КЛИ́МАТ

  • рубрика

    Рубрика: Физика

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 14. Москва, 2009, стр. 278

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: И. И. Мохов

КЛИ́МАТ (франц. climat, от лат. clima – об­ласть, кли­мат, от греч. ϰλμα, род. п. ϰλματος – на­клон, об­ласть), ха­рак­те­ри­зу­ет мно­го­лет­нюю со­во­куп­ность по­год­ных ус­ло­вий, на­блю­дае­мых в кон­крет­ной об­лас­ти, ста­ти­сти­ку по­год. Тер­мин «К.» ввёл Гип­парх во 2 в. до н. э. Он по­ла­гал, что по­год­ные ус­ло­вия дан­ной ме­ст­но­сти оп­ре­де­ля­ют­ся лишь сред­ним, за­ви­ся­щим от ши­ро­ты на­кло­ном сол­неч­ных лу­чей к по­верх­но­сти пла­не­ты, и, со­от­вет­ст­вен­но, вы­де­лил по­ляр­ные, уме­рен­ные и тро­пич. ши­рот­ные зо­ны. Зна­чи­тель­но позд­нее в по­ня­тие К. бы­ло вклю­че­но влия­ние на ат­мо­сфе­ру по­верх­но­сти су­ши и океа­на. В на­стоя­щее вре­мя в зем­ную кли­ма­тич. сис­те­му вклю­ча­ют ат­мо­сфе­ру, гид­ро­сфе­ру (оке­ан), дея­тель­ный слой су­ши, крио­сфе­ру (снеж­ный по­кров, лед­ни­ки, мор­ской лёд, мно­го­лет­няя мерз­ло­та) и био­сфе­ру. К. оп­ре­де­ля­ет­ся как ста­ти­стич. ан­самбль со­стоя­ний кли­ма­тич. сис­те­мы за дос­та­точ­но про­дол­жи­тель­ный ин­тер­вал вре­ме­ни (обыч­но за 30-лет­ний пе­ри­од). При этом учи­ты­ва­ют­ся не толь­ко сред­ние зна­че­ния кли­ма­тич. ха­рак­те­ри­стик, но и рас­пре­де­ле­ние ве­ро­ят­но­сти их ва­риа­ций.

К чис­лу осн. ха­рак­те­ри­стик К. от­но­сят­ся темп-ра (в пер­вую оче­редь при­по­верх­но­ст­ная, оп­ре­де­ляе­мая на выс. 2 м от по­верх­но­сти Зем­ли), ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние, ско­рость и на­прав­ле­ние вет­ра, об­лач­ность, ко­ли­че­ст­во вы­па­даю­щих осад­ков, влаж­ность воз­ду­ха и др. Эти ве­ли­чи­ны ха­рак­те­ри­зу­ют клю­че­вые кли­ма­то­об­ра­зую­щие про­цес­сы: пе­ре­нос те­п­ла и вла­ги, цир­ку­ля­цию ат­мо­сфе­ры. Совр. кли­ма­то­ло­гия ис­сле­ду­ет взаи­мо­дей­ст­вие всех со­став­ляю­щих пла­не­тар­ной кли­ма­тич. сис­те­мы.

Типы климата

При­ня­ты раз­ные оп­ре­де­ле­ния и ти­пи­за­ции К. В ос­но­ве це­ло­го ря­да клас­си­фи­ка­ций К. ле­жат ре­гио­наль­ные осо­бен­но­сти ре­жи­мов темп-ры и влаж­но­сти. Ре­жим темп-ры за­ви­сит пре­ж­де все­го от уг­ла па­де­ния сол­неч­ных лу­чей, по­это­му на Зем­ле вы­де­ля­ют сле­дую­щие ши­рот­ные кли­ма­тич. поя­са: эк­ва­то­ри­аль­ный, по 2 су­бэ­к­ва­то­ри­аль­ных, тро­пи­че­ских, суб­тро­пи­че­ских и уме­рен­ных, суб­арк­ти­че­ский, суб­ан­тарк­ти­че­ский, арк­ти­че­ский и ан­тарк­ти­че­ский (см. в ст. Зем­ля). В за­ви­си­мо­сти от ре­жи­ма вы­па­де­ния осад­ков вы­де­ля­ют К. су­хой (арид­ный кли­мат) и влаж­ный (гу­мид­ный кли­мат). При учё­те ре­гио­наль­ных осо­бен­но­стей ра­ди­ац. ба­лан­са, ланд­шаф­та, ат­мо­сфер­ной цир­ку­ля­ции вы­де­ля­ют кон­ти­нен­таль­ный кли­мат и мор­ской кли­мат раз­ных ши­рот, К. зап. и вост. бе­ре­гов, мус­сон­ный кли­мат, а так­же гор­ный кли­мат, ха­рак­те­ри­зуе­мый вы­сот­ной по­яс­но­стью и осо­бым ра­диац. ре­жи­мом.

