Регулирование площади полярных льдов

Вопрос и возможности растопления полярных льдов для освобождения Земли от оледенения и улучшения климата Арктики, возникал неоднократно. Как считают некоторые исследователи, при этом может появиться возможность полнее использовать природные ресурсы арктических и субарктических районов, развивать земледелие за полярным кругом и т. д.

Наш соотечественник Борисов предложил растопить полярные льды, построив плотину в Беринговом проливе для перекачки воды из Берингова моря в Северный Ледовитый океан. Некоторые зарубежные ученые, в частности Флетчер, посчитали возможным растопить льды Арктики при помощи атомной энергии. Как видно, первый вариант предусматривает косвенное воздействие на оледенение и носит характер управления природными процессами. Второй вариант предлагает подход к природе с позиции силы, то есть путем прямого воздействия на термодинамический процесс.

Статья "Ледовые ландшафты".

Целесообразность изменения состояния географической оболочки в Северном полушарии зависит от того в какай степени устойчиво состояние оледенения и насколько устойчива искусственно создаваемая «безледовая» обстановка. Наш соотечественник М.И. Будыко доказал, что оба состояния неустойчивы. Следовательно, с помощью управляющих воздействий можно лишь перевести природную систему из одного неустойчивого состояния в другое также неустойчивое.

Установлено, что льды Арктики могут самопроизвольно растаять в результате уменьшения облачности в северной части Атлантического океана. При этом усилится приток тепла в Северный Ледовитый океан - за счет поступления более теплых вод из Северной Атлантики. На основании данных о влиянии загрязнения на ледовый покров Северной Атлантики считается, что развитие природной системы непреднамеренно идет по пути растопления льдов Арктики.

Однако, хорошо ли это? На широтах 60 -90°, то есть в Субарктике и Арктике, в связи с полярными льдами в настоящее время температура ниже по отношению к температуре неледникового климата на 12 - 15°С, в умеренных и низких широтах - на 5°С. Наличие полярных льдов, как видно, значительно увеличивает температурный контраст между низкими и высокими широтами.

Теоретически вычисленные температуры для безледного режима Арктики показывают, что при этом температура воды зимой здесь не снижалась бы до точки ее замерзания. Однако, могло быть чередование лет с образованием льда и без замерзания водной поверхности. При временном ледяном покрове может увеличиваться альбедо и снижаться приходная часть радиационного баланса, что может привести к возобновлению общего оледенения. Все это говорит о неустойчивости безледного состояния Арктики. Поэтому разовое растопление льдов может оказаться неэффективным. Воздействие должно быть пусть слабым, но постоянным.

Уничтожение оледенения Арктики может принести не только положительные результаты. Следует ожидать при этом снижения разности температур между низкими и высокими широтами. А эффективность работы тепловой машины первого рода, как уже отмечалось, определяется нагревателем - экваториальной областью и холодильником - полярной областью. Температура нагревателя под влиянием оледенения понижается незначительно, а температура холодильника - весьма существенно. Таким образом, под воздействием оледенения Арктики усиливается меридиональный перенос тепла в системе планетарной циркуляции атмосферы, а этот перенос является основным в этой системе. Поэтому уменьшение разности температур в случае таяния льдов приведет к снижению интенсивности циркуляции, что неизбежно скажется на глобальном климате Земли.

Снижение широтного переноса особенно существенно отразится на климате умеренных широт. При этом уменьшится облачность, понизятся зимние температуры. В связи с уменьшением оттока тепла с экватора, температура там повысится.

Таяние льдов Арктики не пройдет бесследно для Гренландии и для Южного полушария. Средняя температура льда Гренландии в настоящее время незначительно ниже нуля, то есть ледяной щит находится в состоянии неустойчивого равновесия со средой. Поэтому при некотором повышении температуры воздуха начнется таяние материкового ледяного щита. Уровень Мирового океана при этом поднимется на 10 метров. Все это приведет к сокращению площади суши на несколько миллионов км2, хотя и смягчит климат Земли, особенно в зимний период.

Уменьшение температурных контрастов между арктическими широтами и экваториальными областями вызовет повышение температуры на экваторе. Возрастет температурный градиент между экваториальными областями и Антарктикой, а также между Северным и Южным полушариями. Это усилит меридиональный перенос тепла в Южное, более холодное, полушарие. Произойдет изменение глобальных систем циркуляции атмосферы Земли. В результате этого ледники Антарктики начнут таять, что явится бедствием для населения нашей планеты, так как  уровень Мирового Океана повысится на 60 метров. Это приведет к затоплению значительных участков суши, в том числе - наиболее обжитых и освоенных районов. В результате многие сельскохозяйственные земли окажутся затопленными.

Все эти глобальные изменения в географической оболочке приведут к перемещению системы географических зон. Как считает наш соотечественник Марков, смещение ландшафтных зон составит от 5° до 15° широты. Причем зоны высоких широт сместятся более значительно, чем низких. Таким образом, сокращение или полное уничтожение оледенения на Земле окажет всеобщее воздействие на всю географическую оболочку. При разрушении оледенения повысится температура Океана, уменьшится растворимость углекислого газа в океанической воде, что приведет к увеличению парникового эффекта. Климат потеплеет, уменьшится меридиональная контрастность температур, сократится количество атмосферных осадков.

Как видно, будет действовать схема положительной обратной связи, приводящая к самоусилению процессов. Однако безледный режим, также как и состояние оледенения, является неустойчивым. Эта неустойчивость объясняется возникновением автоколебаний в системе: земная поверхность - атмосфера - океан - оледенение. При этом оледенение может существовать периодически.

Самым инертным в этой системе является Океан, что связано с особыми свойствами морской воды, которая имеет максимальную плотность при температуре замерзания. Поэтому Океан не может замерзнуть не охладившись на большую глубину, ток как охлаждающаяся вода в Океане из-за высокой плотности постоянно будет погружаться, не достигнув точки замерзания. В связи с огромной теплоемкостью Океан требует длительного охлаждения для того, чтобы замерзание стало устойчивым. По данным моделирования период такого охлаждения должен составлять 25 тысяч лет.

При уничтожении оледенения система выводится из неустойчивого равновесия, в котором она находится в настоящее время, и переходит в автоколебательный режим. Это означает постоянную изменчивость характеристик погоды. Неустойчивость погодных и климатических условий приведет к трудностям в ведении сельского хозяйства.

Таким образом, оба состояния географической оболочки - ледниковое и неледниковое - являются неустойчивыми. Однако, сокращение оледенения приведет к возникновению неустойчивого колебательного режима взамен неустойчивого равновесного, существующего в настоящее время.

При отмечающейся сейчас тенденции потепления климата Земли задача состоит в сохранении оледенения Арктики, чтобы через системы положительной обратной связи этот процесс потепления и деградации оледенения не усилился до критических масштабов. Проекты растопления льдов представляются пока преждевременными.

Необходима разработка моделей планетарного прогноза и управления на количественном уровне. По расчетам Будыко при летней температуре воздуха, равной +4°С лед толщиной 4 метра растает в Арктике за четыре года. После этого оледенение будет иметь сезонный характер. Как видно, имеется большая опасность непреднамеренного изменения климата и ландшафта Земли под влиянием антропогенной деятельности.

 

Литература.

  1. Смольянинов В. М.  Общее землеведение: литосфера, биосфера, географическая оболочка. Учебно-методическое пособие / В.М. Смольянинов, А. Я. Немыкин. – Воронеж : Истоки, 2010 – 193 c.

 

Еще статьи по теме

 
 
Баннер