Как может измениться погода на планете

Непривычная картина для южных морей. Ледокол «Капитан Демидов» в ожидании проводки судов по замерзшему Азовскому морю. Фото из архива ЮНЦ РАН

В последние годы в мире повысился интерес к исследованиям климата, и особенно в свете его наблюдаемых глобальных изменений. Они влекут за собой целый ряд важнейших последствий. От колебаний площади и толщины арктических льдов зависят условия мореплавания, перспективы развития ледокольного флота, возможности освоения нефтегазовых ресурсов шельфа и многое другое. Изменяется ресурсный потенциал и география рыбного промысла. 

А как же наука? Можно ли положиться на данные ученых, их климатические прогнозы в ходе принятия ответственных экономических решений? Ведь точность прогноза погоды и предстоящих изменений климата зависит от полноты физико-географических данных и продолжительности наблюдений за изменчивостью среды.

В Мурманском морском биологическом институте КНЦ РАН (основан в 1935 году) накоплен большой опыт комплексного экосистемного мониторинга арктических морей. Это итог многолетних научно-экспедиционных исследований на Арктическом шельфе и в прибрежных зонах арктических архипелагов. Ученые проводят регулярные океанографические съемки с использованием научно-исследовательских судов. Экспедиции работают также на «попутных» атомных ледоколах и судах ледового класса по трассе Севморпути. Проходят береговые экспедиционные отряды. Это позволило отследить динамику климатических изменений с конца XIX века по настоящее время и сделать обоснованные выводы о природе и тенденциях современного потепления в Арктике. 

Специалисты же федерального исследовательского центра «Южный научный центр РАН» (ЮНЦ РАН) уже более 15 лет ведут исследования явлений и процессов в реках, водохранилищах и морях юга России, опираясь на фактический материал. Какие выводы можно сделать на основании их исследований?

Климат цикличен

Благодаря анализу климатических данных и по результатам исследований и экспедиций ученых ЮНЦ РАН и ММБМ КНЦ РАН можно сделать вывод о замедлении с 2011 года темпов потепления. Возможно, мы стоим на пороге цикла похолодания на юге европейской части России.

Предвестником начала нового климатического цикла служит наблюдаемая в настоящее время «разбалансировка» климата в европейской части России. Среди ее проявлений, напоминают ученые ЮНЦ РАН, торнадо в регионах, где их не было раньше, аномальные зимы, сильные засухи и пожары, кратковременные, но интенсивные осадки (дожди, снегопады, град). Последние десять лет на юге России преобладали экстремальные природные явления. Среди них засуха, сокращение водности и объема стока рек Дон, Кубань, Волга, осолонение Азовского моря, экстремальные сгоны и нагоны, периодический заток в дельту Дона солоноватой морской воды (4–6 промилле, то есть граммов в литре воды). В докладе Росгидромета «О климатических рисках на территории Российской Федерации» (за 2017 год) также отмечается, что в последние два десятилетия на территории России участились опасные явления погоды, а также инициированные ими техногенные чрезвычайные ситуации.

Глобальная цикличность климата зависит от изменений солнечной активности. Самый известный солнечный цикл – 11-летний. Есть также столетний и тысячелетний циклы. На планете Земля главный фактор, определяющий изменения климата, – это Мировой океан. 

График изменения температур в течение двух веков. График подготовлен Михаилом Митиным

С точки зрения научного руководителя ФИЦ «Южный научный центр РАН», академика РАН Геннадия Матишова, «климат и его изменения цикличны. В Северном полушарии 17–20 тыс. лет назад произошло последнее материковое оледенение. Уровень Мирового океана опустился на 120 м, шельфы осушились. Моделей оледенения много, но суть одна – глобальные потепления и похолодания повторяются. Великие ледники Северной Америки и Европы начали распадаться 14–15 тыс. лет назад. Для того чтобы растаял Скандинавский ледник, понадобилось порядка 5 тыс. лет. Есть немало фактов, подтверждающих теорию цикличности климата. В конце XIX века шведский исследователь Арктики Норденшельд на судне «Вега» за сезон прошел от Стокгольма до Берингова пролива. И Норденшельд, и челюскинцы, и многие другие за одну навигацию проходили вдоль берегов Сибири в безледных условиях потепления». 