Факторы, определяющие глобальный климат

К. пла­не­ты оп­ре­де­ля­ет­ся по­то­ком из­лу­че­ния цен­траль­ной звез­ды, ко­то­рый, в свою оче­редь, за­ви­сит от све­ти­мо­сти звез­ды и уда­лён­но­сти пла­не­ты от звез­ды. Ср. совр. зна­че­ние по­то­ка сол­неч­но­го из­лу­че­ния (ин­со­ля­ции), при­хо­дя­ще­го к Зем­ле, со­став­ля­ет ок. 1366 Вт/м2 (с ва­риа­ция­ми по­ряд­ка 0,1% в за­ви­си­мо­сти от сол­неч­ной ак­тив­но­сти). Воз­дей­ст­вие на К. ока­зы­ва­ет по­ток внутр. те­п­ла пла­не­ты, од­на­ко для Зем­ли это влия­ние не­ве­ли­ко. Гло­баль­ный К. пла­не­ты за­висит так­же от со­ста­ва ат­мо­сфе­ры и от­ра­жа­тель­ной спо­соб­но­сти пла­не­ты (аль­бе­до). Бла­го­да­ря на­ли­чию снеж­но-ле­до­во­го по­кро­ва и об­ла­ков аль­бе­до Зем­ли от­но­си­тель­но ве­ли­ко и со­став­ля­ет в на­стоя­щее вре­мя ок. 0,3. На­ли­чие у Зем­ли ат­мо­сфе­ры по­вы­ша­ет темп-ру на по­верх­но­сти Зем­ли бо­лее чем на 30 °C, в осн. за счёт на­ли­чия в ат­мо­сфе­ре во­дя­но­го па­ра (см. Пар­ни­ко­вый эф­фект). Мень­ший вклад в пар­ни­ко­вый эф­фект вно­сят ди­ок­сид уг­ле­ро­да и ме­тан, со­дер­жа­ние ко­то­рых в ат­мо­сфе­ре Зем­ли за по­след­нее сто­ле­тие су­ще­ст­вен­но уве­ли­чи­лось.

К. за­ви­сит от па­ра­мет­ров ор­би­ты пла­не­ты (ско­ро­сти вра­ще­ния во­круг оси, уг­ла на­кло­на оси вра­ще­ния к плос­ко­сти ор­би­ты, экс­цен­три­си­те­та ор­би­ты), оп­ре­де­ляю­щих го­до­вой и су­точ­ный ход по­то­ка сол­неч­ной ра­диа­ции. Вслед­ст­вие раз­ли­чия этих па­ра­мет­ров со­ляр­ные кли­ма­ты раз­ных пла­нет Сол­неч­ной сис­те­мы прин­ци­пи­аль­но от­ли­ча­ют­ся друг от дру­га. Чем вы­ше ско­рость вра­ще­ния пла­не­ты во­круг соб­ст­вен­ной оси, тем силь­нее про­яв­ля­ет­ся ши­рот­ная зо­наль­ность К. Ско­рость вра­ще­ния Зем­ли по­сте­пен­но умень­ша­ет­ся (на про­тя­же­нии мил­ли­ар­дов лет), что долж­но при­во­дить к из­ме­не­нию К., в т. ч. к из­ме­не­нию тем­пе­ра­тур­но­го ре­жи­ма, об­щей цир­ку­ля­ции ат­мо­сфе­ры и океа­на. Осо­бен­но­сти сме­ны вре­мён го­да свя­за­ны с уг­лом на­кло­на оси вра­ще­ния пла­не­ты к плос­ко­сти ор­би­ты, ко­то­рый для Зем­ли со­став­ля­ет ок. 66,5° (у Ве­не­ры этот угол бли­зок к 90°, у Ура­на – к 0°). Экс­цен­три­си­тет ор­би­ты Зем­ли мал (ок. 0,017), но от­ли­чен от ну­ля, по­это­му в на­стоя­щую эпо­ху в ян­ва­ре Зем­ля ока­зы­ва­ет­ся не­мно­го бли­же к Солн­цу, чем в ию­ле. Со­от­вет­ст­вен­но и ин­со­ля­ция в ян­ва­ре вы­ше, чем в ию­ле.

