admin / 10.11.2018

Арктический лед – полярные льды

| на главную | доп. материалы | географическая оболочка |

Полярные льды и их планетарная роль

Неоднократно ставился вопрос: а что если растопить полярные льды, освободить Землю от оледенения и тем самым улучшить климат Арктики? Тогда появится возможность полнее использовать природные ресурсы арктических и субарктических районов, развивать земледелие за полярным кругом и др. П.Борисов полагал, что полярные льды можно растопить, построив плотину в Беринговом проливе для перекачки воды из Берингова моря в Северный Ледовитый океан. По оценкам Г.Флетчера, целесообразно освободить Арктику ото льда при помощи атомной энергии. Приводимые варианты решения одной проблемы базируются на разных подходах. Первый — преднамеренное косвенное воздействие на оледенение через изменение циркуляции путем строительства и перекачки вод — носит характер управления. Второй — прямое воздействие на термодинамический процесс — предполагает подход к природе с позиции силы.

Целесообразность изменения состояния географической оболочки в Северном полушарии в определенной мере зависит от того, насколько устойчивы оледенение и искусственно создаваемая безледная обстановка. Если равновесие в одном из случаев устойчиво, то система самопроизвольно будет возвращаться к нему, будучи выведенной из такого состояния.

М.Будыко теоретически доказал, что оба состояния Арктики (ледовое и безледное) неустойчивы. Следовательно, с помощью управляющих воздействий можно перевести систему из одного состояния в другое. Однако льды Арктики могут растаять и сами по себе при уменьшении облачности на севере Атлантического океана и снижении скорости испарения влаги с поверхности акватории. В результате температура океанских вод, поступающих из Северной Атлантики в Северный Ледовитый океан, повысится, а значит, усилится приток теплоты в Арктический бассейн. Благодаря неустойчивому термическому состоянию, свойственному Арктике, равновесие изменится (согласно принципу Ле-Шателье — Брауна) в направлении внешнего воздействия, т.е. в сторону повышения температуры, что и приведет к желаемому результату. Согласно данным о загрязнении Северной Атлантики, развитие системы непреднамеренно идет по пути, теоретически разработанному М.Будыко.

Известно, что оледенение Арктики продолжается относительно недолго. С возникновением ледового покрова увеличивается альбедо и, следовательно, снижается приходная часть радиационного баланса. Поэтому при образовании ледяных полей радиационный баланс Арктики уменьшается. Это может привести к возобновлению оледенения по схеме управления с положительной обратной связью, что свидетельствует о неустойчивости безледного состояния Арктики. Таким образом, воздействие на оледенение Арктики в виде разового таяния льдов может оказаться неэффективным. Оно должно быть пусть слабым, но постоянным.

Как может повлиять уничтожение льдов в Арктике на природу земного шара в целом

Оледенение обеспечивает повышенную разность температур между низкими и высокими широтами, что влияет на эффективность работы тепловой машины. Температура нагревателя (экваториальная область) под влиянием оледенения понижается незначительно, а температура холодильника (полярные области) — существенно. Таким образом, под воздействием оледенения Арктики усиливается меридиональный перенос тепла в системе планетарной циркуляции атмосферы. Таяние льда приведет к снижению интенсивности меридианальной циркуляции и усилению широтной, что существенно отразится на климате умеренных широт (увеличение облачности, повышение зимних температур, снижение радиационного баланса и др.). В связи с уменьшением оттока тепла от экваториальных районов их температура повысится, возрастет температурный градиент между экваториальными областями и Антарктидой, а также между Северным и Южным полушариями. Это в свою очередь усилит меридиональный перенос тепла в Южное (более холодное) полушарие. Усилится термическая диссимметрия Земли: Южное полушарие станет холодильником по отношению к Северному. В связи с этим произойдут изменения глобальных систем циркуляции и, возможно, деградация оледенения Антарктиды.

