Почему арктический климат мягче антарктического? Почему арктика изменяется быстрее других регионов планеты Вопросы и задания.
Видео: Таяние арктических льдов обеспокоило НАСА (новости)
Видео: Фильм "Экспедиция СЕВЕР". Часть 4. Трансарктика, Антарктида
Несмотря на то, что летом Антарктика получает примерно на 7% больше солнечного тепла, чем Арктика, климат в последней значительно теплее, чем в Южной полярной области. Есть несколько причин, объясняющих это на первый взгляд странное явление.
Одна из них - свободное сообщение Северного Ледовитого океана с Атлантическим на обширном пространстве между Гренландией и северной оконечностью Европы. Теплые воды Атлантики, в том числе мощный Гольфстрим, свободно проникая под арктические льды, отдают колоссальное количество тепла Арктике, чем значительно смягчают ее климат. Кроме того, вместе с пресной водой впадающих в Северный Ледовитый океан крупнейших рек Евразии и Северной Америки, Арктика круглый год получает дополнительное количество тепла, которого лишена Антарктика.
Но, пожалуй, одна из главных причин антарктического холода заключается в том, что существующий у Южного полюса материк, является самым высоким из всех шести, имеющихся на Земле. Средняя высота Антарктического континента составляет более 2 000 м, тогда как следующая за ним по высоте Евразия имеет среднюю высоту всего около 900 м. Этот факт объясняется тем, что материковые породы Антарктиды покрывает мощный слой льда, средняя толщина которого составляет примерно 1 800 м. Тогда как в Центральной Арктике высота поверхности ледяных полей акватории Северного Ледовитого океана составляет считанные метры, что практически соответствует уровню моря.
Только за счет разности высот Антарктида должна быть холоднее Арктики в среднем примерно на 13°С, а на вершине ледяного купола - на целых 25-28°С, так как температура воздуха в атмосфере убывает на 6,5° с каждым километром высоты.
Кандидат географических наук, младший научный сотрудник Арктического и Антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ), научный сотрудник Норвежского полярного института Алексей Павлов специально для проекта «Глобальное потепление» объясняет, почему климат в Арктике меняется быстрее, чем где бы то ни было на планете.
В последнее время значительное внимание общественности приковано к вопросам изменения климата, роли антропогенных (связанных с деятельностью человека) и естественных факторов в этих изменениях, а также так называемому «парниковому эффекту». Атмосфера Земли легко пропускает солнечное излучение в видимом диапазоне, иначе говоря, свет, который мы видим. Часть этой энергии поглощается поверхностью суши или океана и затем переизлучается обратно в атмосферу уже в виде длинноволнового излучения, или, по-простому, тепла, которое уже не видно человеческому глазу. Такие газы как водяной пар, углекислый газ, метан, озон и другие эффективно поглощают это тепло, что приводит к нагреву нижних слоев атмосферы. Это и есть «парниковый эффект», который напоминает то, что происходит летом в любом дачном парнике, где стекло или пленка свободно пропускают солнечный свет, а тепло, излучаемое почвой, остается внутри парника.
Любые процессы и изменения в климатической системе являются результатом воздействия внешних факторов (к примеру, солнечная активность), хозяйственной деятельности человека и взаимодействия внутри самой системы, что часто называют естественной изменчивостью. Благодаря интересной науке палеоклиматологии известно, что в различные геологические эпохи климат Земли значительно менялся, претерпевая периоды потеплений и похолоданий. То есть сами по себе изменения климата не новы для нашей планеты, а вот возрастающий темп этих изменений, наблюдаемый с момента начала индустриальной революции, действительно может быть беспрецедентным в истории Земли.
Одним из самых простых и понятных индикаторов климатических изменений является температура воздуха в приземном слое атмосферы, ассоциируемая со всем знакомым термином «глобальное потепление». Под глобальным потеплением климатологи понимают рост приповерхностной температуры воздуха в атмосфере, полученной осреднением данных по всему земному шару и наблюдаемый в последние десятилетия. Это в свою очередь, не противоречит тому, что одни регионы теплеют быстрее других, а в некоторых может наблюдаться тенденция к похолоданию. Специалисты в области климатологии и смежных наук анализируют и другие показатели, к примеру, температуру вод океана, температуру воздуха в различных слоях атмосферы, облачность, состояние ледяного покрова и ледников, крупномасштабную циркуляцию океана и атмосферы и другие, что в конечном итоге позволяет составить более полную и объективную картину изменений, происходящих в климатической системе.