Эволюция климата Земли

Из­ме­не­ния К. обу­слов­ле­ны ря­дом фак­то­ров: из­мене­ни­ем све­ти­мо­сти Солн­ца, ва­риа­ция­ми па­ра­мет­ров ор­би­ты Зем­ли, тек­то­нич. про­цес­са­ми, в т. ч. тек­то­ни­кой плит, вул­ка­нич. из­вер­же­ния­ми, из­ме­не­ни­ем со­ста­ва ат­мо­сфе­ры. Для вос­ста­нов­ле­ния про­изо­шед­ших из­ме­не­ний К. ис­поль­зу­ют­ся разл. ме­то­ды па­лео­кли­ма­то­ло­гии (см. в ст. Па­лео­гео­гра­фия). Так, по со­дер­жа­нию пу­зырь­ков воз­ду­ха в ле­до­вых кер­нах, по­лу­чен­ных на рос. ан­тарк­тич. стан­ции «Вос­ток» и на ев­роп. ан­тарк­тич. стан­ции (про­ект EPICA), бы­ла про­ве­де­на ре­кон­ст­рук­ция из­ме­не­ний К. за по­след­ние 800 тыс. лет. В ча­ст­но­сти, бы­ло ус­та­нов­ле­но из­ме­не­ние со­дер­жа­ния в ат­мо­сфе­ре пар­ни­ко­вых га­зов (ди­ок­си­да уг­ле­ро­да и ме­та­на) и аэ­ро­зо­лей, а так­же связь этих из­ме­не­ний с из­ме­не­ния­ми темп-ры.

Па­лео­ре­кон­ст­рук­ции древ­них К. от­ли­ча­ют­ся низ­кой дос­то­вер­но­стью. Есть сви­де­тель­ст­ва то­го, что уже в до­кем­брии (бо­лее 530 млн. лет на­зад) на по­верх­но­сти Зем­ли су­ще­ст­во­ва­ла жид­кая во­да. При­ток сол­неч­ной ра­диа­ции для то­го пе­рио­да оце­ни­ва­ет­ся при­мер­но на треть мень­ше со­вре­мен­но­го, что мог­ло ком­пен­си­ро­вать­ся бо­лее вы­со­ким со­дер­жа­ни­ем пар­ни­ко­вых га­зов (пре­ж­де все­го ди­ок­си­да уг­ле­ро­да и ме­та­на) в ат­мо­сфе­ре. Бо­лее на­дёж­ны дан­ные ре­кон­ст­рук­ций по­след­не­го, перм­ско­го, пе­рио­да па­лео­зоя. Есть ос­но­ва­ния по­ла­гать, что су­пер­кон­ти­нент Гон­два­на в вы­со­ких юж. ши­ро­тах в кон­це па­лео­зоя (ок. 260 млн. лет на­зад) был по­крыт льда­ми – т. н. перм­ское оле­де­не­ние. Ме­зо­зой был очень тё­п­лым (сред­не­го­до­вая темп-ра Зем­ли бы­ла на 10–15 °C вы­ше со­вре­мен­ной). При этом раз­ли­чие тем­пе­ра­тур ме­ж­ду эк­ва­то­ром и по­ляр­ны­ми ши­ро­та­ми бы­ло су­ще­ст­вен­но мень­ше, чем сей­час (ок. 15 °C у по­верх­но­сти, про­тив со­вре­мен­но­го ок. 46 °C). Нет сви­де­тельств на­ли­чия льда в ме­зо­зое, при­по­верх­но­ст­ная темп-ра бы­ла по­ло­жи­тель­ной да­же зи­мой во внут­ри­кон­ти­нен­таль­ных ре­гио­нах. В позд­нем ме­зо­зое (ок. 100 млн. лет на­зад) су­ще­ст­вова­ли про­ли­вы ме­ж­ду Сев. и Юж. Аме­ри­кой, ме­ж­ду Аф­ри­кой и Ев­ра­зи­ей, по­зво­ляв­шие фор­ми­ро­вать ин­тен­сив­ное цир­кум­эк­ва­то­ри­аль­ное те­че­ние. Бо­лее сла­бые ме­ри­дио­наль­ные гра­ди­ен­ты темп-ры долж­ны бы­ли при­во­дить к ме­нее ин­тен­сив­ной, чем сей­час, цир­ку­ля­ции ат­мо­сфе­ры. Пас­са­ты и сред­не­ши­рот­ный по­яс зап. вет­ров долж­ны бы­ли рас­про­стра­нять­ся в бо­лее вы­со­кие ши­ро­ты. По­сле ме­зо­зоя К. в це­лом ста­но­вит­ся бо­лее хо­лод­ным. В оли­го­це­не (ок. 30 млн. лет на­зад) сфор­ми­ро­вал­ся Ан­тарк­ти­чес­кий ле­до­вый щит. В позд­нюю до­чет­вер­тич­ную эпо­ху (плио­цен) про­ис­хо­ди­ло за­мер­за­ние Арк­ти­ки.