Как известно, с подачи нобелевского лауреата Альберта Гора пошли разговоры о скором таянии арктических льдов. Но прошли годы – лед не растаял. Да, с начала 2000-х годов в Арктике, да и во всем Северном полушарии, отмечалось устойчивое сильное потепление. Сокращалась площадь и толщина ледяного покрова, многие виды морской фауны продвигались на север и северо-восток. Однако есть основания полагать, что фаза максимального потепления уже пройдена. В последние несколько лет наблюдается высокая межгодовая изменчивость на фоне вековых трендов. Так, среднегодовая ледовитость Баренцева моря после аномально мягкого 2012 года возросла, оставаясь в то же время на 5–10% ниже климатической нормы.

По мнению Матишова, «прогнозы климата Северного Ледовитого океана, Крайнего Севера необходимо соотносить с явлениями в Антарктиде (здесь сконцентрировано 92% льда и холода на Земле) и в Южном океане. Относительно тонкий слой теплых вод Гольфстрима резко контрастирует с 6-километровыми толщами холодных вод Северной Атлантики. Впредь предстоит не только опираться на анализ вод Гольфстрима, но и учитывать подводный климат в глубинных слоях океана». 

Арктика без рисков

Природа наземной Арктики в целом хорошо изучена. Однако сейчас особое внимание привлекают процессы, обусловленные современным потеплением и антропогенным воздействием. При этом очень мала сеть метеостанций за полярным кругом. Как наладить в этих широтах комплексный экосистемный мониторинг? По мнению специалистов, наиболее перспективны при мониторинге арктических морей методы дистанционного зондирования, позволяющие расширять сеть морских и береговых наблюдений. Приоритетом должен стать анализ современных климатических процессов в широком понимании (атмосфера, гидросфера, морские льды и ледники суши, многолетняя мерзлота, динамика морских и наземных экосистем). 

По мнению ученых ММБИ, Арктику следует изучать как природную область, включающую шельф, острова и побережья морей – от Баренцева и до Чукотского. В ее пределах следует выделить Европейский и Азиатский сектора, резко различающиеся по климатическим и ледовым условиям, ресурсному потенциалу, уровню экономического развития, численности и составу населения.

Как отмечает главный научный сотрудник ММБИ, доктор географических наук Сергей Дженюк, «на морских акваториях, где сезонный ледяной покров образуется ежегодно, экосистемы и хозяйственная деятельность адаптированы к этому фактору. 

А вот когда замерзание происходит эпизодически, лед становится климатическим риском, и прежде всего для морской деятельности. Ледяной покров в аномально холодные зимы может сохраняться длительное время и дезорганизовать работу портов, считающихся незамерзающими. Так, Мурманский порт на севере Кольского залива в ХХ веке замерзал четырежды с интервалом 30–33 года (1901–1902, 1935–1936, 1965–1966, 1997–1999), что отражает цикличность похолоданий в Арктике. В Таганрогском заливе Азовского моря продолжительность ледового периода в начале 2000-х годов варьировалась от 6 дней (2007) до 70–72 дней (2008, 2011, 2012). В суровые зимы условия ледового плавания в Азовском море приближаются к арктическим. 

Ледовые условия лимитируют освоение нефтегазовых месторождений на Арктическом шельфе. Для стационарных буровых платформ даже малая вероятность появления льда означает необходимость выбора между ледостойкими и обычными вариантами.»

Для оценки многолетних климатических трендов используются данные, осредненные по большим пространствам. Изменения площади ледяного покрова оцениваются в границах всего Арктического бассейна. Однако даже в условиях аномально низкой общей ледовитости могут складываться локальные ситуации, резко осложняющие условия мореплавания. Так, в сентябре 2013 года ледовые условия по всей трассе Севморпути были благоприятными. Неожиданностью стал «тромб» на границе Лаптевых и Карского морей, остановивший проход каравана судов ВМФ. Пришлось вызывать ледокол. 

Сюрпризами отличалась и летняя навигация 2016 года. Раннее похолодание застигло моряков врасплох, в итоге целая группа судов осталась на вынужденную зимовку в порту Певека. Налицо большие экономические потери. 

Арктические торосы Южного моря

А вот что говорит о вековых рядах наблюдений за температурой воздуха в регионе Азовского моря научный сотрудник ЮНЦ РАН, кандидат географических наук Людмила Дашкевич: «В начале XXI века в регионе наблюдается увеличение среднегодовой температуры воздуха относительно XX века. Наиболее существенно оно в южной и северо-восточной частях акватории. Вместе с тем в отдельные годы средняя годовая температура понижалась до величин, характерных для середины XX века – периода относительной климатической стабильности».

