Евгений Борисенков - Климат и деятельность человека
Рис. 3. Основные характеристики подстилающей поверхности ледникового периода (по В. Гейтсу и др., 1976) Изотермы — в °С, высоты — в м, положение ледников заштриховано
Рис. 4. Разность температур поверхности Мирового океана ледниковой и современной эпох (по В. Гейтсу в др., 1976).
Изотермы — в °С
Таблица 1. Осредненные характеристики климата ледниковой эпохи по данным численных экспериментов
Характеристика климата Средние значения для июля ледникового периода Разность средних значений поля для ледникового и современного периодов северное полушарие южное полушарие северное полушарие южное полушарие Температура поверхности, °С 17,8 7,6 -5,3 -4,5 Температура воздуха у поверхности, °С 18,0 7,1 -5,3 -4,5 Температура на уровне 800 мб, °С 7,8 -3,3 -5,0 -4,6 Температура на уровне 400 мб, °С -23,4 -30,7 -8,2 -5,0 Зональный ветер на уровне 800 мб, м/с -0,9 3,6 -0,3 -0,9 Зональный ветер на уровне 400 мб, м/с 2,4 14,7 -0,1 -2,1 Облачность, % 22,5 44,2 -2,9 -2,2 Относительная влажность на уровне 800 мб, % 46,8 63,1 -2,6 0,1 Содержание влаги в атмосфере, мм 14,2 12,9 -8,3 -3,9 Испарение, мм/день 4,0 3,5 -0,5 -0,9 Осадки, мм/день 4,5 3,1 -1,2 -0,1 Давление у поверхности, мб 972,9 995,1 -8,7 8,7Вторая серия экспериментов показала, что интенсивность циркуляции в июле и январе повышается. Оси циклонов смещаются к югу и проходят южнее Скандинавии в сторону Азии. Сильно сокращаются осадки летом, особенно над Южной и Восточной Азией, зимой они примерно такой же интенсивности, что и теперь, и лишь в северном полушарии их было немного меньше.
При моделировании климата ледниковой эпохи с помощью третьей модели оказалось, что в среднем на всем земном шаре осадков было на 10% меньше, чем теперь, над сушей — 31%, а над океаном лишь около 1%. Средняя температура у поверхности упала на 5,4° С, над сушей на 7,7°, а над океаном на 4,4°.
Повышение альбедо континентов во время ледникового периода за счет большой площади, покрытой льдом и растительностью, дало в модели более низкие температуры во всей тропосфере и более высокое давление у поверхности над континентами по сравнению с океанами.
Приведенные характеристики — результат реконструкции климата да базе теоретических моделей, которые в основном дают сходные оценки. Поэтому есть все основания предполагать, что реальные климатические условия ледникового периода в главных чертах вряд ли могли сильно отличаться от восстановленных. Будущие эксперименты с более сложными моделями уточнят эту картину.
Однако при всех обстоятельствах ясно, что наступление ледниковой эпохи привело бы к таким климатическим условиям, которые катастрофически повлияли бы на все стороны хозяйственной деятельности и на самого человека. Достаточно сказать, что среднему похолоданию на 1°С соответствует сокращение вегетационного периода порядка двух недель. Таким образом, среднее похолодание на 5,4° С (согласно моделям) привело бы к сокращению вегетационного периода почти на три месяца, что для многих районов мира равносильно его отсутствию.
Остановимся кратко на некоторых характеристиках климата голоцена. Наибольший интерес представляют теплые и холодные периоды этой эпохи. Мы уже отмечали, что в первые 7—8 тыс. лет происходило резкое потепление климата. Примерно 8 тыс. лет назад растаял скандинавский ледовый покров. Льды Североамериканского континента растаяли около 6,5 тыс. лет назад, а лабрадорский лед — еще позже, 4,5 тыс. лет назад.
К этому времени субарктические леса сместились к северу примерно на 300 км севернее их нынешней полярной границы. На несколько сот километров отступила к северу и вечная мерзлота в Восточной Сибири и Северной Америке. Почти везде, за исключением некоторых зон, климат был более влажным, чем сейчас. Примечательно, что влажный климат длительное время господствовал во всем засушливом поясе, простирающемся от Западной Африки до Раджахстана на северо-западе Индии. Даже в засушливом центре Сахары годовое количество осадков составляло 250—400 мм (сейчас 6 мм/год). Уровень озера Чад на 40 м превышал современный, а само озеро достигало размеров Каспийского моря. Обширные пастбища использовались скотоводами-кочевниками, интенсивно развивалось земледелие без орошения в районах Ближнего и Среднего Востока, включая северо-запад Индии, т. е. в районах, которые ныне относятся к засушливым. Некоторые области в полосе 35—40° с. ш. в это время были более засушливыми (Калифорния, Невада, Иран, Южная Африка), и это сказывалось на развитии их экономики. Рис. 5 иллюстрирует климат этого наиболее теплого и благоприятного периода голоцена, получившего название климатического оптимума.
Примерно 4 тыс. лет назад во многих районах земного шара климат заметно похолодал и стал суше. На рис. 6 приведен график, характеризующий среднее количество осадков в Раджахстане за последние 11 тыс. лет. Эти данные восстановлены по уровням озер и другим косвенным данным. На графике видно, что примерно 3,7 тыс. лет назад количество осадков за очень короткий период уменьшилось в три с лишним раза (до 200 мм), что привело к упадку экономики района.
Предполагают, что подобные климатические катастрофы были вызваны человеческой деятельностью. Ниже мы вернемся к вопросу формирования засушливых условий при оценке факторов антропогенного происхождения, влияющих на климат. Следует, однако, учитывать, что региональные особенности изменения климата наблюдались всегда. И, по-видимому, никогда изменения климата не были одинаковыми во всех районах земного шара для данного периода. Такая ситуация имеет место и сейчас. Поэтому представления о глобальном потеплении или глобальном похолодании вовсе не означают повсеместного повышения или понижения температуры, а характеризуют осредненную картину.
Дело в том, что климатические изменения всегда сопровождаются изменением циркуляционного режима атмосферы. В результате потеплению или увлажнению климата в одних районах сопутствует похолодание или сухость климата в других. Так, среднегодовая температура за первые 2 тыс. лет из последних 5 тыс. в Китае была на 2° выше, чем теперь. В других районах земного шара отмечалось заметное похолодание климата. Последние 3 тыс. лет в Китае температура колебалась в пределах 2—3° С. Минимум температуры отмечался в 1000, 400 гг. до н. э. и 1200 г. н. э. Климат был довольно теплым в 206 г. до н. э. — 220 г. н. э. и в 618—907 гг. н. э.
Рис. 5. Характеристика климата в период климатического оптимума около 8 тыс. лет назад (по В. Келлогу, 1977).
В — климат более влажный, чем современный; С — климат более сухой, чем современный
Рис. 6. Среднее количество осадков в Раджахстане (Индия) за последние 11 тыс. лет.
1 — годовое; 2 — в период летнего муссона; 3 — в сухой период
По данным японского метеоролога Аракавы, лето 1180 г. принесло неслыханную засуху в Западной Японии. В то же время в восточной части Японии был обильный урожай. Такие условия могли складываться только в результате циркуляционных процессов, влияющих на формирование климатических аномалий.
