Мировой океан— это чрезвычайно сложная, уникальная система «сдержек и противовесов», созданная Природой. На протяжении миллионов лет эта система удерживает на поверхности Земли температурный режим, пригодный для жизни. Сводить эту гигантскую систему к одному фактору концентрации СО2, а, вернее, к той его части, которую выделяет человек, — неразумное упрощение.
«И ПРО СОЛНЦЕ ТОЖЕ НЕ ВСПОМНИЛИ»
Наконец, как можно забыть об основном и наиболее долгосрочном факторе климатических процессов на нашей планете — о Солнце. Оно ежедневно «сжигает» миллионы тонн водорода, преобразуя каждый его килограмм в энергию, равную 8 миллионам тонн нефти.
Современный температурный режим Земли есть результат того, что до нас доходит всего лишь 0,7 % энергии (менее 1 %), полученной в этой ядерной топке. А если завтра будет чуточку больше или чуточку меньше?
В физике принято говорить о «солнечной константе». Но на самом деле, с точки зрения энергетики, изначальное солнечное излучение непостоянно, его интенсивность меняется по не понятым пока наукой циклам, предположительн связанным с темными пятнами на его поверхности.
Эти циклы в активности Солнца были замечены уже давно. Их пик определяется большим количеством так называемых «темных пятен» на солнечной поверхности (обычно от 100 до 300 пятен). Темными пятнами называют зоны, более холодные, чем средняя температура поверхности звезды. Их температура около 4000 градусов по Цельсию, что значительно меньше «обычных» для нашей звезды 6000 тысяч градусов на поверхности фотосферы. Средний цикл появления и пропадания темных пятен на Солнце — от 9 до 13 лет (поэтому их называют в астрологии 12-летними циклами…).
Цикл солнечных пятен в европейской науке был впервые отмечен астрономом-любителем, а по профессии фармацевтом, Генрихом Швабом (в честь которого этот феномен и был впоследствии назван). Хотя есть доказательства того, что астрономы в Древнем Египте и в Древнем Китае подсчитывали солнечные пятна и делали выводы о грядущей погоде, разливах рек (что может иметь некий смысл).
Но вернемся ближе к современности. Точный подсчет солнечных пятен ведется в Европе ежегодно с 1610 года, что дает хорошую возможность проследить связь между солнечной активностью и климатом на Земле.
С XVII века замечено два ярко выраженных периода пониженной солнечной активности:
• полное отсутствие пятен в течение 70 (!) лет — с 1640 по 1720 год (этот период в известной нам жизни Солнца называют «минимумом Маундера);
• очень малое количество солнечных пятен в течение 40 лет— с 1790 по 1830 год (период, называемый минимумом Далтона).
Период минимума Маундера европейская история вспоминает как «малый ледниковый период»: ледники в Швейцарских, Французских и Итальянских Альпах поглотили десятки горных деревень, Темза каждую зиму была покрыта льдом, мадам де Севинье в своих знаменитых письмах друзьям и дочери сетовала, что летом приходится топить дровами. Действительно, таких холодных лет в Европе никогда не было.
Годы минимума Далтона были чуть теплее в Европе, но это не спасло победоносную армию Наполеона, которая замерзла в России.
Казалось бы— чем больше пятен на Солнце, тем меньше должно быть излучение, но замеры электромагнитного излучения показывают зависимость обратную. Это еще один парадокс — чем больше на Солнце темных пятен, тем сильнее оно нас греет. Феномен обратной связи принято объяснять следующим образом — контуры темных пятен испускают очень интенсивное излучение, поэтому при наличии пятен общее солнечное излучение выше, чем без них.
Известно, что в 2009 году начинается новый цикл — американские ученые сигнализировали о начале появления солнечных пятен. С этой точки зрения, следующее десятилетие Солнце будет нагревать Землю сильнее.
Связь между солнечными циклами и климатом на Земле — очевидна. Ее подсчет до сих пор вызывает споры. По разным подсчетам, разница солнечного излучения между минимумом Маундера и началом XXI века — всего лишь от 0,25 % до 0,5 % (!). Так мало нужно Солнцу, чтобы нас «нагреть» или «заморозить».
Кроме того, при изменении солнечной активности меняется «солнечный ветер» и электромагнитное поле Земли. Электромагнитное поле, его еще называют «магнитосфера», — это еще один «скафандр», который наша планета использует для защиты от космического излучения.
Космическое излучение— это путешествующие в космосе частицы с высоким зарядом энергии. В основном это ядра атомов водорода (протоны) и ядра атомов гелия (альфа-частицы). Эти частицы несут электрический заряд, и поэтому могут быть захвачены электромагнитным полем Солнца или Земли. Попав в атмосферу, эти заряженные частицы сталкиваются с атомами составляющих ее азота и кислорода, что дает рождение радионуклидам (таким как углерод-14). Но самое важное, что эти частицы являются основной причиной образования ОБЛАКОВ.
В периоды низкой солнечной активности меньше космических лучей притягивается Солнцем и большее количество частиц попадает в земную атмосферу. Формируется больше облаков, увеличивается земное альбедо. Дальнейший механизм вам понятен. Больше солнечная активность— меньше облаков. Этот механизм влияния космического излучения на образование облаков был окончательно подтвержден совсем недавно — в 2005 году. Замеры ведутся только с 1985 года.
Отметим, что электромагнитное поле Земли, как и все, упоминаемое в этой книге, — не постоянно. Его интенсивность меняется. А еще периодически магнитосфера переворачивается.
Кроме того, дистанция, разделяющая Солнце и Землю, меняется так же, как и угол наклона земной оси, что изменяет общее количество излучения, «полученного» планетой, и влияния «солнечного ветра» на земное электромагнитное поле.
А ЗЕМЛЯ ЕЩЕ И ВЕРТИТСЯ…
Да, она все-таки вертится, и это тоже влияет на климат.
Принято считать, что дистанция от Солнца до Земли — 150 миллионов километров, то есть одна астрономическая единица (вспомним парсеки братьев Стругацких…).
Но на самом деле это, как и вся информация, доносимая до народных масс, — упрощение. Несмотря на то что небесная механика имеет много «констант», земная орбита вокруг Солнца — непостоянна. Гравитация тел Солнечной системы (в основном это влияние Луны, как самого близкого тела, и Юпитера, как самого массивного) периодически меняет ее эксцентричность. Эксцентричность эллиптической орбиты Земли варьируется с коэффициэнтами от нуля до 7 %.
Изменение эксцентричности земной орбиты — долгосрочный и периодичный феномен, с определенным циклом примерно в 100 тысяч лет (от 80 до 100) и с предполагаемым наукой циклом в 400 тысяч земных лет. Этот цикл и теория его влияния на климат Земли («теория астрономического форсажа») были описаны сербским математиком Милютином Миланковичем, и впоследствии развиты и проверены французским климатологом Андрэ Берже. Отметьте пока просто, что эти астрономические циклы земной орбиты в 100 000 лет на удивление точно совпадают с периодичностью ледниковых периодов на протяжении последнего миллиона лет.
Вариация эксцентричности до 7 % кажется небольшой, но она, с вышеуказанной периодичностью, меняет дистанцию нашей планеты от «солнечной печки» от 129 до… 187 миллионов километров, то есть на треть (!).
А это — огромная дистанция с точки зрения энергетического баланса: энергия, полученная Землей в разных точках, может изменяться от 10 до 30 % (!) в зависимости от выбранного Землей орбитального цикла, то есть от удаленности от Солнца. Этот долгосрочный энергетический плюс или минус на порядок превышает влияние СО2.
Ознакомительная версия.
