Малый ледниковый период (МЛП) — период глобального относительного похолодания, имевший место на Земле в течение XIV—XIX веков. Данный период является наиболее холодным по среднегодовым температурам за последние 2 тысячи лет. Малому ледниковому периоду предшествовал малый климатический оптимум (примерно X—XIII века) — период сравнительно тёплой и ровной погоды, мягких зим и отсутствия сильных засух.
Исторические факты
Климатические реконструкции за период 1000—2000 гг. н. э., отмечен Малый ледниковый период.
Малый ледниковый период делится на 3 стадии.
Первая фаза (условно XIV—XV века)
Исследователи полагают, что наступление малого ледникового периода было связано с замедлением течения Гольфстрима около 1300 года. В 1310-х годах Западная Европа, судя по летописям, пережила настоящую экологическую катастрофу. Согласно французской «Хронике Матвея Парижского», после традиционно тёплого лета 1311 года последовали четыре хмурых и дождливых лета 1312—1315 годов. Сильные дожди и необыкновенно суровые зимы привели к гибели нескольких урожаев и вымерзанию фруктовых садов в Англии, Шотландии, северной Франции и Германии. В Шотландии и северной Германии прекратилось виноградарство и производство вин. Зимние заморозки стали поражать даже северную Италию. Ф. Петрарка и Дж. Бокаччо фиксировали, что в XIV в. снег нередко выпадал в Италии. Прямым следствием первой фазы МЛП стал массовый голод первой половины XIV века. Косвенным — кризис феодального хозяйства, возобновление барщины и крупные крестьянские восстания в Западной Европе. В русских землях первая фаза МЛП дала о себе знать в виде череды «дождливых лет» XIV века.
Средневековые легенды утверждают, что именно в это время от штормов в Атлантике погибли мифические острова — «Остров Дев» и «Остров Семи Городов».
Примерно с 1370-х годов температура в Западной Европе стала медленно повышаться, массовый голод и неурожаи прекратились. Однако холодные, дождливые лета были частым явлением на протяжении всего XV века. Зимой часто наблюдались снегопады и заморозки на юге Европы. Относительное потепление началось только в 1440-е годы, и оно сразу привело к подъёму сельского хозяйства. Однако температуры предшествовавшего климатического оптимума восстановлены не были. Для Западной и Центральной Европы снежные зимы стали обычным явлением, а период «золотой осени» начинался в сентябре.
Существенным было влияние МЛП и на Северную Америку. На восточном побережье Америки было чрезвычайно холодно, в то время как центральные и западные районы территории современных нам США стали настолько сухими, что Средний Запад превратился в регион пыльных бурь; горные леса полностью выгорели.
В Гренландии стали наступать ледники, летнее оттаивание грунтов становилось всё более кратковременным, и к концу века здесь прочно установилась вечная мерзлота. Выросло количество льда в северных морях, и предпринимавшиеся в последующие века попытки достигнуть Гренландии обычно заканчивались неудачей. С конца XV века началось наступление ледников во многих горных странах и полярных районах.
Вторая фаза (условно XVI век)
Вторая фаза ознаменовалась временным повышением температуры. Возможно, это было связано с некоторым ускорением течения Гольфстрима. Другое объяснение «межледниковой» фазы XVI века — максимальная солнечная активность, частично погасившая негативный эффект от замедления Гольфстрима. В Европе вновь было зафиксировано повышение среднегодовых температур, хотя уровень предшествовавшего климатического оптимума достигнут не был. В некоторых летописях даже упоминаются факты «бесснежных зим» середины XVI века. Однако приблизительно с 1560 года температура начала медленно понижаться. По-видимому, это было связано с началом снижения солнечной активности. 19 февраля 1600 года произошло извержение вулкана Уайнапутина, сильнейшее за всю историю Южной Америки. Считается, что это извержение было причиной больших климатических изменений в начале XVII века.