Наконец, таяние льдов Арктики не пройдет бесследно для Гренландии и Южного полушария. Средняя температура льда Гренландии незначительно ниже нуля, т.е. ледяной щит находится в состоянии неустойчивого равновесия и при потеплении таяние неизбежно. В таком случае включается механизм положительной обратной связи: сокращение площади ледника — снижение его охлаждающего влияния — повышение уровня океана — уменьшение альбедо в освободившейся ото льда зоне — потепление — дальнейшее сокращение площади льда. В результате таяния ледников Гренландии уровень Мирового океана теоретически может подняться почти на 10 м.

Это приведет к уменьшению площади суши на несколько миллионов квадратных километров и потеплению климата Земли, особенно в зимний период.

Таяние ледников Антарктиды, несомненно, явится бедствием для населения земного шара, так как приведет к заметному повышению уровня Мирового океана (суммарно около 60 м). Основная часть наиболее обжитых и освоенных районов, в том числе многие житницы мира, окажутся затопленными. Это неизбежно приведет к перемещению географических зон. На консервативные компоненты ландшафта (кора выветривания, почвы) будут накладываться не свойственные им подвижные компоненты (тип климата, увлажнение, растительность — pppa.ru). В результате на всем земном шаре в ландшафтах установится переходный процесс, вплоть до выработки нового состояния равновесия. Пока нет возможности хотя бы приблизительно судить о характере изменений ландшафтов, поэтому можно воспользоваться палеогеографическими реконструкциями, выполненными для межледниковий.

По данным К.Маркова, в межледниковые эпохи смещения ландшафтных зон составляли 5-15° широты, причем зоны высоких широт смещались существеннее, чем низких. Элементы прежних зон на той же территории включались в состав новой системы зональности, возникали реликтовые элементы, усложнялась общая структура ландшафтов.

Оба неустойчивых состояния географической оболочки — ледниковое и неледниковое — способствуют тому, что всякое изменение, если оно воздействует на оледенение, приводит к возникновению неустойчивого колебательного режима взамен неустойчивого равновесного (метастабильного). При существующей тенденции потепления климата Земли задача состоит в сохранении оледенения Арктики, чтобы через системы положительной обратной связи процесс потепления и деградации оледенения не усилился до катастрофических масштабов. Для этого необходимо до минимума сократить антропогенную составляющую потепления климата и бережно относиться к существующим ледникам.


Изменение льдов Арктики

В последние десятилетия всё внимание приковано ко льдам в Арктике. Интерес вызван не только экономическими соображениями (добыча нефти и так далее). Лёд в Северном Ледовитом океане – это яркий, самый наглядный показатель изменения климата на планете. Таяние льдов в Арктике сегодня тщательно изучается.

В октябре 2016г NASA предоставило карты льдов в Северном Ледовитом океане с 1984 по 2016 года.

Лёд в сентябре 1984г

Лёд в сентябре 2016г

Мы взяли карты за сентябрь 1984 и 2016 года. Как вы видите, за последние 32 года площадь криосферы (ледяной оболочки) сильно сократилась. Площадь арктических льдов в сентябре 2016 года уменьшилась до 4,14млн кв км. В 1984 году этот показатель был выше в 1,5 раза (6,4млн кв км).

Учёные весь лёд разделяют по возрасту:

  • Ниласовый (толщина 5-15см)
  • Молодой (толщина 15-30см)
  • Однолетний (толщина 30-200см)
  • Старый (толщина более 200 см)

Если говорить конкретно о возрасте, то все виды льдов, кроме старого, в тёплое время года тают полностью. Иначе говоря, они являются сезонными и не сохраняются до следующей зимы.

От возраста зависят некоторые свойства криосферы. Старый лёд имеет высокую устойчивость к потеплению, он менее остальных подвержен таянию. Масса такого льда огромная, поэтому морские волны и бури ему не страшны. Молодой лёд сильно зависит от температуры окружающей среды и быстро реагирует на неё. К тому же он очень подвижный, его могут уносить морские и океанические волны.

Посмотрите снова на карты льда. Яркие белые области – это старый лёд. Чем прозрачнее ледяной покров, тем он тоньше (моложе). Арктический морской лёд не только сокращается по площади, но и становится моложе и тоньше. Старый лёд уже не способен выдержать глобальное потепление.

