Сборник статей итоговой научно-практической конференции научных сотрудников Института Татарской энциклопедии ан рт

КЛИМАТ ЗЕМЛИ И ЕГО ИЗМЕНЕНИЯ

В прошлом климат Земли был подвержен и небольшим, и значительным изменениям. По данным об ископаемой растительности было определено, что во многих регионах периоды обильных осадков чередовались с засушливыми, а теплые — с ледниковыми. Палеографические исследования показывают, что в раннем протерозое (2 млрд. лет назад) и позднем протерозое (1,25 млн. лет назад) на Земле имело место оледенение. В Кембрии (700 млн. лет назад) отмечалось оледенение в Южном полушарии. Затем следовали три великих оледенения: Вендское (600–450 млн. лет назад), Палеозойское (250 млн. лет назад), Четвертичное (началось ок. 1 млн. лет назад). Четвертичное оледенение состояло из трех ледниковых эпох: Гюнц (590–550 тыс. лет назад), Миндель (476–435 тыс. лет назад), Вюрм (115–25 тыс. лет назад). Следы этих оледенений выражены в террасах р. Волга (в т.ч. на территории Татарстана); во время оледенений шла аккумуляция речных наносов, которые отлагались с образованием террас на левобережье, во время межледниковий имело место углубление русла реки.

Одна из гипотез, объясняющих причины и механизм оледенений (в частности, Европы) основана на изменениях циркуляции океанических вод и их воздействии на атмосферу.

Современное оледенение составляет всего 10% поверхности суши, причем в северном полушарии оно значительно меньше. То, что оледенение в Арктике сравнительно невелико, связано с интенсивным водообменом между относительно теплой Атлантикой и Северным Ледовитым океаном. Принос теплого и влажного воздуха в арктический бассейн приводит к увеличению количества осадков и их накоплению в твердом виде. Этот процесс вызывает снижение уровня Мирового океана, так как испарившаяся с него вода остается на материке в виде снега и льда. Когда уровень океана снижается, то снижается и водообмен между Атлантикой и Арктикой, поскольку образовавшееся между Скандинавией и Гренландией мелководье тормозит циркуляции вод Гольфстрима и его влияние на северные моря. В связи с этим температура Арктики падает и ледяной покров распространяется дальше к югу. Северные моря в течение всего года покрываются льдом и начинается ледниковый период.

Когда моря скованы льдом, уменьшается количество осадков, рост ледника замедляется, а затем лед начинает быстрее таять снизу (за счет давления), чем нарастать сверху. Лед начинает постепенно таять, вода стекает в океан, повышая его уровень, при этом возобновляется влияние теплых течений Атлантики на северные моря. Затем через несколько десятков тысяч лет процесс может повториться. Во время последнего ледникового периода уровень Мирового океана был на 100 м ниже, а температура примерно на 8⁰ С ниже, чем сейчас.

Ледниковые покровы могут разрастаться на крупных массивах суши в высоких широтах, где достаточно холодный климат и влагообеспечение (дрейф Антарктиды в южные полярные области). При смещении материка в тропические широты оледенение постепенно прекращается, и обляция (таяние) начинает преобладать над аккумуляцией твердых осадков. Для роста ледников благоприятны также высокогорные области, достаточно обеспеченные влагой. В процессе горообразования при поднятии суши ее поверхность может оказаться выше снеговой линии (образование горных массивов Гималаи, Гиндукуш, Памир при столкновении Индостанской литосферной плиты с Азиатской в начале Кайнозоя). Понижение температуры воздуха приводит к росту ледников и распространению их в долины и к подножиям гор. Если горы со временем разрушаются (Урал) и их вершины окажутся ниже снеговой границы, то оледенение прекращается.

Существуют три основные группы факторов, вызывающих изменение климата:

1. Изменение воздушной оболочки Земли по своему газовому составу, в частности, содержанию углекислого газа, пыли и аэрозолей.

2. Изменение поверхности Земли, в том числе соотношения площадей суши и океанов, форм и рельефа материков.

3. Изменение радиации Солнца.

Величина и распределение солнечной радиации по поверхности планеты изменяются в связи с изменением наклона земной оси к плоскости эклиптики от 21 до 24⁰ С. Период этого составляет 40 тыс. лет. При этом увеличение наклона сопровождается потеплением в полярных областях и похолоданием в тропических. Изменение интенсивности солнечной радиации связано также с изменением вытянутости земной орбиты, периодичность которого равна 90 тыс. лет.

Соотношение между площадями поверхности суши и океанов на Земле непрерывно меняется. Периодические опускания и подъемы суши перераспределяют сушу и океан по поверхности Земли, тем самым изменяя количество излучаемой и поглощаемой солнечной энергии. Климат планеты зависит также от распределения континентов по широтам: если основная часть суши расположена ближе к экватору, то на планете устанавливается более теплый климат, ближе к полюсам — более холодный. (Так, в позднем карбоне Европа располагалась в тропиках, и здесь в условиях жаркого и влажного климата произрастали леса, а юг Африки и Южной Америки — в южных полярных широтах, и здесь имело место оледенение.)

В последнее столетие все большее влияние на климат стал оказывать антропогенный (человеческий) фактор. Уничтожение лесов, распашка земель, искусственное орошение, полезащитное лесоразведение, осушение заболоченных земель, строительство водохранилищ — все это оказало влияние на изменение климата, особенно местного.

Это следующие факторы:

1. Увеличение производства энергии, которая превращается в тепло, дополнительно нагревая атмосферу.

2. Рост концентрации в атмосфере углекислого газа, что уменьшает уходящее в космическое пространство длинноволновое излучение и создает «парниковый» эффект.

По мнению климатолога М.И.Будько, при сохранении современных темпов производства энергии в ближайшие 100 лет произойдет значительное повышение температуры воздуха, что приведет к почти полному разрушению ледяных полярных покровов.

В течение XX века средняя температура у земной поверхности (в том числе на территории Татарстана) повысилась на 0,6⁰ С, причем за последние 4 десятилетия этот прирост составил 0,3⁰ С. В РТ девять из десяти самых теплых лет отмечены после 1990 года. Особенно жарким и засушливым было лето 2010 года, когда осадков не было около 50 дней подряд, а температура в отдельные дни достигала 38–40⁰С.

Особенностью нынешнего потепления климата является то, что оно охватывает все широтные зоны Земли, но скорость повышения температуры над сушей вдвое превышает аналогичный показатель над океаном. Разрушение ледяных щитов Антарктиды, Гренландии и арктических островов может привести к поднятию уровня океана на несколько десятков метров и затоплению низких участков суши и многих островов. Кроме того, потепление климата может вызвать смещение природных зон на север, в частности, опустынивание лесной зоны.

Ф.С.Зиятдинов, А.Ф.Зиятдинов