За последние сто лет наибольшими темпами росли средние зимние и весенние температуры воздуха. Наименьшими – осенние. При этом в период 2000–2017 годов в Азовском регионе быстрее всего росли среднесезонные температуры лета и весны и в меньшей степени – зимы. 

С 2010 года ученые отмечают снижение темпов потепления климата в Азовском регионе, что, возможно, говорит о переходе к следующей климатической фазе во внутривековых колебаниях температур, считает Людмила Дашкевич. 

В 2014 году коллектив авторов (Матишов, Чикин, Дашкевич,  Кулыгин, Чикина)  опубликовал в «Докладах Академии наук» (том 457, № 5, с. 603–607) научную статью «Ледовый режим Азовского моря и климат в начале XXI века». В ней, в частности, говорится: «В настоящее время все больше известных климатологов, утверждающих, что за последние годы никакого роста средней температуры на Земле не наблюдается. Так, показано, что внутривековые климатические изменения ледовитости Евразийских арктических морей носят полициклический характер по причине колебания солнечной постоянной. Слабое место основных климатических глобальных сценариев – игнорирование на практике, в расчетах природной цикличности и регионального развития климата, например в Южном океане и Антарктиде или на юге России. Есть конкретные работы, которые на основе временных трендов в рядах сроков появления льда на реках европейской территории России предсказывают дальнейшее потепление климата к 2020 году. Для реки Дон и Азовского моря это не соответствует реальным наблюдениям ЮНЦ РАН в 2004–2013 годах. В последнее десятилетие климат на юге нашей страны характеризовался чередованием суровых и мягких зим. Преобладали сравнительно холодные зимы в 1984–2000 годах, суровыми были зимы 2002/2003, 2005/2006, 2011/2012 годов».

В этой связи заслуживает внимания недавно опубликованная работа профессора Бориса Смирнова из Объединенного института высоких температур РАН «Физика глобальной атмосферы», в которой доказывается, что концепция парникового эффекта под воздействием углекислого газа была предложена примерно в то же время, что и теория тепловой смерти, и также была доказана ее несостоятельность. Но в отличие от теории тепловой смерти концепция парникового эффекта продолжает по разным причинам свое победное шествие по планете.

Такое глобальное явление, как климат, зависит от огромного количества факторов. В частности, нельзя говорить, что увеличение массы углекислого газа и влаги в атмосфере вообще только повышает температуру воздуха. Скопления дождевых капель, облака, наоборот, защищают Землю от солнечной радиации, от ультрафиолетовых лучей, понижая температуру. Все чувствуют некоторую прохладу, когда солнце закрывается облаками.

Можно сказать, что похолодание в глобальном смысле – это естественный процесс, который является циклическим и совершается с определенной периодичностью. Например, японец Мототака Накамура, изучая температурные изменения Гренландского моря, пришел к выводу, что сейчас подходит к концу 70-летний период потепления воды в Северной Атлантике. Сменится он соответственно похолоданием.

Глобальное потепление – это в основном процесс, вызванный деятельностью человека, который не бережет свою планету. Поэтому с понижением температур – естественным циклическим процессом – он соотносится. Другое дело, что такие глобальные изменения климата спровоцируют неблагоприятные погодные условия, увеличение количества выпадающих осадков и, может быть, природные катаклизмы.

Не так давно на заседании Королевского астрономического общества в Уэльсе был представлен доклад о том, что Земле грозит малый ледниковый период, или же, по-другому, глобальное похолодание. Согласно летописям, это явление имело место между серединой XVII и второй четвертью XVIII века. Очевидцы говорили о замерзшей воде в Темзе, в Дунае, о продолжительном и не единичном в течение года оледенении Москвы-реки.

Однако такая ситуация мировому ученому сообществу в его большинстве показалась абсурдной. Многие исследователи считают понижение температур тогда, триста лет назад, просто единичным случаем, задумываясь о глобальном потеплении. Однако полного опровержения теория не получила, поэтому она заслуживает и внимания, и рассмотрения.

Теория глобального похолодания предполагает постепенный процесс остывания поверхности планеты, вследствие этого покрытие обширных поверхностей снегом. Его белоснежный слой будет отражать свет солнца, что приведет к понижению температур на земле. Феномен похолодания в XVII веке изучал британец Маундер. Он связал его с определенной степенью активности пятен на Солнце. Теперь этот феномен называется минимумом Маундера.

Сегодня исследования подтверждают, что активность солнечных пятен – явление циклическое. И, поскольку наше светило влияет на многие аспекты жизни на Земле, изменения климата не являются исключением.

Ростов-на-Дону