Третья фаза (условно XVII — начало XIX века)
Третья фаза стала наиболее холодным периодом МЛП. Пониженная активность Гольфстрима совпала по времени с наиболее низким после V в. до н. э. уровнем солнечной активности (Маундеровским минимумом). После сравнительно тёплого XVI века в Европе резко снизилась среднегодовая температура. Гренландия — «Зелёная земля» — покрылась ледниками и с острова исчезли поселения викингов. Замёрзли даже южные моря. По Темзе и Дунаю катались на санках. Москва-река полгода была надёжной площадкой для ярмарок. Глобальная температура понизилась на 1—2 градуса по Цельсию.
На юге Европы часто повторялись суровые и продолжительные зимы, в 1621—1669 годах замерзал пролив Босфор, а в 1709 году у берегов замерзало Адриатическое море. В зиму 1620—1621 годов в Падуе (Италия) выпадал снег «неслыханной глубины». Особенно холодным выдался 1665 год. Зимой 1664—1665 годов во Франции и Германии, по свидетельствам современников, птицы замерзали в воздухе. По всей Европе наблюдался всплеск смертности.
Новую волну похолодания Европа пережила в 1740-е годы. В это десятилетие в ведущих столицах Европы — Париже, Петербурге, Вене, Берлине и Лондоне — отмечались регулярные метели и снежные заносы. Во Франции неоднократно наблюдалась снежная пурга. В Швеции и Германии, по свидетельствам современников, сильные метели нередко заметали дороги. Аномальные морозы отмечались в Париже в 1784 году. До конца апреля город находился под устойчивым снежным и ледовым покровом. Температура колебалась от −7 до −10 °C.
Влияние на Россию
В России малый ледниковый период ознаменовался, в частности, исключительно холодным летом в 1601, 1602 и 1604, когда морозы ударяли в июле-августе (что приводило даже к ледоставу на Москве-реке, а снег ложился в начале осени. Необычные холода повлекли за собой неурожай и голод, а как следствие, по мнению некоторых исследователей — стали одной из предпосылок к началу Смутного времени. Зима 1656 года была столь суровой, что в вошедшей в южные районы Московского государства польской армии от морозов погибло две тысячи человек и тысяча лошадей. В Нижнем Поволжье в зиму 1778 года птицы замерзали в полёте и падали мёртвыми. В ходе русско-шведской войны 1808—1809 гг. русские войска по льду преодолели Балтийское море.
Ещё более холодным был малый ледниковый период в Сибири. В 1740—1741 гг. экспедиция В. Беринга фиксировала сильные морозы на Камчатке и на Командорских островах. Посетивший Сибирь в 1771 году шведский путешественник И. П. Фальк писал: «климат очень суров, зима жестокая и продолжительная… Часто случаются вьюги в мае и сентябре месяцах». В окрестностях Барнаула снег сошёл только к 15 мая, а первые листья на деревьях появились 27 мая (по новому стилю). По описаниям 1826 года, в Змеиногорске зимой все находящиеся в долинах улицы и дома покрылись сугробами до верхушек крыш.
Причины
В числе причин малого ледникового периода исследователи называют:
усиление активности вулканов, пепел которых затмевал солнечный свет;
понижение солнечной активности (минимум Маундера);
замедление или даже полную остановку термохалинной циркуляции;
возрождение лесов вследствие снижения численности населения после эпидемии чумы, что привело к падению уровня углекислого газа в атмосфере.
Влияние события на современный мир
Теория малого ледникового периода выступает одним из наиболее сильных аргументов в руках противников концепций антропогенного глобального потепления и парникового эффекта. Они утверждают, что современное потепление — это естественный выход из малого ледникового периода XIV—XIX веков, которое, возможно, приведёт к восстановлению температур малого климатического оптимума X—XIII веков или даже Атлантического оптимума. В связи с этим, по их мнению, нет ничего удивительного, что в начале XXI века среднегодовые температуры регулярно превышают «климатическую норму», ведь сами «климатические нормы» были написаны под стандарты относительно холодного XIX века.