Арктика, к которой также приковано большое внимание, является наиболее чувствительным регионом к изменениям климата. И это то, что мы все ежедневно слышим из новостных лент и заголовков газет. Мало кто знает, что усиление климатического сигнала в Арктике, называемого в англоязычной литературе "Arctic amplification", является естественным и внутренним откликом самой климатической системы планеты в ответ на внешние воздействия, в том числе на увеличение содержания парниковых газов в атмосфере. И в последние два десятилетия достигнут хороший прогресс в понимании процессов, ответственных за это усиление.
До последнего времени наиболее популярным объяснением был механизм так называемой положительной обратной связи в системе "океан-лед". Подобно тому, как белая футболка отражает солнечные лучи, а темная нагревается в летнюю жару, ледяной покров и снег в Арктике отражают до 90 процентов солнечной энергии, в то время как водная поверхность — менее 10 процентов. Если по какой-либо причине в летний период незначительно увеличивается площадь водной поверхности, большее количество солнечной радиации поглощается водой, что приводит к еще более интенсивному таянию льда и снега, тем самым освобождая все больше водной поверхности, способной поглотить еще большее количество тепла.
Однако последние исследования показывают, что значительные изменения в Арктике скорее объясняются одновременным действием сразу нескольких механизмов и причин в комбинации с естественной изменчивостью арктической системы, которые действуют и проявляются по-разному в различных районах Арктики и на разных временных масштабах. К числу подобных причин относят увеличение облачности и содержания водяного пара в нижних слоях атмосферы, усиление притока теплых воздушных масс в Арктику из средних широт, потепление вод Северо-Атлантического течения (северо-восточной ветви Гольфстрима), продолжение которого распространяется в толще вод Северного Ледовитого океана, увеличение концентраций аэрозолей в атмосфере и на поверхности снега и льда, региональные выбросы парниковых газов — метана и углекислого газа из-за таяния и разрушения вечной мерзлоты, и другие. Многие из этих механизмов нелинейно взаимодействуют и усиливают друг друга, что только подчеркивает сложность процессов в Арктике.
Арктика является ключевым регионом в климатической системе, и детальное описание процессов в этом регионе является неотъемлемой задачей для надежного прогнозировании климата планеты в будущем. Несмотря на все усилия научного сообщества, Арктика по-прежнему остается одним из самых менее изученных регионов планеты по объективным причинам: из-за труднодоступности региона, стоимости и сложности проведения исследовательских работ.
Поэтому в 2007-2009 годах международным научным сообществом был проведен так называемый Международный Полярный год — координированная инициатива десятков государств, направленная на всесторонне изучение полярных регионов нашей планеты с помощью непосредственных экспедиционных исследований, дистанционных измерений с искусственных спутников Земли, математического моделирования исследуемых процессов. Наследие этой инициативы в виде больших массивов данных и новых специалистов, воспитанных за эти годы, послужит основой для продолжения работ по исследованию Арктики и Антарктики и их роли в климатической системе. Также в ближайшем будущем планируется сразу несколько крупных экспериментов, которые в комбинации с новейшими разработками измерительных приборов позволят лучше понять происходящие процессы в Арктике.
К сожалению специалистов, повышенное внимание к вопросу изменений климата зачастую порождает некорректные спекуляции в средствах массовой информации, которые необоснованно подвергают сомнению работу тысяч экспертов по всему миру, занимающихся вопросами климатологии, океанологии, метеорологии и других наук о Земле. Как представителю научного сообщества, мне остается надеяться, что в будущем появится больше популярных и доступных заметок об изменениях климата, подготовленных специалистами, непосредственно работающими в этой области. Ведь популяризация науки также является неотъемлемой составляющей деятельности современных ученых и исследователей.
Вспомните:
Вопрос: Какой климатообразующий фактор является основным?
Ответ: Разный угол падения солнечных лучей на земную поверхность.
Вопрос: На какие воздушные массы разделена тропосфера?
Ответ: Экваториальный воздух, Тропический воздух, Воздух умеренных широт, Арктический (антарктический) воздух.
Вопрос: Как влияет близость океана на формирование климата?
Ответ: Малая амплитуда (перепад) температур и большое количество осадков
Вопросы и задания:
Вопрос: Перечислите в какой-либо последовательности климатические пояса Земли?
Ответ: Экваториальный, субэкваториальный, тропический, субтропический, умеренный, субарктический (Сев.полушарие), арктический (Сев.полушарие), субантарктический (Юж.полушарие) антарктический (Юж.полушарие) климатические пояса.
Вопрос: Чем различаются основные и переходные климатические пояса?