На­ча­ло чет­вер­тич­но­го пе­рио­да (плей­сто­цен, ме­нее 1,8 млн. лет на­зад) ха­рак­те­ри­зо­ва­лось по­сле­до­ва­тель­ны­ми оле­де­не­ния­ми (лед­ни­ко­вы­ми эпо­ха­ми – гля­циа­ла­ми) и меж­гля­циа­ла­ми. Пе­рио­ды этих лед­ни­ко­вых цик­лов со­от­вет­ст­ву­ют пе­рио­дам из­ме­не­ний па­ра­мет­ров ор­би­ты Зем­ли (т. н. цик­лы Ми­лан­ко­ви­ча). В на­ча­ле плей­сто­це­на до­ми­ни­ро­ва­ли кли­ма­тич. из­ме­не­ния с пе­рио­дом ок. 40 тыс. лет (ха­рак­тер­ным для ва­риа­ций на­кло­на оси вра­ще­ния Зем­ли от­но­си­тель­но плос­ко­сти эк­лип­ти­ки). Позд­нее пре­об­ла­да­ли из­ме­не­ния с пе­рио­дом ок. 100 тыс. лет (ха­рак­тер­ным для ва­риа­ций экс­цен­три­си­те­та ор­би­ты Зем­ли). Сре­ди лед­ни­ко­вых цик­лов позд­не­го плей­сто­це­на вы­де­ля­ет­ся тё­п­лый пе­ри­од (ок. 125 тыс. лет на­зад), на­зы­вае­мый ми­ку­лин­ским (Eemian) меж­лед­ни­ковь­ем, с боль­ши­ми се­зон­ны­ми ва­риа­ция­ми темп-ры в Сев. по­лу­ша­рии. Уро­вень мо­ря в это вре­мя дол­жен был быть на 4–6 м вы­ше, чем сей­час, что в зна­чит. сте­пе­ни объ­яс­ня­ет­ся тая­ни­ем ле­до­во­го щи­та Грен­лан­дии. По­сле­до­вав­шее за этим об­щее по­ни­же­ние темп-ры при­ве­ло к раз­ви­тию по­след­не­го оле­де­не­ния с мак­си­му­мом ок. 21 тыс. лет на­зад. В это вре­мя ле­до­вые щи­ты по­кры­ва­ли сев. часть Ев­ро­пы и Сев. Аме­ри­ки, а так­же юж. часть Юж. Аме­ри­ки. Уро­вень океа­на был при­мер­но на 120 м ни­же со­вре­мен­но­го. Гло­баль­ный К. был при­мер­но на 5 °C хо­лод­нее со­вре­мен­но­го и су­ше. Пе­ри­од 18–11 тыс. лет на­зад ха­рак­те­ри­зо­вал­ся по­сте­пен­ным по­те­п­ле­ни­ем, пре­рван­ным ок. 12 тыс. лет на­зад. По­след­нее по­хо­ло­да­ние бы­ло вы­зва­но оп­рес­не­ни­ем по­верх­но­ст­но­го слоя Сев. Ат­лан­ти­ки из-за зна­чит. при­то­ка пре­сной во­ды от таю­ще­го Лав­рен­тий­ско­го ле­до­во­го щи­та (на се­ве­ре Сев. Аме­ри­ки). По­доб­ное оп­рес­не­ние, в свою оче­редь, долж­но при­во­дить к ос­лаб­ле­нию тер­мо­ха­лин­ной цир­ку­ля­ции океа­на и со­от­вет­ст­вую­ще­му умень­ше­нию при­то­ка тё­п­лой во­ды из низ­ких ши­рот в вы­со­кие. Пе­ри­од по­сле окон­ча­ния по­след­не­го оле­де­не­ния (11,5 тыс. лет на­зад) и до на­стоя­ще­го вре­ме­ни на­зы­ва­ют го­ло­це­ном. Ок. 6 тыс. лет на­зад (в се­ре­ди­не го­ло­це­на) темп-ра бы­ла бо­лее вы­со­кой по срав­не­нию с сер. 20 в. — на 4 °C вы­ше в вы­со­ких сев. ши­ро­тах ле­том.

