Климат Земли непрерывно меняется. Все слышали про ледниковые периоды: на Земле становилось очень холодно, а огромные территории покрывались льдом на тысячи лет. Были и времена, когда вся планета превращалась в тропики, и даже около полюсов было влажно и тепло. Чтобы узнать, как менялся климат, люди изучают растения и животных прошлого, отложения в почве и на дне океанов, выделяют пузырьки газа из многолетних льдов.
Но можно ли узнать, каким климат станет в будущем? Сегодня расскажем, от чего зависит климат Земли, и как его предсказать.
Этот текст выйдет в 2 частях. Это первая, и в ней мы расскажем про климат в целом и про то, как на него влияют Солнце и другие небесные тела. Начнём!
В общих чертах
Климат — это “средняя погода”. В него входят все метеорологические характеристики: температура, осадки, ветер и т.д. Причём осреднять их можно по любой территории: “климат Франции”, “климат Европы”, “климат Земли”. Период, за который мы осредняем, не должен быть слишком коротким. Сегодня климат оценивают за 30 лет, но для разных задач можно брать и больше: например, “климат голоцена” (последние 12 тысяч лет). В общем, “климат” — понятие очень многообразное. Но чаще всего, когда говорят о климате, имеют в виду среднюю температуру за 30 лет, ведь она наиболее наглядна и во многом определяет все остальные характеристики.
Прогнозировать климат можно так же, как и погоду: с помощью компьютеров и уравнений. Действуем примерно так:
- Узнаём, какие природные процессы влияют на климат;
- Устанавливаем физические законы, по которым “живут” эти процессы;
- Подготавливаем математическую модель и запускаем её на суперкомпьютере.
Задачка оказывается очень сложной из-за тесного переплетения многих процессов на самой Земле и в её атмосфере. А также из-за влияния со стороны Солнца и других небесных тел. Вообще, климат можно сравнить с живым организмом, например, с человеком. Наше состояние зависит как от внешних условий, так и от происходящего внутри тела. Представим, что Земля — это человек, а климат — его самочувствие.
Погода за окном
Чтобы нам было комфортно, очень важна хорошая погода: не должно быть ни слишком жарко, ни слишком холодно. Для нашей планеты “погода” — это интенсивность солнечного излучения, ведь большую часть тепла Земля получает именно от Солнца.
С самого рождения Солнца интенсивность его излучения медленно растёт, и Земля получает всё больше тепла. Мы знаем это по наблюдениям за другими звёздами и по истории самой Земли и можем давать прогноз.
Но есть на Солнце и циклические изменения, то есть чередование периодов повышенной и пониженной активности. Этих циклов несколько: 11-летний, 22-летний, вековой, тысячелетний. Их мы тоже прогнозируем, но не до конца понимаем причины, по которым они возникают.
Как распорядиться энергией
Но даже при одинаковой солнечной активности климат может быть очень разным, в зависимости от того, как энергия Солнца распределяется по планете. Есть два главных процесса, от которых это зависит.
1. Циклы Миланковича
Это медленные, происходящие в течение многих тысяч лет изменения параметров орбиты Земли. Земля вращается вокруг Солнца не по кругу (как мы всегда себе представляем), а по овалу. Он постоянно меняет форму: либо сжимается и становится почти кругом, либо вытягивается. Причём Солнце всегда будет не в центре этого овала, а ближе к одному из краёв.
Теперь возьмём северное полушарие Земли и представим такое совпадение: наступает зима, а Земля вдобавок оказывается далеко от Солнца. Будет холоднее, чем могло быть. А летом Земля оказывается близко к Солнцу, и лето оказывается более жарким. Климат стал очень контрастным. При этом в южном полушарии всё наоборот: там зима очень тёплая, а лето — холодное, климат сгладился.
Ещё мы помним, что ось вращения Земли наклонена примерно на 23° к плоскости орбиты, именно из-за этого сменяются зима и лето. Но за тысячелетия и этот угол меняется, тоже циклически. При увеличении угла сезоны становятся более выраженными, при уменьшении — менее выраженными.
Циклы Миланковича возникают из-за влияния на Землю Луны, Солнца и других планет. Мы хорошо это понимаем и можем давать прогнозы. Например, сейчас форма орбиты близка к кругу (и продолжает стремиться к круглой форме), а в январе Земля находится немного ближе к Солнцу, чем в июне. Климат сейчас достаточно ровный, и в ближайшее время не станет более контрастным.
2. Тектоника
Континенты непрерывно перемещаются, меняя облик Земли. При перемещении материков меняется циркуляция воздуха, морские течения и весь климат в целом.
Здесь Земля тоже проходит через циклы: материки то сходятся вместе, образуя один гигантский суперконтинент, то вновь расходятся.
Климат Земли сильно зависит от того, как именно расположены континенты. Например, если все они объединятся на экваторе, то на Земле сильно потеплеет. А если континенты объединятся на полюсе, то покроются ледяной шапкой, как сейчас Антарктида, и наступят очень холодные времена.
Взглянув на карту мира, вы поймёте, что сейчас все континенты разошлись, и это способствует более мягкому климату. В ближайшие 200 млн лет континенты могут снова объединиться, но мы пока точно не знаем, где именно это произойдёт.
Солнечная активность и циклы Миланковича — это два главных “внешних” процесса, влияющих на климат Земли. А в следующем тексте мы расскажем про то, как Земля может сама менять свой климат. До встречи!