Климатический оптимум
Характеристика
Климатическиe оптимумы определены для всех межледниковий и для голоцена. Внутри оптимума голоцена (9000-5000 лет до н.э) иногда выделяется поздний период под названием Атлантический оптимум (около 6000-5000 лет до н. э.). В голоцене также существовал второй или «малый» климатический оптимум (МКО) — период кратковременного потепления в VIII—XIII веках, также известный как средневековый тёплый период. Оптимум последнего перед голоценом предледниковья (микулинского или эемского) наступил примерно 125 тысяч лет тому назад.
Плейстоцен
Климатический оптимум Микулинского межледниковья
Микулинское (Эемское) межледниковье продолжалось от 135 тысяч лет до н. э. и до 115 тысяч лет до н. э.
Оптимум этого межледниковья имел следующие характеристики:
температура выше современной
граница льда на 800 километров севернее современной и, возможно, летнее отсутствие льда в Ледовитом океане
граница леса в Сибири на 600 километров севернее современной, с лесами вместо тундры на всей территории Чукотки
оледенение в Гренландии существенно меньшее, чем сегодня. Льды, растаявшие в Гренландии, добавили от 4 до 5,5 метров к уровню океанов.
Голоцен
Атлантический климатический оптимум
Климатический оптимум голоцена продолжался примерно с 9000 до 5000 лет до н. э. и обычно объясняется положительной фазой циклов Миланковича в это время. В течение этого периода температура была существенно выше современной (обычно приводятся оценки в диапазоне 1-3 градуса Цельсия). Исследования в Сибири указывают на более высокие местные температуры, с превышением над современными до 3-9 °C зимой и 2-6 °C летом. Летние температуры на Аляске также были на 2-3 градуса выше, чем сегодня.
Количество льда в Арктике было существенно меньшим, чем сегодня. Ледовый покров Гренландии был меньшим, хотя современная наука считает, что ледники сохранялись.
Малый климатический оптимум
Также известен как второй климатический оптимум, средневековый климатический оптимум. Существование этого периода в Северном полушарии (Европе и Сибири) в VIII—XIII веках с температурами, более чем на 1 °C превышающими современные (в Гренландии — до 2 °C) не подвергается сомнению.
Ряд специалистов оспаривают глобальное потепление во время малого оптимума. Например, позиция Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК, англ. IPCC) за время с 1990 года до 2001 года изменилась от признания к непризнанию средневекового оптимума .
Один из ведущих сторонников теории антропогенного глобального потепления (АГП) Майкл Манн написал 4 июня 2003 года: «было бы хорошо постараться ограничить мнимый средневековый тёплый период, хоть у нас и нет пока реконструкции температуры для полушарий для того времени». Критики АГП утверждают, что сторонники теории занизили температуры средневекового тёплого периода безосновательно с целью объявления современных температур беспрецедентно высокими.
Климатические факторы
Циклы Миланковича
В XIX веке геологи сделали неожиданное открытие: оказалось, что когда-то огромные арктические ледники наступили на сушу и накрыли почти всю Европу и Северную Америку. В частности, на оледенение этих зон указывают следующие два геологических признака. Представьте, что продвигающийся ледник действует наподобие бульдозера: он толкает перед собой грунт и обломки горных пород. Когда ледник достигает своего максимума и начинает отступать, груда оставшейся горной породы превращается в цепь холмов — это так называемые ледниковые морены. Вдобавок, при передвижении ледника движущийся (хотя и медленно) лед несет с собой куски горной породы. Если взглянуть на поверхность горной долины, образованной ледником, можно обнаружить на ней глубокие параллельные борозды. Происхождение этих царапин легко объяснить, если представить себе, что ледник с утопленной нижней частью передвигается по горной породе, действуя как напильник или наждачная бумага. Морены и царапины — яркие доказательства того, что когда-то здесь были ледники.