Све­де­ния об от­но­си­тель­но не­боль­ших из­ме­не­ни­ях К. за по­след­ние два ты­ся­че­ле­тия ос­но­ва­ны как на па­лео­ре­кон­ст­рук­ци­ях, так и на ис­то­рич. дан­ных. Вы­де­ля­ют сред­не­ве­ко­вый оп­ти­мум (9–11 вв.) и ма­лый лед­ни­ко­вый пе­ри­од (с наи­бо­лее хо­лод­ной фа­зой в 17–19 вв.). Пер­вый пе­ри­од, на­зы­вае­мый так­же эпо­хой ви­кин­гов, ха­рак­те­ри­зо­вал­ся по­те­п­ле­ни­ем К. во вне­тро­пич. ши­ро­тах Сев. по­лу­ша­рия, за­мет­ным, в ча­ст­но­сти, в Сев. Ат­лан­ти­ке и Зап. Ев­ро­пе. Во вре­мя ма­ло­го лед­ни­ко­во­го пе­рио­да сред­не­го­до­вая темп-ра Сев. по­лу­ша­рия бы­ла за­мет­но ни­же со­вре­мен­ной. Эти ва­риа­ции К. свя­зы­ва­ют с из­ме­не­ния­ми сол­неч­ной и вул­ка­нич. ак­тив­но­сти, а так­же с внутр. из­мен­чи­во­стью кли­ма­тич. сис­те­мы. На­блю­да­ют­ся цик­лы сол­неч­ной ак­тив­но­сти (сол­неч­ные цик­лы) с пе­рио­дом ок. 11 лет, а так­же её бо­лее дол­го­пе­рио­ди­чес­кие ва­риа­ции. Напр., в 1645–1715 за­ре­ги­ст­ри­ро­ван т. н. ми­ни­мум Ма­ун­де­ра. В 1815 зна­чи­тель­ное по­ни­же­ние гло­баль­ной темп-ры бы­ло вы­зва­но мощ­ным из­вер­же­ни­ем вул­ка­на Там­бо­ра (Ин­до­не­зия); сле­дую­щий год во­шёл в ис­то­рию как год без ле­та.

Современный климат Земли

Бо­лее на­дёж­ные дан­ные о К. по­лу­ча­ют с по­мо­щью ме­тео­ро­ло­гич. ин­ст­ру­мен­тов. Та­кие дан­ные име­ют­ся для Центр. Анг­лии с 17 в., а для Зем­ли в це­лом – с сер. 19 в. В на­стоя­щее вре­мя ср. гло­баль­ная темп-ра у по­верх­но­сти Зем­ли, по дан­ным, по­лу­чен­ным се­тью ме­тео­ро­ло­гич. стан­ций, со­став­ля­ет ок. 14 °C, при этом Сев. по­лу­ша­рие те­п­лее Юж­но­го бо­лее чем на 1 °C. Сред­не­го­до­вая темп-ра из­ме­ня­ет­ся в диа­па­зо­не от 25 °C и бо­лее в тро­пич. ши­ро­тах до –15…–20 °C в арк­тич. ши­ро­тах и –40…–50 °C в ан­тарк­тич. ши­ро­тах. Ре­гио­наль­ные осо­бен­но­сти темп-ры свя­за­ны с рас­пре­де­ле­ни­ем су­ши и океа­нов, оро­гра­фи­ей, цен­тра­ми дей­ст­вия атмо­сфе­ры (напр., Азор­ско­го ан­ти­ци­кло­на или Ис­ланд­ско­го и Але­ут­ско­го ци­кло­нов, а зи­мой – Ази­ат­ско­го ан­ти­ци­кло­на), с океа­ни­че­ски­ми те­че­ния­ми ти­па Гольф­ст­рим и Ку­ро­сио, эф­фек­та­ми ур­ба­ни­за­ции и т. д. Сред­не­го­до­вые при­по­верх­но­ст­ные темп-ры ми­ни­маль­ны в Ан­тарк­ти­де (ок. –60 °C), а мак­си­маль­ны в пусты­не Са­ха­ра в Сев. Аф­ри­ке (ок. 30 °C) и тро­пич. ши­ро­тах Ин­дий­ско­го ок. и зап. час­ти Ти­хо­го ок. В ва­риа­ци­ях К. осо­бен­но яр­ко про­яв­ля­ет­ся го­до­вой ход кли­ма­тич. ха­рак­те­ри­стик. Ам­пли­ту­да го­до­во­го хо­да при­по­верх­но­ст­ной темп-ры со­став­ля­ет ок. 7 °C для Сев. по­лу­ша­рия в це­лом, а для Юж. по­лу­ша­рия (на 80% по­кры­то­го океа­на­ми) – ок. 3 °C. Наи­боль­шие ам­пли­ту­ды внут­ри­го­до­вых ва­риа­ций темп-ры у по­верх­но­сти ха­рак­тер­ны для вне­тро­пич. ши­рот над кон­ти­нен­та­ми (по­ряд­ка 10–20 °C) и дос­ти­га­ют мак­си­му­ма (ок. 35 °C) в Вост. Си­би­ри.

