Солнечная радиация… Извержения вулканов… Общее поголовье овец на планете… Уровень развития экономики… Площадь полярных шапок…
Что из перечисленного влияет на климат? Какие из этих параметров лишние? Есть ли, помимо перечисленных, иные «влиятельные» параметры? Отвечаю в порядке поступления: все, никакие, есть.
Начнем с главного. Солнце. Ясно, что оно – главный виновник всего происходящего на планете погодно-климатического безобразия. Если б не этот желтый карлик, вся атмосфера планеты вместе с климатом и погодой осыпалась бы на стылую поверхность сухими снежными хлопьями замороженного газа.
Солнце не устает подкидывать исследователям сюрпризы. Скажем, всего пару десятилетий назад ученые полагали, что количество тепла, идущего от Солнца на Землю, уменьшается в периоды, когда на Солнце больше всего пятен (период повышенной «пятнистости» светила называется периодом солнечной активности). Это было вполне логичное допущение: темные пятна – области солнечной поверхности, в которых температура ниже окружающей, из-за чего они, собственно, и выглядят темными на фоне сияющего пространства. (Температура солнечных пятен почти вдвое ниже температуры «рабочей» солнечной поверхности.) Ну а раз много темных пятен, значит средняя температура солнечной поверхности ниже, и тепловой поток тоже… И только исследования последних лет доказали обратное.
Ровно светит Солнце или с колебаниями – интересовало ученых давно. Больше 100 лет назад в горах США были построены обсерватории, которые измеряли интенсивность тепловой радиации, излучаемой Солнцем. Но тогда уловить небольшие колебания теплового потока не удалось. Их открыли совсем недавно – в эпоху внеатмосферных исследований: в декабре 1978 года был запущен американский спутник «Нимбус-7». Этот космический труженик летал вокруг Земли целых 20 лет, наблюдая за светилом, и выяснил, что солнечная радиация не только колеблется, но и четко следует за солнечной активностью – когда на Солнце много пятен, Солнце «греет» больше и наоборот. А насколько больше?…
Разница межу максимумом и минимумом теплоотдачи примерно 2,5 Вт/м 2 , то есть 0,15 % от номинала. Копейки! Но этих копеек оказывается достаточно, чтобы изменить среднеземную температуру на несколько десятых долей градуса или даже на целый градус. Мало? Хватает для потрясения социальных основ, в чем мы убедимся ниже.
То, что Солнце периодически «болеет», покрываясь темными пятнами, было известно людям еще до изобретения телескопа. Китайцы открыли пятна на Солнце аж в 165 году до н. э. – тогда их было видно невооруженным глазом. И не только тогда! Периоды сверхвысокой солнечной активности случались и позже. Скажем, русские летописи в 1372 году отмечали аналогичное явление. С изобретением телескопа наблюдение солнечных пятен стало, что называется, делом техники.
Забавно, кстати, вышло с этим телескопом! В советских энциклопедиях вы можете встретить утверждение, что телескоп изобрел Галилей. Итальянские энциклопедии с этим, понятное дело, не спорят. Немцы в своих мнениях расходятся – германские энциклопедии дают две версии: 1) телескоп изобрел Кристоф Шайнер из Ингольштадта; 2) телескоп изобрел Давид Фабрициус из Вестерхафе, что в Восточной Фрисландии. Британская энциклопедия полагает, что телескоп изобрел Томас Хэрриот – англичанин, естественно. Но этот Хэрриот, изобретя телескоп и честно описав свое изобретение, забросил описание в стол, никому ничего не сказав. С англичанами так бывает. Скажем, англичанин Кавендиш открыл аргон, но, никому об этом не сообщив, кинул записки в стол, в результате аргон был открыт повторно на 100 лет позже, и слава «открывальщика» принадлежит Рамзаю.
Но кто бы ни изобрел телескоп, с инструментом дела пошли уже веселее. В самом начале XVII века темные пятна на Солнце наблюдали Галилео Галилей, Томас Хэрриот, Кристоф Шайнер, Давид Фабрициус… Позже немецким астрономом-любителем Генрихом Швабе была обнаружена знаменитая 11-летняя цикличность появления на Солнце пятен: каждые 11 лет количество пятен почему-то резко возрастало. Но тоже не всегда! Иногда Солнце вдруг словно бы забывало, что должно периодически активничать, покрываясь пятнами, и замирало в своем безмятежном ровном горении. Так, например, было во время маундеровского минимума, названного по имени английского астронома леди Маундер. Тогда за целых 70 лет (в период с 1645 по 1715 годы) на Солнце наблюдалось всего 50 пятен. В тысячу раз меньше обычного! Солнце было совершенно неактивным. Это было тяжелое для нашей планеты время. Средние зимние температуры упали на градус-полтора, а среднеглобальные – на полградуса.
Казалось бы, что такое полградуса в мировом масштабе? Да даже и полтора! Ну будет зимней ночью температура, вместо 15 градусов мороза, 16,5. Не велика разница! Однако климатическая система настроена так тонко, что среднеглобальное падение температуры всего по полградуса оборачивается большими погодными неприятностями «на местах». Полградуса, кстати, это ровно столько, насколько повысилась среднеглобальная температура за последний век. И это повышение заставило всех говорить о глобальном потеплении, таянии ледников, всемирном потопе… А в маундеровский минимум вполне можно было говорить о глобальном похолодании – это были самые холодные десятилетия за последние 2 тысячи лет.
Это было время Страдивари. В специализированном научном журнале «Дендрохронология» два американца опубликовали статью, в которой показали, что скрипки знаменитого итальянского мастера обязаны своим волшебным звучанием именно глобальному похолоданию. Антонио Страдивари родился аккурат в самом начале маундеровского минимума, а свои самые ценные инструменты создал с 1700 по 1720 годы. Первым обратил внимание на это совпадение климатолог Колумбийского университета Ллойд Беркль. Он решил проверить, как отразилось маундеровское похолодание на альпийских елях, из которых Страдивари делал свои скрипки. И обратился к дендрохронологу Генри Гриссино-Майеру.
Выяснилось, что в пятисотлетней истории альпийских хвойных лесов был период чрезвычайно замедленного роста. Вы уже догадались? Да, он пришелся как раз на маундеровский минимум. Везде – от Франции до Германии – ели, сосны, лиственницы с 1625 по 1720 годы росли буквально «через не могу» – на спилах видны очень плотные и узкие годичные кольца. «Плотное дерево звучит лучше!» – сделали вывод климатологи. Так суровые климатические условия благоприятно сказались на искусстве.
…Длинные зимы, прохладное лето. Знаем мы, где сейчас такие условия. Был бы жив Страдивари, он не стал бы делать скрипки из итальянской сосны, старику имело бы смысл заказывать российский лес. Made in Siberia.
Хорошо было Страдивари, он жил в Италии. Гораздо меньше повезло тем, кто жил чуток севернее. Самый страшный удар от маундеровского похолодания получили Финляндия, Швеция, Россия, Норвегия, Эстония – череда неурожайных лет выкосила в этих странах до 50 % населения. В России тогда правил Петр Первый. Из его записных книжек нам известно о климатических аномалиях эпохи: первая осада Азова провалилась потому, что 1 октября 1696 года русские войска на берегу Азовского моря завалило снегом. Нынче в эту пору в Причерноморье только-только заканчивается бархатный сезон.
Забегая вперед, скажем, что начавшийся XXI век – век глубокого и продолжительного солнечного минимума, напоминающего маундеровский. Этот минимум должен наступить не позднее 25 солнечного цикла. Мы сейчас живем в 23-м. (С легкой руки директора Бернской обсерватории Рудольфа Вольфа, в честь коего и названы числа Вольфа, нумерация солнечных циклов ведется с середины XVIII века. Именно тогда начались регулярные наблюдения за солнечными пятнами.)
Наш 23-й цикл солнечной активности начался в 1996 году и должен закончиться в марте 2008 года. Следующий, 24-й цикл закончится в 2020 году, потом наступит 25-й. По прогнозам астрономов в этом цикле солнечная активность не превысит 50 единиц. Для сравнения: максимум 22-го цикла – 155 единиц; абсолютный максимум прошлого века, состоявшийся в 1957 году, – 190 единиц. Все, что меньше 100 – катастрофически мало.
Причем прогнозируемый учеными минимум солнечной активности продлится до конца столетия. В результате интенсивность солнечного излучения уменьшится настолько, что среднеглобальная температура снизится на те же полградуса, которые убили половину населения Европы в петровскую эпоху. И если вы думаете, что сейчас человечество защищено от голода и неурожаев лучше, чем 300 лет назад, то глубоко заблуждаетесь. «Запасайтесь гробами, сволочи!» – писал Зощенко… Как бы не пришлось нам бороться с глобальным похолоданием, вместо глобального потепления. Впрочем, о будущем мы еще поговорим в последней части книги.
Итак, мы выяснили, что на климат влияют колебания солнечной активности. Но разогрев поверхности планеты зависит не только от активности Солнца, но и от положения самой Земли, вспомним Гиппарха: «клима» – это уклон, угол. Другими словами, нагрев зависит от того, под каким углом планета повернет к звезде свою «макушку». С дошкольных лет каждый знает, что Земля крутится вокруг Солнца и вокруг своей оси. Период обращения Земли вокруг своей оси – 24 часа, а вокруг светила – 365 суток с копейками. Но эти два параметра – еще не все характеристики вращения планеты.
Ось вращения, проходящая через Северный и Южный полюсы, – та самая, о которую «трутся спиной медведи», – наклонена к плоскости обращения Земли вокруг Солнца под углом в 23,1 градуса. Поэтому школьный глобус всегда «кривой», и никогда вы не отыщете в продаже глобуса, железная ось которого, увенчанная черным пластмассовым шариком, победно торчащим из Северного полюса, была бы перпендикулярна вашему столу. Она всегда наклонена, поскольку отражает существующее в реальности положение планеты.
Земля вращается вокруг светила, подставляя Солнышку то Северный полюс, то Южный, отчего приключаются смены времен года – когда больше Солнца попадает на Северный полюс, случается лето в Северном полушарии, а когда на Южный – в Южном.
Но 23,1 градуса – это средний угол, под которым ось вращения планеты наклонена к плоскости эклиптики. Угол этот постоянно меняется, гуляет на полтора-два градуса. Это «гуляние» называется нутацией. Когда угол меньше, больше тепла попадает на «макушки», начинают таять полярные шапки. Когда, напротив, угол возрастает, больше тепла приходится на низкие, экваториальные широты и меньше на полярные. И полярные шапки разрастаются. Период нутации – 41 тысяча лет.
Цикл эксцентриситета (сжимание-расширение эллипса орбиты) – 93 тысячи лет.
А есть еще такая штука, как прецессия, – конусообразное колебание оси вращения планеты. Период колебания прецессии 23 тысячи лет… В музее бельгийского города Лир экспонируются удивительные механические часы. Они сделаны часовым мастером Луи Зиммером в 1935 году и состоят из нескольких циферблатов. На одном из циферблатов движется самая медленная стрелка в мире – период ее полного оборота как раз составляет 23 тысячи лет. Увидевший зиммеровские часы Эйнштейн был очень ими впечатлен и тепло поздравил мастера с созданием этого великого прикола…
Так вот, все перечисленные астрономические циклы есть не что иное, как циклы климатических колебаний. Астрономия – наука точная, как часы. И не очень сложная, кстати. Еще во времена Птолемея можно было предсказывать солнечные затмения на сотни лет вперед. Поэтому, казалось бы, зная, с какой точностью работают небесные шестеренки, можно легко предсказывать изменения климата. Увы. Инструменты климатического оркестра звучат какофонически. Колебания разной частоты сложным образом накладываются друг на друга, словно рябь, бегущая по большой волне, и образуют сложную картину возмущения. А уж если учесть, что не только астрономия влияет на климат, картина становится совсем зубодробительной.
Одним из самых первых и самых известных ученых, исследовавших влияние астрономических циклов на климат, был Милутин Миланкович – серб по национальности. В отечественной литературе его любят величать югославским ученым. Миланкович действительно умер в 1958 году в Югославии. Но родился он в конце XIX века в Австро-Венгерской империи, поэтому с тем же успехом его можно называть великим австро-венгерским ученым, тем более что учился он в Вене, а работал какое-то время в Будапеште. Миланкович занялся проблемой, которая волновала тогда буквально всех, даже русских революционеров, например, знаменитого анархиста князя Кропоткина.
Дело в том, что в XIX веке была открыта поразительная периодичность оледенений. Оказалось, что когда-то полярная шапка расползалась практически на всю Европу – чуть ли не до Черного моря континент был покрыт мощным ледниковым панцирем. И это открытие совершенно потрясло весь цивилизованный мир. Еще за 2–3 десятка лет до этого замечательного открытия, во времена Пушкина, люди с точностью до года знали, когда был создан мир: один из средневековых ирландских монахов, изучая священное писание, высчитал дату сотворения – 4004 год до рождества Христова. В России до 1700 года даже летоисчисление велось от сотворения мира. (Правда, россияне с тем ирландским монахом были не вполне согласны и вносили свою поправку: полагали, будто мир был создан за 5508 лет до рождества Христова.)
И вот представьте себе, после этой неторопливой эпохи шпаг и дуэльных пистолетов вовсю развернул свои плечи замечательный XIX век – век удивительных свершений, век револьвера, воздушного шара, Жюля Верна и паровоза, век, вскруживший человечеству голову успехами науки и техники. Биология указала людям на их предков – приматов. А геология – на истинный возраст мира: сотни миллионов лет.
Были, наконец, открыты следы грандиозного оледенения. На существование в Европе гигантского ледника указывали два геологических признака – ледниковые морены и глубокие параллельные борозды на поверхности долин.
1 2 3 4 5 6 7