Вскоре после этого открытия стало ясно, что ледниковый период на Земле наступал не один раз. По-видимому, ледниковые периоды повторялись в прошлом через определенные промежутки времени. Почему так происходило, никто не мог объяснить вплоть до начала ХХ века, когда разрешить эту загадку взялся один выдающийся ученый. В своих мемуарах Милутин Миланкович рассказывает о том, как он пришел к мысли о причинах ледниковых периодов. Приятель Миланковича опубликовал сборник своих патриотических стихов, и они вместе отмечали это событие в кафе (молодые преподаватели Белградского университета могли себе позволить только кофе). Сидящему рядом богатому коммерсанту так понравились стихи, что он тут же купил десять экземпляров книги. Друзья заказали вина и стали праздновать по-настоящему. После первой бутылки Миланкович «вспомнил свои прежние достижения, которые теперь казались узкими и ограниченными». К концу третьей бутылки поэт уже собирался написать эпическую поэму, а Миланкович решил «постичь всю Вселенную и донести луч света до ее отдаленных уголков».
Во время Первой мировой войны Миланкович служил в генеральном штабе сербской армии. Он был захвачен в плен австро-венгерскими войсками и отбывал заключение в Будапеште. К счастью для Миланковича (и для науки), его коллеги из Венгерской академии наук создали ему условия для работы — под честное слово, что он не попытается сбежать. Он согласился и большую часть войны разрабатывал теорию периодичности ледниковых периодов.
Его объяснение связано с изменениями в земной орбите (теперь они называются «циклы Миланковича»). В соответствии с законом всемирного тяготения Ньютона (а также первым из законов Кеплера, описывающим траектории движения планет Солнечной системы), каждая планета вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите. Кроме того, согласно закону сохранения момента импульса, если Земля вращается вокруг своей оси, то направление этой оси в пространстве должно оставаться неизменным. Но в реальной Солнечной системе Земля вращается вокруг Солнца не в гордом одиночестве. На нее действует притяжение Луны и других планет, и это притяжение оказывает хоть и слабое, но очень важное влияние и на земную орбиту, и на вращение Земли. Это влияние выражается трояко:
Прецессия.
На самом деле земная ось не повернута всегда в одном и том же направлении — она медленно движется по круговому конусу. Этот эффект назвается «прецессия». На нем основано действие гироскопа. Когда гироскоп приходит в движение, он быстро вращается вокруг своей оси, при этом сама ось описывает конус. С земной осью происходит то же самое, причем период полного оборота составляет приблизительно 26 тысяч лет. Сейчас Земля наклонена так, что в январе (когда Земля находится ближе всего к Солнцу) северное полушарие, где расположена основная часть суши, отвернуто от Солнца. Через 13 тысяч лет ситуация изменится на противоположную: в январе северное полушарие будет повернуто к Солнцу, и январь станет в северном полушарии серединой лета.
Нутация.
В дополнение к медленной прецессии Земли незначительно колеблется и угол наклона земной оси (эти колебания и называются «нутацией»). Сейчас ось наклонена на 23° к плоскости земной орбиты. Каждую 41 тысячу лет под влиянием не только Луны, но и Юпитера (далекой, но массивной планеты) угол наклона уменьшается до 22° и затем вновь возрастает до 23°.
Изменение формы орбиты.
Из-за притяжения других планет с течением времени меняется и форма земной орбиты. От эллипса, вытянутого в одном направлении, она превращается в круг, затем — в эллипс, вытянутый в направлении, перпендикулярном исходному, затем — снова в круг и т. д. Этот цикл длится примерно 93 тысячи лет.
Миланкович пришел к выводу, что каждый из этих факторов влияет на количество солнечного света, полученного разными областями Земли. Например, прецессия земной оси влияет на характер зим и лет в северном полушарии (я обращаю особое внимание на северное полушарие, так как там расположена основная часть суши, и, следовательно, там находится основная часть ледников).
Миланкович понял, что с течением времени климат Земли меняется. Если количество солнечного света, которое получает северное полушарие, уменьшается, то снег с каждым годом будет все дольше оставаться на поверхности. А поскольку снег хорошо отражает свет, увеличившаяся снежная поверхность будет отражать больше солнечного света, и это приведет к дальнейшему охлаждению Земли. Значит, следующей зимой выпадет еще больше снега, еще больше увеличится площадь снежного покрова, будет отражаться еще больше солнечного света и т. д. С течением времени накопится много снега, и ледники двинутся на юг. Земля вступит в ледниковый период. В конце этого цикла, когда в северное полушарие начнет поступать больше солнечной энергии, произойдут обратные изменения — в некоторых местах лед растает, обнажатся участки почвы, хорошо поглощающей свет, Земля нагреется, и всё те же три фактора изменчивости вращения Земли приведут к тому, что ледник отступит.
