Оба полюса Земли - места, куда не достаёт прямое солнце, где зимой царит полярная ночь. Казалось бы, должно быть примерно одинаково холодно.
Но Северный полюс - это -34°C в среднем зимой. Южный полюс - это -60°C в среднем зимой, а рекордный минимум -89,2°C зафиксирован на советской станции «Восток» в 1983 году. Разница в 25-30 градусов - и у неё есть три конкретные причины, каждая из которых интереснее предыдущей.
Первая причина: лёд над водой против льда над сушей
Северный полюс - это Арктика. Под ним нет суши - только Северный Ледовитый океан глубиной до 4000 метров, покрытый плавучим льдом толщиной 2-3 метра. Южный полюс - это Антарктида. Под ним - континент площадью 14 миллионов кв. км, покрытый ледником со средней толщиной 2100 метров.
Это принципиальная разница. Океан - колоссальный аккумулятор тепла. Вода накапливает его летом и медленно отдаёт зимой, смягчая морозы. Под арктическим льдом вода имеет температуру около -1,8°C - это не тепло, но это ощутимо теплее воздуха наверху. Тепло океана через лёд незаметно, но постоянно поднимается вверх.
- Антарктический ледник лежит на каменном континенте. Камень и лёд не накапливают тепло так, как вода, и не отдают его зимой. Поверхность промерзает до дна и остаётся холодной. Никакого теплового резервуара под ногами - только многокилометровый слой льда, который сам по себе является прекрасным изолятором в обратном направлении.
Вторая причина: высота над уровнем моря
Северный полюс находится на уровне моря - точнее, на уровне морского льда, примерно на нулевой отметке. Южный полюс географически расположен на высоте 2835 метров над уровнем моря. Это почти высота Эльбруса.
Температура в атмосфере снижается с высотой примерно на 6,5°C на каждую тысячу метров - это стандартный атмосферный градиент. Высота 2835 метров даёт примерно -18°C только за счёт высоты - без учёта всех других факторов.
- Антарктида - самый высокий континент Земли по средней высоте поверхности. Средняя высота Антарктиды около 2300 метров - это больше, чем у любого другого континента. Именно ледник делает её такой высокой: под льдом рельеф местами опускается ниже уровня моря, но поверхность льда остаётся высоко.
Третья причина: альбедо и зеркальный эффект
Третья причина - альбедо, то есть отражательная способность поверхности. Свежий снег и лёд отражают 80-90% солнечного излучения обратно в космос, практически не поглощая тепло. Это называется высоким альбедо.
Арктика при всей своей ледяной поверхности имеет вокруг открытый океан - тёмную воду, поглощающую более 94% солнечной энергии. Летом, когда солнце светит круглосуточно, арктический океан нагревается - и это тепло потом влияет на температуру зимой.
- Антарктида - сплошной белый континент. Летом солнце отражается от снега и уходит обратно в космос. Тепло практически не накапливается. Антарктический ледник работает как гигантское зеркало, возвращающее солнечную энергию туда, откуда она пришла. Именно поэтому Антарктида остаётся холодной даже в антарктическое лето.
Полярный вихрь: почему Антарктида изолирована
Над Антарктидой существует устойчивый «полярный вихрь» - система ветров, циркулирующих вокруг континента. Это атмосферный барьер, который удерживает холодный воздух над Антарктидой и не даёт более тёплым воздушным массам с севера проникать внутрь.
Арктика открыта для обмена воздушными массами со средними широтами значительно больше. Тёплый воздух с Атлантики периодически добирается до Северного полюса - особенно зимой, когда атмосферная циркуляция усиливается. Это смягчает арктические морозы.
- Антарктический полярный вихрь устойчивее арктического. Он создаёт климатическую изоляцию - Антарктида живёт в своём собственном холодном пузыре, почти не смешиваясь с остальной атмосферой. Именно поэтому там возможны рекордные морозы: ничто не приносит тепло извне.
Рекорды холода: цифры, которые сложно представить
Рекорд Северного полюса - около -68°C, зафиксированный в Гренландии в феррале 1954 года. Это экстремум. Средняя зимняя температура на Северном полюсе - около -34°C.
Рекорд Южного полюса - -89,2°C на советской станции «Восток» 21 июля 1983 года. Это был абсолютный рекорд низких температур на Земле более 30 лет - до 2010 года, когда спутниковые измерения зафиксировали -93,2°C в другой точке Антарктического плато.
При -89°C металл становится хрупким как стекло. Выдыхаемый воздух замерзает немедленно - с характерным шипящим звуком, который полярники называют «шёпотом звёзд». Незащищённая кожа получает обморожение за несколько секунд. Это условия, в которых работали советские и российские учёные на «Востоке» - постоянно, десятилетиями.
Станция «Восток»: самое суровое рабочее место на Земле
Советская антарктическая станция «Восток» открыта в 1957 году и работает по сей день. Она находится вблизи Южного геомагнитного полюса на высоте 3488 метров над уровнем моря. Здесь зафиксирован абсолютный температурный рекорд планеты.
- Зимовка на «Востоке» - одно из самых тяжёлых испытаний для человека вне космоса. Температура -60°C - это норма для июля. Кислорода на такой высоте - около 68% от уровня моря: не критично для выживания, но организм постоянно работает с напряжением. Станция полностью отрезана от мира с февраля по октябрь - самолёты не летают в такой мороз.
Именно под «Востоком» в 1990-2000-х годах было обнаружено подлёдное озеро Восток - крупнейшее подледниковое озеро Земли объёмом около 5400 куб. км. Оно изолировано от атмосферы 15 миллионов лет. В нём могут существовать организмы, не контактировавшие с внешним миром с момента оледенения Антарктиды.
Арктика теплеет быстрее: климатический парадокс
Вот что происходит сейчас и что меняет картину. Арктика нагревается в 2-4 раза быстрее, чем остальная планета - это явление называют «арктическим усилением». По данным IPCC (Межправительственная группа экспертов по изменению климата), за последние 50 лет Арктика потеплела примерно на 3-4°C, тогда как средняя температура планеты выросла примерно на 1,1°C.
- Причина - таяние льда. Когда арктический лёд тает, на его месте остаётся тёмная вода с низким альбедо. Она поглощает тепло, нагревается, тает ещё больше льда. Это положительная обратная связь: изменение усиливает само себя.
Антарктида ведёт себя иначе. Западная Антарктида и Антарктический полуостров теплеют, но восточная часть - где находится «Восток» - остаётся стабильно холодной. Полярный вихрь пока справляется. Пока.
Почему это важно за пределами полюсов
Разница между двумя полюсами - не просто географическая особенность. Она имеет прямые последствия для всей планеты.
Антарктический ледник содержит около 70% всех запасов пресной воды Земли. Если он растает полностью - уровень мирового океана поднимется примерно на 60 метров. Это гипотетический сценарий, который займёт тысячи лет, - но даже частичное таяние Западной Антарктиды даёт несколько метров подъёма уровня моря в более короткие сроки.
- Арктический лёд - плавучий. Когда он тает, уровень моря практически не меняется (плавающий лёд уже вытесняет воду, как кубик льда в стакане). Но таяние арктического льда меняет атмосферную циркуляцию Северного полушария - и это влияет на климат Европы, России, Северной Америки.
А вы как думаете: если бы Северный Ледовитый океан промёрз до дна и превратился в твёрдый континент - стал бы Северный полюс таким же холодным, как Южный? Делитесь в комментариях! Ставьте 👍🏼 и подписывайтесь!
-------------------
Читайте так же: