Дерзкие мысли о климате

Теперь посмотрим, достаточно ли надежны оценки в распределении тепла по земной поверхности, опирающиеся лишь на радиационные балансы.

Вот типичная запись одной из строк табличной раскладки составляющих радиационного баланса R для океана на 70 ÷ 60° северной широты (ккал/см² год):

R=LE+Р-А,

23 = 33 ÷ 16–26 = 23,

где LE – испарение; Р – потери в атмосферу; А – усвоение водной массой океана.

Доверие здесь внушает лишь измеренная величина R.

Остальные все величины измеряются в высшей степени ненадежно или вообще не поддаются измерению. Здесь-то и выручает сам принцип балансового расчета, при котором расход и приход тепла на каждом участке якобы должны, просто обязаны, сходиться. Всякое расхождение здесь вполне законно может быть, перекрыто так называемым остаточным членом, который окончательно скрывает все ошибки измерений и расчетов. Приблизительно верными подобные теплобалансовые расчеты оказываются лишь для областей, расположенных где-то близко к середине между крайними значениями контрастов теплообеспеченности, преимущественно в районе средних широт. И не потому ли табличные расчеты межширотного распределения энергетических балансов часто обходят вниманием самые высокие широты Земли, что как раз там «выскакивают» неожиданные, неподдающиеся объяснению и не согласующиеся с расчетами термические контрасты?

Вот и в выше показанной табл. 1 этот контраст выскочил в виде огромной разности между суммами градусо-суток положительной и отрицательной температуры. Его можно было не показывать, не находя ему объяснения. Но я встретился с ним второй раз и в новых обстоятельствах, а это уже что-то значит. Наконец, мне уже была известна закономерность неравновесного теплообмена замерзающих водоёмов с атмосферой и обнаруженный контраст уже предполагался, и потому не удивил, а скорее успокоил.

А как было у В.В. Шулейкина я уже показал, но добавлю, что этот, прямо скажем, талантливый ученый, «генератор идей» мог бы раскрыть причину обнаруженного разбаланса «ледовитого моря», если бы ему не помешало то обстоятельство, что он не понял особенностей оборотов теплоты фазовых превращений при намерзании и таянии льда, о чем мы уже упоминали. Но он настойчиво искал причину разбаланса. Возникла мысль, что здесь остался неучтенный какой-то большой приход теплоты. Вначале он заподозрил недоучет теплового стока рек, но расчеты не подтвердили такой версии. Тогда он этот приход отнес на приток теплых вод из Атлантического океана, на чем и остановился. К сожалению, и эта версия не согласуется хотя бы с тем фактом, что атлантические воды доходят до Карского моря более двух лет и потому неминуемо полностью охлаждаются на пути. Так обнаруженный разбаланс остался не объясненным.

Неудачной оказалась и моя прежняя попытка объяснить этот разбаланс неординарным расчетом опять же теплового стока рек. И только когда созрело ясное представление о закономерности неравновесного теплообмена моря через ледяной покров, всё стало на свои места. Оказалось, что злополучный разбаланс объясняется не недостатком приходящего к морю тепла, а неравновесно по отношению к воздействующей сумме градусо-суток отрицательной температуры воздуха, малой потере тепла, прикрываемого покровом льда в течение долгой зимы. Лёд не только оберегает море от глубокого промерзания, но и, как видно, долго укрывал от нас реальную картину соотношений тепла и холода в полярных областях.

Глава 5. Из открытия следует…

… Пора чудес прошла, и нам Подыскивать приходится причины всему, что совершается на свете.

Уильям Шекспир

Незаметно мы, кажется, поднялись на один из трудных «перевалов» этой книги. Трудно не только добывать новые знания, но и понимать их. Ну, а уж если мы оказались на высоте, то надо осмотреться – что же собственно дает нам вновь добытое знание?

5.1. Когда теплообмен через лёд становится равновесным

Естественно желание всякое вновь добытое знание проверить в деле. Усмотрев общую правильность открытой закономерности неравновесного теплообмена замерзающих водоёмов с окружающей средой, я решил представить, а что было бы на Земле, если водоёмы, лишившись теплозащитной роли льда, стали обмениваться теплом с атмосферой так же, как обменивается многолетняя мерзлота?