Ответ: Климатические пояса: субэкваториальный, субтропический, субарктический и субантарктический являются переходными и располагаются между основными.
Субэкваториальный. Характерен сезонной сменой погоды. Зимой направление ветра несет сюда тропические воздушные массы. Потому осадков крайне мало, воздух становится более прохладным, облака рассеиваются. Летом направление ветра меняется, сюда попадают экваториальные циклоны. За счет этого выпадает огромное количество осадков – 3000 мм, становится очень жарко.
Субтропический. Располагается между тропиками и умеренными широтами. Тут ситуация аналогичная. Летом дуют ветра с тропиков, за счет чего становится очень жарко и солнечно. Зимой прилетают циклоны с умеренных широт, становится холодно, иногда идет снег, но постоянного покрова не образуется.
Субарктический (субантарктический). Зона динамического минимума, с высокой влажностью и очень низкими температурами – более –50. Примечательно то, что в Северном полушарии субарктическая зона занимает преимущественно сушу, а в Южном – это сплошная акватория в районе Антарктиды
Вопрос: Почему в экваториальном поясе выпадает больше осадков, чем в тропическом?
Ответ: В условиях низкого давления нагреваемый атмосферный воздух постоянно поднимается вверх, что приводит к образованию большого количества дождевых облаков, что приводит к большому количеству осадков.
В тропическом поясе воздух опускается из верхних слоев тропосферы к земной поверхности, опускаясь воздух прогревается, но дождевых облаков не образует, поэтому осадков выпадает крайне мало, однако имеются исключения в виде восточных берегов материков, которые омываются океанами и находятся под действием пассатов которые дуют с океанов, поэтому здесь выпадает большое количество осадков
Вопрос: Какие климатические области формируются внутри умеренного климатического пояса. Под влиянием чего это происходит?
Ответ: Область морского климата. Данный подтип располагается над поверхностью вод Мирового океана, а также в прибережных районах (Нью-Йорк, Лондон). Это зона характеризуется наиболее низкой амплитудой колебания температур в течение года. Зима тут аномально теплая: крайне редко столбик термометра опускается ниже нулевой отметки. Постоянный снежный покров в холодное время года также не образуется: снег и изморозь бывают нечасто и держатся на земле совсем не долго. При этом стоит отметить, что лето здесь отнюдь не жаркое. Когда в более северных зонах температура поднимается до предела, утомляя всех жарой, тут сравнительно прохладно – не более 22 градусов выше нуля. Годовое количество осадков здесь максимальное – до 2000 мм.
Область умеренного континентального климата
Это тип умеренного пояса, который располагается в глубине материков, вдали от морей и океанов. Он характерен очень жарком летом – до +28 и морозной зимой – более чем 12 градусов ниже нуля. Тут всегда сухо, количество осадков минимальное – до 300 мм. Большая часть территорий, которые покрывает эта природная зона, – степи и полустепи в Евразии и Северной Америке. Тут в течение зимы формируется постоянный снежный покров и заморозки. Летом бывают слабые ветра, кратковременные дожди и легкая облачность.
Область резко континентального климата
В этой подзоне умеренный климатический пояс граничит с субарктическим, что в значительной степени влияет на его погодные условия. Кроме того, еще одной его особенностью считается то, что он располагается вдали от внешних вод, потому тут предельно сухо – не более 200 мм в год. Летом здесь весьма прохладно и ветрено. Температура редко поднимается выше отметки +19. Тем не менее это компенсируется большим количеством солнечных дней за счет малой облачности. Само лето короткое, холода приходят буквально во второй половине августа. Зимой очень холодно, и на протяжении всего сезона земля покрыта снегом. Температура опускается ниже –30, часто над местностью формируются снежные облака.
Область муссонного климата
В некоторых совсем незначительных по своим параметрам областях умеренный пояс перехватывает муссоны. Это ветра, которые формируются преимущественно в тропических зонах и редко достигают столь высоких широт. Перепады температур тут невелики, а вот влажность колеблется очень сильно. Главная особенность заключается в том, что лето очень влажное, а зимой с неба не выпадает ни единой капельки. Тип погоды – антициклонный, с резкой сменой давления и направления ветра.
Вопрос: Объясните почему арктический климат мягче антарктического?
Ответ: Над Северным Ледовитым океаном климат мягче т.к.к нему доходят воды теплых течений, ледовый покров не такой мощный как на Антарктиде, а океан даже покрытый льдом дает больше тепла чем в Южном полярном круге, 90% солнечного тепла в Антарктиде отражается от поверхности материка не нагревая его.
