Дерзкие мысли о климате

Однако по новейшим данным, изменения угла наклона оси составляют от 22° 07́ до 24°57́ при современном его уменьшении со скоростью около 0,44́ за год. Следовательно, принятое нами условие перпендикулярности оси к эклиптике оказывается заведомо нереальным, но анализ такого крайнего случая позволяет увидеть тенденцию в изменениях климатов при уменьшении, а значит, и увеличении угла наклона оси.

Сразу заметим, что никакие изменения наклона оси, как и иные причины, определяющие стабильность или изменения наклона солнечных лучей, на вращающейся планете не способны нарушить строгого равенства времени освещения и затемнения каждого участка ее поверхности за полный оборот вращения по эклиптике. Если сказать точнее, то за счет рефракции (преломления) лучей в атмосфере освещение оказывается чуть дольше затемнения, что для наших рассуждений особого значения не имеет. При вертикальном, по отношению к эклиптике, положении земной оси освещенность и затемненность равными интервалами времени будут сменяться ежесуточно. На полюсах исчезнут полугодовые полярные дни и ночи. Наклон солнечных лучей будет определятся лишь шаровидностью Земли, из-за чего сохранится современная разность напряженности солнечной радиации между полюсами и экватором. Исчезнут современные различия внутригодовой освещенности полушарий при переходе Земли по своей орбите от афелия к перигелию, поскольку исчезнут сами сезоны.

Примем, что положение материков и океанов сохраняется в современных очертаниях. Теперь посмотрим, как отзовется на климате вертикальное, по отношению к эклиптике, положение земной оси. Наша приверженность к балансам и к слепому следованию предписаниям Второго начала термодинамики невольно рисуют нам какую-то серую середину термического состояния общеземного климата, если зима и лето перестанут различаться. Кажется, что вблизи северного полюса навсегда установится средняя температура около минус 18 ÷ 20 °C, а значит, будет господствовать оледенение. То же в Антарктиде. На других широтах изменения не лучше, а на экваторе минимальные. Но не будем поддаваться магии усреднения и взглянем на проблему нестандартно. Начнем с определения различий в поглощении солнечной радиации. Сейчас радиационный баланс на экваторе составляет 480 кДж/см² за год. Поскольку годовые изменения радиации в мыслимом представлении утрачивают смысл, запишем приход радиационного тепла за сутки. Он составит 1,3 кДж/см². Как изменится приход солнечной радиации на полюсах будет зависеть от того, сохранится ли там или исчезнет лёд, то есть уменьшится или нет альбедо.

Тут подошло время привлечь для оценок закономерность неравновесного теплообмена замерзающих водоёмов с внешней средой и ту особенность льда, которой определяются различия в интенсивностях разрастания и угасания оледенений. Соответственно и явления на море и на суше придется рассматривать раздельно. И вот что, оказывается. Как бы мы придирчиво не считали, но тот установленный факт, что теплота кристаллизации из ледяного покрова высвобождается намного менее интенсивно, чем усваивается теплота плавления, приведет к тому, что Северный Ледовитый океан неминуемо вскроется. Разгрузка ото льда Арктического бассейна скорее всего будет происходить скачкообразно в те периоды полного оборота Земли вокруг Солнца, длящегося 365 суток с небольшим, когда она будет находиться в перигелии и Солнце здесь будет светить с той же увеличенной интенсивностью с какою освещает в наше время Антарктику летом. Наконец, полностью вскрывшийся Северный, переставший быть ледовитым, океан станет усваивать радиационного тепла примерно в 4 раза больше, чем сейчас усваивает лёд и его безледное состояние, можно полагать, окажется устойчивым. Таким образом, хотя и недостаточно уверенно, мы склоняемся к мнению, что вследствие уменьшения наклона земной оси к плоскости эклиптики более вероятной представляется тенденция к уменьшению ледовитости полярных бассейнов.

Как ни странно, исчезновение ледников суши, даже при некотором повышении средней температуры воды и воздуха, представить сложнее. Поднявшись выше снеговой линии, они оказываются под надёжной защитой низкой температуры верхних слоев атмосферы. В то же время с увеличением температуры воздуха на уровне моря можно ожидать увеличения общего испарения океана и соответствующего увеличения конденсации пара, а значит, и увеличенной аккумуляции снега на ледниках. Возможность выживания ледников будет зависеть, с одной стороны, от скорости накопления на них снега, с другой – от интенсивности их теплового разрушения ниже снеговой линии, то есть сокращения площади их распространения. В этих условиях дольше всего просуществуют большие ледники, расположенные на высоких отметках суши и в высоких широтах. Если представить современную карту оледенения суши, то наиболее живучим окажется ледяной купол Антарктиды.