В 1980-х годах старый лёд составлял около 20% от всей площади криосферы Арктики. Сейчас это всего лишь 3%! Если раньше старый лёд был единым целым щитом, то сейчас он находится в виде отдельных оторванных кусков.

Большая часть старого льда сохранилась вблизи северных островов Канады и у берега Гренландии. Согласно исследованиям, именно эта зона менее других подвержена глобальному потеплению.

Первый пик резкого сокращения льда начался в 1989 году и продолжался несколько лет. В дальнейшем атмосферная циркуляция способствовала уменьшению скорости таяния. Второй пик начался в середине 2000-х и длится по сей день.

Мы провели расчёты и пришли к выводу, что с вероятностью 73% в августе-сентябре 2058 года Арктика впервые за последние 100 000 лет полностью освободится от ледяного щита. Последующие 40 лет будут периодом с сезонным возникновением льда в холодную половину года.

После 2100 года ожидается, что круглый год в Северном Ледовитом океане лёд будет отсутствовать.

Изменение минимальной площади льда в Арктике с 1984 по 2016г

Однако это только прогнозы. В атмосфере могут произойти процессы, которые могли быть не учтены при анализе. Остаётся следить за климатическими изменениями на планете.

В начале 2000-х годов учёные из университета Колорадо разработали новый метод мониторинга Арктического льда. Он основан на использовании микроволновых приборов. Морской лёд в зависимости от возраста по-разному излучает энергию. Поэтому в наше время контроль криосферы стал реальным.

Статья переведена с NASA. Автор: Maria-José Viñas
Частично дополнена авторами проекта «Метеоролог и я»

Похожие темы:

Овощи вызывают глобальное потепление

Новый метод исследования ледников

Зелёная Арктика

Уже сегодня на сайте NASA можно увидеть изменения, указывающие на то, что в настоящее время площадь ледового покрова Арктики достигла минимальных показателей с момента начала спутникового наблюдения за этим регионом.

Через сколько лет растает Арктика?

В зависимости от времени года площадь арктического ледяного покрова регулярно изменяется.

«Antananarivo» — перевод на русский

Ее максимальное значение приходится на конец февраля — начало апреля, а минимальное — на сентябрь. В эти периоды фиксируются «контрольные показатели».

Национальное управление по аэронавтике и исследованиям космического пространства (NASA) начало спутниковое наблюдение за Арктикой в 1979 году. До 2006 года ледовый покров сокращался в среднем на 3,7% за десятилетие. Но в сентябре 2008 года этот показатель резко увеличился до 7,5%.

Как быстро растают льды?

Активнее всего лед исчезает у побережья российской Арктики и в Беринговом проливе между Аляской и Россией. Наиболее внушительный ледовый покров этой зимой зафиксирован в море Лабрадор и проливе Дейвиса. Для наглядности в NASA был создан сравнительный инструмент: с помощью двух перекрывающих друг друга изображений можно оценить уменьшение площади льда в Арктике за период с1983 по 2015 год.

Что будет, если растает Арктика?

Такой ход событий весьма неоднозначен с точки зрения развития арктических регионов. С одной стороны таяние ледяного покрова весьма неоднозначно сказывается на экосистеме Арктики, и в свою очередь ученые и организации по защите окружающей среды обращают общественное внимание на последствия таяния ледников и вероятной опасности для экологии региона и мира в целом. С другой стороны увеличиваются возможности для добычи ресурсов в регионе, а также транспортные возможности.

О вероятных последствиях полного исчезновения ледников сегодня говорят многие специалисты-экологи. Хотя существует огромное количество версий — от безобидного повышения среднегодовых температур на 1-2 градуса, до глобальной экологической катастрофы с незамедлительным вымиранием всего живого на планете. Однако поддаваться панике не стоит: большинство авторитетных экспертов, проводивших действительно серьезные исследования в полевых условиях, единодушно заверяют, что в ближайшем тысячелетии реальной угрозы для экосистемы планеты таяние арктических льдов не представляет.

FILED UNDER : IT

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*