Го­до­вой ход темп-ры над океа­на­ми по срав­не­нию с кон­ти­нен­та­ми за­паз­ды­ва­ет в сред­нем на 1 ме­сяц. Это от­ра­жа­ет боль­шую тер­мич. инер­цию дея­тель­но­го слоя океа­на по срав­не­нию с дея­тель­ным сло­ем су­ши. С раз­ли­чи­ем те­п­ло­ём­ко­стей океа­нов и кон­ти­нен­тов свя­за­ны так­же мус­со­ны, яв­ляю­щие­ся су­ще­ст­вен­ны­ми про­цес­са­ми в кли­ма­тич. сис­те­ме Зем­ли (см. Мус­сон­ная цир­ку­ля­ция). В об­лас­ти их вли­я­ния жи­вёт около по­ло­ви­ны на­се­ле­ния Зем­ли. На фо­не об­ще­го до­ми­ни­ро­ва­ния го­до­во­го цик­ла при­по­верх­но­ст­ной темп-ры про­яв­ля­ют­ся по­лу­го­до­вые цик­лы и ре­гу­ляр­ные суб­се­зон­ные ано­ма­лии. Эф­фек­ты по­лу­го­до­во­го цик­ла бо­лее су­ще­ст­вен­но про­яв­ля­ют­ся в пе­ре­ход­ные се­зо­ны, вы­зы­вая воз­врат­ные по­хо­ло­да­ния вес­ной и «ба­бье ле­то» осе­нью. Макс. ам­пли­ту­ды по­лу­го­до­вой гар­мо­ни­ки при­по­верх­но­ст­ной темп-ры от­ме­ча­ют­ся в вы­со­ких ши­ро­тах над су­шей (бо­лее 4 °C над Грен­лан­ди­ей и Ан­тарк­ти­дой), а так­же в тро­пи­ках (до 2 °C). Это свя­за­но с со­от­вет­ст­вую­щи­ми осо­бен­но­стя­ми ин­со­ля­ции. До­пол­нит. мак­си­мум в сред­них ши­ро­тах над кон­ти­нен­та­ми свя­зан с эф­фек­том за­ви­си­мо­сти аль­бе­до снеж­но­го по­кро­ва от темп-ры.

Ва­риа­ции при­по­верх­но­ст­ной темп-ры в те­че­ние 20 в. ле­жат в диа­па­зо­не от ок. –89 °C на ан­тарк­тич. стан­ции «Вос­ток» (3488 м над уров­нем мо­ря) и ок. –70 °C в рай­оне Ой­мя­ко­на (741 м над уров­нем мо­ря) в Яку­тии до макс. лет­них тем­пе­ра­тур над кон­ти­нен­та­ми в суб­тро­пич. поя­се вы­со­ко­го дав­ле­ния (ок. 58 °C на се­ве­ре Аф­ри­ки и в Мек­си­ке).

По ме­тео­ро­ло­гич. дан­ным, гло­баль­ная при­по­верх­но­ст­ная темп-ра воз­ду­ха в 20 в. уве­ли­чи­лась на 0,6 °C. Это зна­чи­тель­но боль­ше, чем за пре­ды­ду­щие 2 тыс. лет (по па­лео­ре­кон­ст­рук­ци­ям). При этом в 20 в. на фо­не об­ще­го по­вы­ше­ния гло­баль­ной темп-ры от­ме­че­ны дол­го­пе­рио­ди­чес­кие ва­риа­ции К. с дву­мя фа­за­ми по­те­п­ле­ния и не­ко­то­рым об­щим по­хо­ло­да­ни­ем ме­ж­ду ни­ми. Так, в пе­ри­од 1910–40-х гг. темп-ра по­вы­си­лась на 0,3–0,4 °C, а в 1970–2000-х гг. — на 0,5–0,6 °C. От­ме­че­но ус­ко­ре­ние гло­баль­но­го по­те­п­ле­ния: на ру­бе­же 20–21 вв. гло­баль­ная сред­не­го­до­вая темп-ра у по­верх­но­сти уве­ли­чи­ва­лась со ско­ро­стью ок. 0,2 °C за 10 лет. По­те­п­ле­ние бо­лее за­мет­но над су­шей, чем над океа­ном, осо­бен­но зи­мой и вес­ной в Сев. по­лу­шарии; в вы­со­ких ши­ро­тах оно про­яв­ля­ет­ся силь­нее, чем в тро­пи­че­ских. В про­цес­се по­те­п­ле­ния на­блю­да­ет­ся тен­ден­ция умень­ше­ния го­до­вых и су­точ­ных ам­пли­туд темп-ры. Су­ще­ст­вен­но, что при об­щем по­вы­ше­нии темп-ры у по­верх­но­сти Зем­ли и в тро­по­сфе­ре от­ме­че­но ох­ла­ж­де­ние бо­лее вы­со­ких сло­ёв ат­мо­сфе­ры – стра­то­сфе­ры и ме­зо­сфе­ры.

