Естественные причины нарушений теплового баланса Земли

Изменения атмосферы планеты

Кроме изменений климата, протекающих в геологическом времени, тепловой баланс Земли может меняться и в отдельные годы или периоды времени в несколько лет или десятков лет. Такие изменения теплового баланса в естественных условиях связаны либо с изменениями солнечной активности, либо с изменениями альбедо. В годы «активного Солнца», когда на нашей звезде происходят мощные выбросы вещества, увеличивается поток элементарных частиц и жестких электромагнитных излучений, выбрасываемых Солнцем в мировое пространство.

Атмосфера и ее озоновый слой защищают жизнь на Земле от непосредственного воздействия этих губительных для всего живого мощных потоков вещества и энергии, но и для собственно атмосферных процессов их поглощение не проходит бесследно. Резко усиливается ионизация воздуха в верхних слоях атмосферы, подвижная граница ионосферы опускается. Это легко обнаруживается по увеличению частоты и яркости полярных сияний, возрастает уровень радиопомех и возникают дополнительные проблемы для систем связи. Но повышение уровня ионизации воздуха захватывает и нижние слои атмосферы, изменяя характер образования и распределения облачности, активируя электрические процессы в атмосфере, в частности, увеличивая число и интенсивность гроз, изменяя распределение осадков. Резкие отклонения от среднемноголетних норм температуры и осадков вызывают на одних территориях засуху, на других — переувлажнение, что неизбежно сказывается как на природных комплексах, так и на хозяйственной деятельности людей.

Отдельные крупные вулканические извержения могут заметно влиять на альбедо. Например, взрыв вулкана Кракатау в 1883 году выбросил в атмосферу огромное количество вулканического пепла, оседавшего на площади более 800 тысяч квадратных километров. Кроме того, многие тысячи тонн тонкой вулканической пыли попали в верхние слои тропосферы, уменьшив приток солнечного излучения к земной поверхности. Это, в свою очередь, привело к снижению средней температуры на Земле и к изменениям в распределении тепла и влаги, переносимых воздушными течениями. В засушливые годы в таежной зоне возникают лесные пожары, охватывающие иногда столь обширные территории, что дымовые частицы, поднимаясь в верхние слои тропосферы, также изменяют альбедо.

Для формирования климата на конкретных территориях не так важна средняя температура на поверхности суши или верхних слоев воды в Мировом океане, как связанные с этим интенсивность испарения, мощность и направления движения циклонов, устойчивость антициклонов, особенности перемещения воздушных масс в разные годы. Реализуясь в сложной системе атмосферно-гидросферных взаимодействий, небольшие, амплитудой всего в 1-2°С, изменения средних температур на поверхности Земли приводят к значительным, вплоть до катастрофических засух или, наоборот, наводнений, изменениям погодных условий на больших территориях. А поскольку жизнь людей, растений и животных протекает не на некой «средней Земле», а всегда в конкретной местности, даже незначительные изменения теплового баланса планеты оказывают сильное влияние на всю жизнь.

В истории Земли были значительные изменения климата, от контрастного, когда формировались обширные холодные зоны и оледенения в полярных частях земного шара, до более или менее равномерно теплого и влажного. Это было связано с изменениями положения земной оси и периодами активизации горообразовательных процессов, влиявших на распределение воздушных потоков и океанских течений.

Биосфера Земли представляет собой систему, способную к саморегуляции теплового баланса в достаточно широких пределах. Возможность «переброса» климата планеты в одно из крайних состояний — покрытой льдами с высоким альбедо, отражающей почти весь поток лучистой энергии, или, подобной Венере, раскаленной планеты с максимально выраженным парниковым эффектом, теоретически существует. Этого не происходит благодаря реакциям биоты Земли, способной предотвращать перегрузку атмосферы углекислым газом, связывая его в органическом веществе, увеличивать площади пустынь и, следовательно, альбедо при повышении средней температуры и другим реакциям. Эта способность Земли как живой планеты поддерживать условия на своей поверхности в пределах, позволяющих существование и развитие жизни, позволила Лавлоку в 1979 году сформулировать «гипотезу Геи» (Гея — богиня Земли в древнегреческой мифологии) — системы взаимодействия биосферных, литосферных, атмосферных и других механизмов регуляции климатических условий на планете, обеспечивающих относительное постоянство этих условий.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.