Феликс Зигель - Виновато Солнце
Но все-таки интересно, есть ли какая-нибудь периодичность в, казалось бы, беспорядочной смене погоды? А если есть, то не замешано ли в этом Солнце?
На высоте 30–40 км в земной атмосфере находится слой озона — газа, каждая молекула которого состоит из трех атомов кислорода. Озоновая прослойка спасает нас от губительного действия коротковолновых солнечных лучей: озон поглощает все лучи с длиной волны меньше 290 миллимикрон. Но, поглощая радиацию Солнца, озоновый слой нагревается. Когда Солнце активно, нагрев сильнее, в периоды его спокойствия нагрев меньше. Можно думать, что эти колебания температуры передаются нижним слоям воздуха, а значит, они должны влиять на погоду.
Радиозонды подтверждают эту догадку. Действительно, после сильных вспышек на Солнце температура озонового слоя поднималась с —60° до —18°. А это сразу изменяло направление воздушных течений над полярными районами.
В Северной Атлантике возникали жестокие штормы и сильнейшие снегопады.
Еще несколько десятилетий назад американский биолог А. Дуглас открыл замечательный факт. Он исследовал толщину годичных колец на спилах многих тысяч деревьев, взятых из разных мест земного шара. Были среди деревьев и молодые, с возрастом в несколько десятилетий. Были и секвойи, жившие уже тысячи лет назад. Но всюду и во всех случаях наблюдалось чередование широких и узких годовых колец. Очевидно, каждое широкое годовое кольцо свидетельствовало о благоприятной для роста дерева, теплой погоде с обильными дождями. Наоборот, когда метеорологические условия неблагоприятны, годовой прирост древесины ослаблен и годовое кольцо получается тонким.
Толстые и тонкие годовые кольца, оказывается, чередуются не как попало. Самые толстые и самые тонкие слои повторяются в среднем через 11 лет, а между ними наблюдаются постепенные переходы. В росте деревьев на протяжении сотен веков отражена ритмика Солнца. Циклические переходы от активности к относительному покою и обратно, переходы, совершающиеся в 150 миллионах километров от Земли, четко зафиксированы земными растениями!
Этот случай далеко не единственный. 11-летний солнечный цикл замечен в следующих явлениях погоды:
— частоте появления перистых облаков;
— частоте появления гало (или галосов) и венцов вокруг Луны и Солнца;
— частоте и интенсивности гроз;
— давлении воздуха у поверхности Земли;
— количестве осадков;
— частоте бурь, ураганов, смерчей;
— колебаниях уровня озер и многих других явлениях;
— которые мы не перечислили, боясь утомить читателя.
Стоит, пожалуй, лишь напомнить, что в 1948–1949 годах, когда солнечная активность проходила через очередной максимум, погода на Земле была крайне неспокойной.
Взбудораженная Солнцем атмосфера досаждала человечеству почти ежедневными неприятностями. Сильнейшие тайфуны опустошали побережья Японии, жестокие ураганы проносились над Американским континентом, разрушительные наводнения нанесли огромный ущерб хозяйству Китая, Индии и многих европейских стран.
Но ведь такая же картина наблюдалась в 1968–1971 годах, когда создавалась эта книга. Очередной максимум солнечной активности снова взбудоражил земную атмосферу.
Связь Солнца и погоды несомненна. Но как ее объяснить? Какой природный механизм обеспечивает связь солнечных пятен с ураганами, наводнениями и засухами?
Этой проблемой занимаются многие ученые как у нас, так и за рубежом. Особенно плодотворны работы советского геофизика Игоря Владимировича Максимова и возглавляемой им группы исследователей.
Проблема была поставлена так: влияет ли солнечная активность на распределение атмосферного давления в воздушной оболочке Земли, а значит, и на атмосферную циркуляцию? Если влияет, то, следовательно, погода зависит от солнечной активности. Все же остальное — лишь детали, вызванные главной причиной: изменениями атмосферной циркуляции.
Циклон — это область пониженного атмосферного давления. Наоборот, там, где антициклон, давление атмосферы повышено. Когда «падает барометр», жди нашествия циклона — дурной, неустойчивой погоды. Если же циклон сменяется антициклоном (а это рано пли поздно неизбежно), повышенное атмосферное давление сопровождается хорошей погодой.
На Земле есть районы, где атмосферное давление всегда понижено. Такова, например, Исландия и ее окрестности. А вот в районе Азорских островов почти всегда наблюдается антициклон.
Конечно, это постоянство относительно. И в Исландии иногда бывает хорошая погода, и на Азорских островах идет дождь. Всякие такие нарушения привычного состояния тотчас сказываются на атмосферной циркуляции. Если до этого она была зональной, то есть, скажем, в умеренных широтах Северного полушария поток воздуха шел в основном с запада на восток, то теперь циркуляция стала меридиональной. Холодные массы воздуха вторглись на юг, а теплые воздушные массы с юга направились к северу. Все это неизбежно влечет за собой резкую смену погоды.
Как уже говорилось, колебания атмосферного давления в каждом данном месте Земли зависят от активности Солнца. Чем больше на Солнце пятен, тем больше размах этих колебаний и их амплитуда.
Но вот любопытная деталь. Как обнаружили в 1963 году И. В. Максимов и Б. А. Слепцов, на различных широтах амплитуда колебаний атмосферного давления неодинакова.
По мере продвижения от экватора к полюсам эта амплитуда растет. На широтах 65–75° она становится наибольшей, а дальше к полюсу снова убывает.
Зоны между 65 и 75° широты давно известны геофизикам. Именно здесь чаще всего наблюдаются полярные сияния и магнитные бури. Значит, сюда, в эти районы Земли, земным магнитным полем направляются наиболее плотные потоки солнечных корпускул. Именно они и обеспечивают связь полярных сияний, магнитных бурь и атмосферного давления с солнечной активностью. Теперь понятен и другой факт, давно известный метеорологам. Зоны между 65 и 75° широты отмечены самой бурной на Земле атмосферной циркуляцией.
За последние два десятилетия удалось подметить еще один важный факт. Оказывается, с усилением солнечной активности давление в полярных районах растет, а в субтропических, наоборот, падает. Значит, перепад давления увеличивается и при этом, как неизбежное следствие, усиливается циркуляция.
Уточним: в периоды солнечной активности ослабляется зональная циркуляция и усиливается меридиональная. Но когда холодные массы с севера вторгаются на юг, наступает резкое похолодание. Наоборот, в других местах пришедшие с юга теплые воздушные массы вызовут в полярных районах нежданную оттепель.
Детали влияния солнечной активности на погоду еще во многом пока неясны. Но общая ситуация вырисовывается уже сегодня: в периоды повышенной активности Солнце сильно будоражит атмосферу. И это верно не только для какого-нибудь района земного шара, но и для всей Земли в целом.
"Биография" климата
Климатом называют совокупность всех видов погоды, наблюдаемых в данной местности. В отличие от погоды, климат относительно постоянен. Во всяком случае, за несколько лет климат в данном месте земного шара практически не меняется. Само слово «климат» в переводе с греческого означает «наклон». Термин удачен, потому что климат в первую очередь зависит от того, под каким углом падают на земную поверхность солнечные лучи.
Вспомните известную школьную карту климатических поясов. Два холодных, два умеренных и один жаркий пояс — так условно разделяется на климатические зоны земная поверхность. Нетрудно сообразить, что каждому климатическому поясу соответствует вполне определенное освещение солнечными лучами.
В экваториальной зоне солнце в полдень проходит недалеко от зенита (на земном экваторе—точно через зенит).
Солнечные лучи в это время падают на земную поверхность почти отвесно, а потому сильно нагревают ее. Наоборот, в околополярной зоне солнце никогда не поднимается высоко над горизонтом и «косые» лучи солнца греют плохо.
В умеренных поясах, где в основном сосредоточены почти все крупнейшие центры земной цивилизации, климатические условия наиболее благоприятны. Здесь нет ни удушающей жары тропических стран, ни леденящего холода Заполярья.
Климат, следовательно, прежде всего зависит от географической широты данного места. Это — главное, но не единственное, что определяет климат. Близость моря смягчает колебания температуры. Вода, в отличие от суши, медленно нагревается, но зато и медленно отдает тепло.
Выполняя роль природного термостата, она смягчает климат.
Наоборот, на тех же широтах в пустынях, вдалеке от поберожья суточные колебания температуры могут быть очень большими.
Немаловажны для климата морские течения. Теплый Гольфстрим, идущий к берегам Европы из Мексиканского залива, сильно смягчает климат приморских европейских стран. А вот холодное Лабрадорское течение вполне сравнимо с «холодильником», заметно охлаждающим побережья, которые оно омывает.