Миланкович считал, что на климат на Земле оказывают влияние эти три цикла, каждый из которых связан с определенным астрономическим эффектом. Когда они усиливают друг друга, можно ожидать похолодания и наступления ледникового периода. Однако в норме эти три фактора действуют в разных направлениях и их влияние не суммируется, так что климат быстро возвращается в обычное состояние. Итак, ледниковые периоды возникают, когда три орбитальных фактора действуют в одном направлении, их эффекты складываются и подталкивают климат Земли к похолоданию. Это явление не раз повторялось в истории планеты.
За последние 3 миллиона лет было по крайней мере четыре периода масштабного оледенения, а до этого были и еще. Хочу напомнить, что последний ледниковый период достиг своего максимума примерно 18 тысяч лет назад и что время, в которое мы живем, ученые определяют как межледниковое — весьма обнадеживающее определение.
Космическое излучение воздействует на климат на Земле
Влияние углекислого газа на потепление на планете преувеличено. Сильнее на изменение климата влияют солнце, космическое излучение и испарение воды, убеждены ученые, которые встречались на конференции в Мюнхене.
Уже четвертая Международная конференция по вопросам климата и энергетики состоялась в Мюнхене. Встречались на ней ученые, представляющие взгляды, альтернативные распространенной ныне тезиса о том, что главной причиной потепления на Земле является сжигание традиционных энергоносителей и выбросы углекислого газа в атмосферу.
Международная конференция по вопросам защиты климата, которая начала свою работу в понедельник в Дурбане, исходит именно из этого тезиса. Ее главный призыв - сжигать как можно меньше традиционных энергоносителей, иначе грозит катастрофа с климатом на Земле.
Солнце защищает планету
Такой подход к изменениям климата - очевидное преувеличение, утверждают критически настроенные к распространенного мнения ученые. По их убеждению, на климат на Земле влияет прежде Солнце и космическое излучение, которое возникает в результате взрывов звезд в нашей галактике.
Вайцер считает, что роль влияния СО2 на изменение климата преувеличено
В целом процессы, которые влияют, с альтернативной точки зрения, на климат Земли, являются очень сложными. Солнце окружено гелиосферой, гигантским электромагнитным полем, которое защищает Землю от космического излучения, объясняет Ян Вайцер, геохимик из университета Оттавы. «Когда солнечная активность является сильной, гелиосфера отводит от Земли больше космического излучения. Когда солнечная активность снижается, то на Земле прохладнее, но и защиту от излучения из космоса снижается », - аргументирует Вайцер.
Климат меняется, даже если СО 2 мало
Под влиянием космических лучей, которые проникают в атмосферу, образуются определенные изотопы углерода и бериллия, которые ученые могут измерять, например, в годовых кольцах деревьев. Таким образом они могут постичь картину солнечной активности на протяжении целых тысячелетий. В похожий способ определяется концентрация СО2 через бурения ледяных масс Земли.
Все собранные данные Вайцер сравнил с динамикой развития температур последних 10 тысяч лет, и ему удалось определить четкую взаимосвязь между солнечной активностью и температурой на планете. Одновременно ученые исходят из того, что выбросы углекислого газа в атмосферу в допромышленное время оставались на константные низком уровне. Причинной связи между концентрацией углекислого газа и глобальными изменениями климата, которые происходили в эти тысячелетия, установлено не было.
Облака и их качество зависят от солнца
К тому же, утверждает Вайцер, гораздо важнее CO2 для климата на планете является испарение воды и облака. Он подчеркивает, что водяной пар является вообще самым важным парниковым газом и имеет сильное влияние на климат, чем СО2.