Зна­чи­мые ва­риа­ции гло­баль­но­го К. в 20 в. свя­за­ны в т. ч. с сол­неч­ной и вул­ка­нич. ак­тив­но­стью. К гло­баль­ным тем­пе­ра­тур­ным ано­ма­ли­ям в неск. де­ся­тых гра­ду­са (до –0,5 °C) при­во­ди­ли из­вер­же­ния вул­ка­нов Агунг на о. Ба­ли в Ин­до­не­зии (1963), Эль-Чи­чон в Мек­си­ке (1982), Пи­на­ту­бо на Фи­лип­пи­нах (1991) и др.

Эф­фек­ты вул­ка­нич. из­вер­же­ний (а так­же мас­со­вых по­жа­ров на Зем­ле и пыль­ных бурь на Мар­се) ис­поль­зо­ва­лись в ка­че­ст­ве при­род­ных ана­ло­гов при оцен­ке кли­ма­тич. из­ме­не­ний т. н. ядер­ной зи­мы. Это яв­ле­ние мо­жет воз­ник­нуть в ре­зуль­та­те ши­ро­ко­мас­штаб­ной ядер­ной вой­ны с вы­но­сом в стра­то­сфе­ру боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва ды­ма и са­жи от об­шир­ных по­жа­ров, вы­зван­ных взры­вом на­ко­п­лен­ных в ми­ре ядер­ных бое­за­ря­дов. В этом слу­чае темп-ра на Зем­ле мо­жет по­ни­зить­ся на неск. де­сят­ков гра­ду­сов.

На­ря­ду с кли­ма­тич. ва­риа­ция­ми, вы­зван­ны­ми внеш­ни­ми ес­те­ст­вен­ны­ми фак­то­ра­ми, на­блю­да­ют­ся соб­ст­вен­ные ко­ле­ба­ния кли­ма­тич. сис­те­мы. Зна­чит. ано­ма­лии гло­баль­ной при­по­верх­но­ст­ной темп-ры с пе­рио­дич­но­стью 2–7 лет (в ср. ок. 4–5 лет) свя­за­ны с яв­ле­ния­ми Эль-Ни­ньо (Юж. ко­ле­ба­ние): темп-ра по­верх­но­сти Ти­хо­го ок. в эк­ва­то­ри­аль­ных ши­ро­тах мо­жет по­вы­шать­ся на 1 °C и бо­лее. Фор­ми­ро­ва­ние Эль-Ни­ньо – ре­зуль­тат взаи­мо­дей­ст­вия про­цес­сов в ат­мо­сфе­ре и океа­не. Силь­ней­шие про­яв­ле­ния Эль-Ни­ньо за пе­ри­од ин­ст­ру­мен­таль­ных на­блю­де­ний (с сер. 19 в.) от­ме­че­ны на ру­бе­жах 1982–83 и 1997–98 (ле­то в Юж. по­лу­ша­рии). При этом 1998 стал са­мым тё­п­лым го­дом на Зем­ле за этот пе­ри­од. В Сев. по­лу­ша­рии су­ще­ствен­на роль Се­ве­ро-Ат­лан­ти­чес­ко­го и Арк­ти­чес­ко­го ко­ле­ба­ний (ха­рак­тер­ные пе­рио­ды око­ло де­ся­ти­ле­тия), наи­бо­лее силь­но про­яв­ляю­щих­ся зи­мой. В разл. кли­ма­тич. про­цес­сах про­яв­ля­ет­ся ква­зид­вух­лет­няя цик­лич­ность.

Моделирование климата

С по­след­них де­ся­ти­ле­тий 20 в. для вы­яв­ле­ния кли­ма­тич. осо­бен­но­стей ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся спут­ни­ко­вые дан­ные, а так­же дан­ные реа­на­ли­за – чис­лен­ных рас­чётов про­гно­стич. мо­де­лей об­щей цир­ку­ля­ции ат­мо­сфе­ры и океа­на, ко­то­рые опи­ра­ют­ся на дан­ные разл. на­блю­де­ний, в т. ч. спут­ни­ко­вых. В нач. 21 в. ши­ро­кое рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли, напр., дан­ные реа­на­ли­за Ев­роп. цен­тра сред­не­сроч­ных про­гно­зов по­го­ды. По­лу­эм­пи­рич. дан­ные реа­на­ли­за осо­бен­но по­лез­ны в ус­ло­ви­ях не­пол­ных на­блю­де­ний.

