10.3.5. Состояние атмосферы — ее масса и состав — являются немаловажным климатообразующим фактором. Из всех характеристик атмосферы особо важное значение имеет содержание углекислого газа, хотя он и присутствует в ней в ничтожном количестве — всего 0,03 % объема. «В целом, — пишет К. С. Лосев в книге “Климат: вчера, сегодня и завтра” (1985), — атмосфера прозрачна для потока солнечного излучения, которое происходит в основном в световом, то есть коротковолновом, диапазоне. Поток солнечных лучей, доходящий до поверхности Земли, частично отражается, а частично поглощается. В результате, поверхность планеты нагревается и, в свою очередь, начинает излучать энергию в виде теплового потока — инфракрасного, или длинноволнового, излучения. Земля, таким образом, работает как аппарат, преобразующий видимое (коротковолновое) излучение в невидимое инфракрасное (длинноволновое). Излучаемое Землей тепло уходит в пространство, но значительная его часть задерживается молекулами СО2
, так как углекислота непрозрачна для тепловых лучей.Оценки показывают, что отсутствие СО2
в атмосфере могло бы привести к весьма существенному снижению средней температуры на поверхности Земли…Основная масса СО2
находится не в атмосфере, а в океане, где ее в 50 раз больше. Другим резервуаром углерода и углекислого газа является биосфера. Но, конечно, больше всего связанного и захороненного углерода находится в земной коре, откуда углекислый газ поступает в атмосферу вместе с вулканическими извержениями. Между всеми резервуарами углекислого газа идет сложный обмен, стремящийся к равновесию. Нарушение равновесия должно приводить к изменениям содержания СО2 в атмосфере и, следовательно, изменениям климата на поверхности Земли. Очевидно, что изменения СО2 могли происходить по разным причинам…»Расчеты, выполненные М. И. Будыко, А. Б. Роновым, Л. И. Яншиным (1980), показали, что всплески СО2
достаточно хорошо согласуются с периодами теплых эпох, а уменьшение — с эпохами оледенений. Причем колебания концентрации углекислого газа происходят в довольно узком пределе. Основную причину всплесков содержания СО2 в атмосфере указанные авторы видят в повышении вулканической активности.10.3.6. Важное значение для климата Земли в целом имеет относительная площадь Мирового океана — чем эта площадь больше, тем более мягким («морским») будет климат на планете, т. е. тем меньше будет размах широтных изменений температуры воздуха и ее суточных, синоптических и годовых колебаний.
В геологической истории Земли не раз происходили явления наступления (трансгрессии) и отступления (регрессии) океана, в результате которых изменялись соотношения суши и моря, а также глубина океана. «…В результате регрессии океана, — пишет Лосев, — площадь суши на Земле возрастает и наша планета становится ярче в связи с тем, что суша обладает значительно большей отражательной способностью (большим альбедо). А это приводит к понижению температуры. При крупных трансгрессиях, когда затапливается до 40 % суши (по сравнению с современной), планета тускнеет, так как уменьшается ее альбедо; поверхность разросшегося океана поглощает больше солнечных лучей, что приводит к общему повышению температуры».