Итоги № 29 (2012)

Греющий полет / Общество и наука / Общество

Греющий полет

/ Общество и наука / Общество

Климат на планете все больше напоминает микроволновку с перегоревшим пультом управления

Что-то неладное творится в небесной канцелярии. Такое ощущение, что наша планета чем-то больна. Она то корчится в лесных пожарах, то задыхается от жары, то захлебывается от наводнений и цунами. Трагедия в Крымске — лишь малое звено в бесконечной цепи «казней египетских», обрушившихся на нас в последнее десятилетие. Что творится с нашим климатом?

Бьет — значит любит?

«Я почти уверен, что жаркое лето — следствие холодных зим, — объясняет ведущий научный сотрудник Института глобального климата и экологии Росгидромета и РАН Александр Минин. — Климат в зоне нашего с вами проживания меняется на резко континентальный. Зимы становятся холоднее, и, как следствие, на контрасте летом становится жарче. Впрочем, такие погодные циклы уже встречались. В 1910—1930 годах период потепления сменился похолоданием, которое продолжалось с 1945 по 1975 год. И вот с 1975 года опять идет постепенное потепление».

Если внимательно изучить эти циклы, то выясняется, что процесс потепления несколько затянулся. Уже пора бы и холодать, но каждое новое лето снова и снова поражает нас аномальной жарой. К тому же, по словам заместителя директора Гидрометцентра России Дмитрия Киктева, на территории страны сейчас идут два параллельных процесса: в некоторых регионах — на севере и в центральной части России — теплеет, а в некоторых — холодает. По словам специалиста, за последние годы на несколько градусов опустились среднесуточные температуры на Урале и в Западной Сибири. Причем если похолодание идет незначительное, то потепление — очень резкое. «В некоторые дни, — комментирует Киктев, — среднесуточные температуры превышают норму на 6—10 градусов, а это очень много». Отчего же погода ведет себя так нервно?

Специалисты Гидрометцентра Николай Сидоренков и Ксения Сумерова подготовили исследование, в котором разбирались с причинами, провоцирующими жару, на примере аномального лета 2010 года. Тогда на территории столичного региона максимальная температура воздуха в отдельные дни достигала 38—39 градусов, были превышены многие суточные и абсолютные максимумы. За три летних месяца в Москве было зафиксировано 22 случая с рекордно высокой температурой. Устойчивая аномальная жара продолжалась в Московском регионе 60 дней — с 21 июня по 19 августа. Еще более длительная и жаркая погода наблюдалась в Поволжье и центрально-черноземных областях. В общей сложности очаг, охваченный аномальной жарой, имел в диаметре около тысячи километров.

Как отмечают исследователи, ту небывалую жару связывают прежде всего с глобальным потеплением климата. Однако в действительности, считают сотрудники Гидрометцентра, аномальная жара 2010 года была вызвана явлением биения колебаний. Суть его в следующем. Существуют фазы колебаний температуры солнечного года, составляющего, как известно, 365 дней и 6 часов, и фазы основных циклических колебаний температуры лунного года продолжительностью 355 суток. Их совпадение и порождает эффект биения, то есть сложение амплитуд, провоцирующее аномальные погодные явления.

Какое влияние на погоду имеют все эти вращения Солнца и Луны? Казалось бы, как Луна может воздействовать на температуру воздуха на Земле? Давно замечено, что в дни полнолуний и новолуний ясная погода случается чаще, чем в дни первой и третьей четвертей Луны. Днем при ясной погоде атмосфера разогревается солнечной радиацией, а ночью выхолаживается за счет инфракрасного излучения. Летом день, как известно, длится существенно дольше ночи, максимальна и полуденная высота Солнца над горизонтом. Поэтому летом при ясной погоде атмосфера изо дня в день разогревается солнечной радиацией, и в итоге наблюдаются аномальные скачки температуры. При облачной погоде в свою очередь значительно снижается поступление солнечной радиации в дневное время суток, но зато ночью по той же причине существенно сокращаются потери тепла.

Путем математических вычислений метеорологи определили, что в Московском регионе биения возникают с периодом примерно 35 лет.

Кстати, в климатологии давно известен Брикнеров цикл, длительность которого как раз и составляет 30—45 лет. Как определили исследователи, при сближении фаз солнечного и лунного годовых циклов колебаний температуры в 30-е, 70-е годы XX века и в первое десятилетие XXI века на европейской территории России наблюдались холодные зимы и засушливое лето. Зато в 50-е и 90-е годы прошлого века аномальные морозы и засухи отмечались довольно редко.

Аналогом для 2010 года принято считать год 1972-й, который людям среднего поколения запомнился чрезвычайно жарким летом и горевшими торфяниками. Николай Сидоренков и Ксения Сумерова утверждают, что столь же аномально жаркими были 1901 и 1938 годы. Ученые уверены, что последовательность жарких летних сезонов на европейской территории России в 1901, 1938, 1972, 2010 годах связана именно с 35-летними температурными биениями. Если верить этой теории, цикл аномально высоких температур уже должен бы пойти на спад, затихнув к 2042 году.