От­ме­чен­ные тен­ден­ции из­ме­не­ния К. в це­лом со­гла­су­ют­ся с рас­чё­та­ми, про­ве­дён­ны­ми на ос­но­ве кли­ма­тич. мо­де­лей. Мо­де­ли К. раз­ной сте­пе­ни слож­но­сти яв­ля­ют­ся клю­че­вым ин­ст­ру­мен­том ис­сле­до­ва­ний про­цес­сов, фор­ми­рую­щих К., и по­зво­ля­ют, в ча­ст­но­сти, оце­нить от­но­сит. вклад в из­ме­не­ние К. ес­те­ст­вен­ных и ан­тро­по­ген­ных фак­то­ров. На ос­но­ве мо­дель­ных рас­чё­тов де­ла­ют­ся оцен­ки бу­ду­щих из­ме­не­ний К. при воз­мож­ных сце­на­ри­ях ес­те­ст­вен­ных и ан­тро­по­ген­ных воз­дей­ст­вий на кли­ма­тич. сис­те­му. Так, при уси­ле­нии сол­неч­ной ак­тив­но­сти по­те­п­ле­ние долж­но от­ме­чать­ся не толь­ко у по­верх­но­сти Зем­ли и в пре­де­лах тро­по­сфе­ры, но и в бо­лее вы­со­ких сло­ях ат­мо­сфе­ры. При уве­ли­че­нии со­дер­жа­ния в ат­мо­сфе­ре пар­ни­ко­вых га­зов по­те­п­ле­ние у по­верх­но­сти Зем­ли и в тро­по­сфе­ре долж­но со­про­во­ж­дать­ся силь­ным ох­ла­ж­де­ни­ем стра­то­сфе­ры и ме­зо­сфе­ры. Про­во­ди­лись мо­дель­ные рас­чё­ты из­ме­не­ния темп-ры в 20 – нач. 21 вв., в ко­то­рых срав­ни­ва­лось воз­дей­ст­вие разл. ес­те­ст­вен­ных (сол­неч­ная и вул­ка­нич. ак­тив­ность) и ан­тро­по­ген­ных (из­ме­не­ние со­дер­жа­ния в ат­мо­сфе­ре пар­ни­ко­вых га­зов и аэ­ро­зо­ля, зем­ле­поль­зо­ва­ние и вы­руб­ка ле­сов) фак­то­ров. Бы­ло ус­та­нов­ле­но прин­ци­пи­аль­ное раз­ли­чие ме­ж­ду по­те­п­ле­ни­ем 1-й пол. 20 в. и по­те­п­ле­ни­ем по­след­них де­ся­ти­ле­тий (кон. 20 – нач. 21 вв.). Пер­вое по­те­п­ле­ние мож­но объ­яс­нить ес­те­ст­вен­ны­ми при­чи­на­ми, свя­зан­ны­ми, в ча­ст­но­сти, с из­ме­не­ния­ми при­то­ка сол­неч­но­го из­лу­че­ния, вул­ка­нич. ак­тив­но­сти, а так­же соб­ст­вен­ной из­мен­чи­во­стью кли­ма­тич. сис­те­мы. В по­те­п­ле­нии по­след­них де­ся­ти­ле­тий, со­глас­но мо­дель­ным рас­чё­там, су­ще­ст­вен­ную роль иг­ра­ют ан­тро­по­ген­ные фак­то­ры, что свя­за­но с уве­ли­че­ни­ем со­дер­жа­ния пар­ни­ко­вых га­зов в ат­мо­сфе­ре, гл. обр. ди­ок­си­да уг­ле­ро­да.

Лит.: Го­ли­цын Г. С. Вве­де­ние в ди­на­ми­ку пла­нет­ных ат­мо­сфер. Л., 1973; Мо­нин А. С., Шиш­ков Ю. А. Ис­то­рия кли­ма­та. Л., 1979; Бу­ды­ко М. И., Ро­нов А. Б., Ян­шин А. Л. Ис­то­рия ат­мо­сфе­ры. Л., 1985; Бу­ды­ко М. И., Го­ли­цын Г. С., Из­ра­эль Ю. А. Гло­баль­ные кли­ма­ти­че­ские ка­та­ст­ро­фы. М., 1986; Ан­тро­по­ген­ные из­ме­не­ния кли­ма­та / Под ред. М. И. Бу­ды­ко, Ю. А. Из­ра­эля. Л., 1987; Ка­роль И. Л. Вве­де­ние в ди­на­ми­ку кли­ма­та Зем­ли. Л., 1988; Мо­хов И. И. Ди­аг­но­сти­ка струк­ту­ры кли­ма­ти­че­ской сис­те­мы. СПб., 1993; Хро­мов С. П., Пет­ро­сянц М. А. Ме­тео­ро­ло­гия и кли­ма­то­ло­гия. 7-е изд. М., 2006; Из­ме­не­ние кли­ма­та. 2007. Док­ла­ды ра­бо­чих групп Меж­пра­ви­тель­ст­вен­ной груп­пы экс­пер­тов по из­ме­не­нию кли­ма­та. http://www.un.org/russian/climatechange/ipcc.shtml.

Вернуться к началу