Много солнца - меньше облаков
Взаимосвязь между космическим излучением и водяными испарениями смогли найти ученые датского Центра исследований солнца и климата. Они доказали, что космическое излучение оказывает прямое влияние на образование облаков. Очевидно, решающим импульсом является ионизирующая действие космического излучения, предполагает физик Генрик Свенсмарка, работавший над этой темой. «Между космическими излучением и климатом есть связь. Каждый раз, когда мы замечали изменения, связанные с космическими лучами, мы регистрировали и изменения в климате », - замечает Свенсмарка.
Поэтому ученый пытается постичь молекулярные процессы, которые могли бы дать объяснение этому наблюдению. Свенсмарка предполагает, что ионы, которые возникают вследствие космического излучения, образуют над океанами крошечные аэрозолей доли, усиливающие хмароутворення.
Свенсмарка исследует причины хмароутворення
То есть, развивает далее свою теорию датский ученый, чем сильнее излучение из космоса, тем больше образуется этих аэрозолей, а значит, возникает больше нуклидов в облаках в процессе конденсации. «Таким образом меняются свойства облаков, у них больше капелек, облака становятся шире. Капли же становятся меньше, осадков становится меньше. Как следствие, облака дольше удерживаются », - говорит Свенсмарка.
Этот тезис ученый смог подтвердить при различных лабораторных исследований. Еще один исследовательский проект под названием CLOUD (англ. cloud - облако) Европейской организации ядерных исследований CERN подтвердил эти тезисы Свенсмарка. Физические процессы в реальной атмосфере Земли также подвергаются измерениям. Для этого Свенсмарка наблюдал за интенсивностью космического излучения после большого взрыва на солнечной поверхности. Сразу после него было замерено на 15 процентов меньше космических лучей, что соответствует изменениям в процессе солнечного цикла. Через несколько дней после взрыва снимки со спутников зафиксировали заметное уменьшение в объеме облаков над Землей. Временное смещение объясняется тем, что нужно время на то, чтобы из маленьких аэрозолей образовывались действительно большие облака.
Солнце
Солнце – это главная сила управляющая климатической системой и даже самые незначительные изменения в количестве солнечной энергии могут иметь серьезные последствия для климата земли. Многие годы ученые верили, что солнечная активность остается величиной постоянной. Однако наблюдения со спутников поставили под сомнение истинность этой гипотезы.
Солнечная активность увеличивается и уменьшается каждые одиннадцать лет (или, как полагают некоторые специалисты, каждые двадцать два года) солнечного цикла. Возможно существование и других важных солнечных циклов. Для того, чтобы оценить их влияние, необходимо проводить постоянные измерения солнечной активности и изучить следы взаимодействия между солнечной активностью и климатом за последние столетия и тысячелетия.
Состав атмосферы
Состав атмосферы: Атмосфера нагревается, поглощая как солнечную радиацию, так и собственное излучение земной поверхности. Нагретая атмосфера излучает сама. Так же как и земная поверхность, она излучает инфракрасную радиацию в диапазоне невидимых глазу длинных волн. Значительная часть (около 70%) излучения атмосферы приходит к земной поверхности, которая практически полностью ее поглощает (95-99%). Это излучение называется "встречным излучением", так как оно направлено навстречу собственному излучению земной поверхности. Основной субстанцией в атмосфере, поглощающей земное излучение и посылающей встречное, является водяной пар.
Помимо водяного пара в состав атмосферы входят углекислый газ (СО2) и другие газы, которые поглощают энергию в диапазоне волн 7-15 мкм, т.е. там, где энергия земного излучения близка к максимуму. Сравнительно небольшие изменения концентрации СО2 в атмосфере могут оказать воздействие на температуру земной поверхности. По аналогии с процессами, происходящими в оранжереях, когда проникающая сквозь защитную пленку радиация нагревает землю, излучение которой пленкой задерживается, обеспечивая дополнительный нагрев, этот процесс взаимодействия земной поверхности с атмосферой носит название "парникового эффекта".
Явление парникового эффекта позволяет поддерживать на поверхности Земли температуру, при которой возможно возникновение и развитие жизни. Если бы парниковый эффект отсутствовал, средняя температура поверхности земного шара была бы значительно ниже, чем она есть сейчас.
Источник: planeta.moy.su.
Рейтинг публикации:
|
