Дерзкие мысли о климате

где L – удельная теплота парообразования; Е – скорость испарения; Р – турбулентный поток тепла между земной поверхностью и атмосферой; А – поток тепла между земной поверхностью и нижележащими слоями.

Поскольку усвоенная при таянии снега теплота в конечном счете сносится талыми водами в водоёмы, то очевидно, что энтальпия последних, отнесенная к единице площади или ко всей площади водоёма, соответственно увеличивается настолько, насколько площадь водосборного бассейна водоёма оказывается больше его собственной площади.

Отсюда следует, что тепловой баланс, например, бессточного озера криосферы, может быть выражен таким общим уравнением:

R + nQB = LE + P + Qm + Qg,

где левая часть уравнения характеризует приходные статьи баланса, правая – расходные;

QB – усвоенная при таянии снега теплота; n-число, характеризующее отношение площади водосборного бассейна к площади зеркала водоёма; Qm и Qg – количество тепла, усваиваемого соответственно при прогревании массы воды и дна водоёма, R может быть и отрицательной величиной.

Из этого следует, что сток талой воды с окружающей суши завершается аккумуляцией озером тепловой энергии, усвоенной им за период формирования талого стока. Поняв это, нам удалось впервые замкнуть годовой тепловой баланс бессточного озера криолитозоны и выявить ошибки балансовых расчетов, в которых эта величина не принималась во внимание.

5.3. Связь изменений интенсивности радиации с оледенениями и колебаниями уровня океана

Гляциологами опубликовано целый ряд догадок и гипотез, названных даже теориями, должных объяснить странную взаимосвязь астрономических изменений интенсивности солнечной радиации с оледенением и изменениями уровня Мирового океана. Странными представлялись две особенности оледенений, выявленные при расшифровке их следов разными современными методами: во-первых, ход развития и деградации оледенений отнюдь не соответствовал плавному синусоидальному ходу изменений солнечной радиации, а происходил скачками; во-вторых, разрастания ледников и их дегляциация по времени протекания оказывались далеко несимметричными событиями, поскольку последнее происходило в несколько раз более интенсивно, чем разрастание ледников. Примерно синхронно с оледенениями изменялся уровень Мирового океана с размахом до 100–160 м за цикл оледенения. Причем все исследователи единодушны во мнении, что причиной изменений уровня океана было либо изъятие воды через испарение, на формирование ледников (падение уровня), либо деградация оледенения (повышение уровня).

Сопоставление всех трех событий и их особенностей можно выразить графиком, заменив изменение интенсивности радиации, отвечающим ему изменением хода температуры воздуха в летний период в полярных областях или вообще в регионах, характеризующихся возникновением ледниковых покровов (рис. 8).

Из графика видно, что плавно изменяющаяся температура даже с небольшим размахом амплитуды, примерно до 6–7 °C, в оледеневающих областях либо поднимается летом выше 0°, либо вообще не достигает 0 °C в течение длительного (в несколько тысяч лет) периода. Эти периоды по продолжительности равны между собой. Тенденции резких изменений, как в развитии оледенения, так и особенно в его деградации, приурочиваются к переходу летних температур воздуха через 0 °C. То же происходит и с изменениями уровня Мирового океана.

Это вполне убедительно может объясняться тем, что при переходе температуры через 0 °C в сторону положительной (пунктирная вертикаль ac) на всех ледниках, попадающих в зону хотя бы кратковременного её влияния, начинается абляция, резко увеличивающая расход ледяного материала над оставшимся постоянным приходом твердых осадков к леднику. На плавучих льдах в таком случае восстанавливается неравновесный теплообмен с атмосферой, исключающий дальнейшее наращивание толщины льда и приводящий к сокращению его массы. Этим и объясняется угловатый характер графиков хода оледенений и изменений уровней океана. Гляциологи называют такие графики «пилой». Но, как видно, пила эта асимметрична и зубья на ней следуют не сразу один за другим, а как бы с некоторыми интервалами, соответствующими увеличению межледниковых периодов в сравнении с периодами оледенений. А объясняется эта закономерность, как мы уже знаем, тем, что лёд тает намного быстрее, чем намерзает или накапливается от всегда ограниченных в полярных областях осадков.

Рис. 8. Ход древних оледенений и изменений уровня океана на фоне изменений температуры воздуха.