Все это лишний раз подтверждает, что погода на Земле определяется процессами, от людей мало зависящими. Процессы эти отнюдь не ограничены солнечно-лунными циклами. Они весьма разнообразны, а некоторые по-настоящему опасны.

Рваный зонтик

Ученые из Кемеровского госуниверситета высказали гипотезу, что причиной нынешнего пика климатических катастроф может являться процесс зарождения в нижних слоях стратосферы так называемых сухих смерчей, создающих озоновые дыры в ионосфере. Существующие модели физических процессов, проистекающих в атмосфере, по мнению исследователей, не учитывают ее статическую вязкость. От этого показателя зависит водонасыщенность облаков и туч. Принято считать, что в невозмущенной атмосфере озон распределяется равномерно. То есть «зонтик», защищающий все живое на Земле, не промокает. Роль озонового «зонта» заключается в ослаблении воздействия солнечных ультрафиолетовых лучей, опасных для фауны и флоры Земли, примерно в 6500 раз. Летом в высоких широтах планеты удельная солнечная энергия больше, чем зимой. То есть летом превалирует реакция распада озона, зато зимой преобладает реакция синтеза.

Еще в 1735 году ученый Джордж Гадлей, а в 1856 году его коллега Уильям Феррел открыли эффект глобальных циркуляций воздуха, названный позднее ячейками Гадлея и Феррела. Над зонами северных и южных пустынь верхние ветры ячеек Гадлея и Феррела дуют друг другу навстречу со скоростью до 120 метров в секунду, образуя при этом вихри — сухие смерчи с диаметром от 0,5 до 8 километров. Они работают как мощные вертикальные центрифуги, разделяя молекулярные структуры газов в соответствии с их массами. Максимум озона расположен в средних географических широтах на высоте 12—22 километров, над тропиками — на 5 километров выше, над полярными зонами — на 3 километра ниже. Озон в сухом смерче собирается узким кольцом, и через сечение атмосферного вихря беспрепятственно проникают ультрафиолетовые лучи. Достигая поверхности Земли, они способны, словно лазерные пушки, вызывать пожары в степях и лесах.

Сухие смерчи могут быть вызваны интенсивным испарением водоемов. Если, например, при 30-градусной жаре теплоемкость сухого воздуха составляет 29,13 килоджоуля, а водяного пара — 33,92 килоджоуля, то при их подъеме вверх создается эффект реактивной вытяжной трубы. В этой трубе идет постепенное охлаждение воздуха и пара, а их тепловая энергия идет на нагрев воздушных масс на периферии. Известно, что восходящие потоки вызывают нисходящие, а вращение Земли закручивает их по спирали. Следовательно, по мнению кемеровских ученых, процесс потепления климата увеличит количество сухих смерчей и расширит зону их действия. Получается лавинообразный процесс: потепление климата ведет к образованию сухих смерчей, а те в свою очередь провоцируют дальнейшее потепление. Эдакая микроволновка, потерявшая управление.

Теория хаоса

«Климатический баланс на планете к настоящему времени сменился хаосом, — считает сопредседатель группы «Экозащита!» Владимир Сливяк. — Если так пойдет и дальше, то практически невозможно будет спрогнозировать погоду на сутки вперед. В Москве, например, может начаться такая жара, что летом придется вводить сиесту, как в Испании. Или температура начнет сильно колебаться в течение дня. Утром — жара, а к вечеру температура опустится до минусовых значений». Эти прогнозы только на первый взгляд кажутся фантастическими. Похожие резкие колебания температур встречаются в некоторых наших северных регионах, где летом днем может быть жарко, как в тропиках, а вечером — промозгло и холодно, как поздней осенью. Причем такие колебания погоды могут случаться по нескольку раз на дню.

Климатологи признаются: сверстать точный долгосрочный прогноз по климату они не могут. Слишком много факторов влияет на погоду. «Не стоит преувеличивать значение какого-либо одного фактора, влияющего на погоду, в том числе и эффект биения, — отмечает Дмитрий Киктев. — Есть много непредсказуемых вещей — например, движение ветра, которое очень сильно влияет на температуру. Поэтому и возникают проблемы с достоверностью долгосрочных прогнозов. Трудно, например, сказать, каким будет следующее лето. Но с большой долей уверенности можно сказать, что тенденция потепления продолжится».

Ученые считают, что есть лишь один вариант защиты людей от разрушительной силы климата: математическое моделирование ситуаций в регионах, где наиболее вероятны смерчи или, допустим, наводнения. И если населенный пункт оказывается на пути сходящих с гор потоков — его лучше перенести и не строить разрушенную деревню на том же месте. Человек пока не обладает силой управлять природными аномалиями. Не можем же мы, в самом деле, поменять циклы Луны или Солнца. Изучать, предугадывать, приспосабливаться — вот три принципа, по которым человечеству придется жить в XXI веке.