Дерзкие мысли о климате

Сжато рассмотрим общее состояние современной климатологии, кроме её бесспорных достижений, увидим и её слабые построения, обнаружив белые пятна и трещины, нуждающиеся в заполнении каким-то достойным науки познавательным материалом.

Мысль подвела нас ещё к двум факторам климатоформирования: неравновесности теплообмена через лёд и участию тяготения. Вклинивая их в застойное тело древней науки, мы уже заметили, что в ней снова рушатся ещё какие-то подпорки, заполняются пустоты, появляются и новые проблемы. Но при всем этом в ней открываются и новые «смотровые окна», не заглянуть в которые было бы непростительным упущением.

Этим мы и займемся далее.

Глава 7. Лёд в теплообмене океаносферы

При подготовке этой книги к изданию я получил замечание оппонентов, что «перегрузил» её повествованием о льде и ледовых явлениях. Принимая замечание, отсылаю специалистов и всех интересующихся ко многим известным книгам по гляциологии, в числе которых есть и мои менее известные (Файко, 1975, 1986 и др.). Слышал мнение и о том, что лёд присущ лишь высоким широтам и вряд ли нужно посвящать ему так много внимания в книге о климате всей Земли. А вот с этим не могу согласиться, ибо знаю, что участие льда, прямое и опосредованное, в формировании климата оценено еще далеко недостаточно.

Долго существовало убеждение, что изменения и состояния климата Земли в основном определялись разрастанием или сокращением ледников на суше. В последнее время в науке стало утверждаться представление о не меньшей роли в изменениях климата морских оледенений. И это мнение больше настораживает людей, поскольку оледенения океанов происходят на уровне моря, то есть на жизненно важном для биосферы высотном уровне, а ледники в основном существуют в заоблачных высотах, где и без них температура постоянно держится достаточно низкой, отнюдь не способствуя здесь процветанию и даже существованию всего живого. Морские оледенения безусловно больше зависят от термики океаносферы и низких слоев атмосферы, чем ледники суши, а значит, и от изменений морских оледенений скорее следует ожидать климатических «сюрпризов». Способность, морских оледенений изменять климат Земли, ещё очень слабо изучена.

Ниже мы остановим внимание, как на ещё малоизвестных разработках в этой области, так и на совсем неизвестных, ждущих проверки, представлениях о формах влияния морских оледенений на термику Земли. Задачи решения этой проблемы столь же трудны, как и ответственны, ибо человек уже получает возможность управлять морским оледенением, например, Северного Ледовитого океана, но ещё не знает, что за этим может последовать.

7.1. Тепловой щит полярного бассейна

Всякий ледяной покров, будь он сезонным или многолетним, надежно охраняет водоёмы от глубокого промерзания, а значит, и от потери теплоты. Многолетний лёд полярных водоёмов по мере намерзания через определенный ряд лет достигает равновесной толщины, то есть состояния, при котором на нем намерзает снизу и стаивает сверху равный слой льда. Причину установления равновесной толщины объясняют достижением равенства разнонаправленных по сезонам года потоков теплоты фазовых превращений – теплоты кристаллизации и теплоты плавления. Такое объяснение верно и кажется законченным. Но оно не отвечает на неизбежно возникающий вопрос: почему баланс расхода и прихода теплоты фазовых превращений устанавливается в условиях многократного, в десятки и сотни раз, превосходства в Арктике и Антарктике сумм отрицательных температур воздуха над суммой положительных?

И здесь мы находим ещё одно и весьма убедительное подтверждение правомерности закона о неравновесности теплообмена замерзающего водоёма с внешней средой. Из него вытекает и законченное объяснение причины установления неравновесности толщины льда, а именно: равновесная толщина многолетнего плавучего льда образуется потому, что равенство противонаправленных количеств теплоты фазовых превращений при значительно различающихся интенсивностях их сезонных теплообменов, обусловливается тем, что теплота кристаллизации высвобождается намного менее интенсивно, чем усваивается теплота плавления. Иными словами, если бы не было неравновесного теплообмена льда с атмосферой, то не могло бы существовать и льда равновесной толщины. Поскольку существование равновесной толщины льда известно давно, оно очевидно и никогда не вызывало сомнений, то детально анализируя его взаимосвязь с тепловым воздействием атмосферы, можно получить еще одно, кроме выше нами изложенных и независимое от них, доказательство существования закономерности неравновесного теплообмена ледяного покрова с внешней средой. Буду рад узнать, что такой анализ кто-то выполнил, а я не хочу утомлять читателя дальнейшими рассуждениями и расчетами по этому случаю.