Чтение онлайн

Пока речь идет об откапывании текстов, о составлении длинных рядов, историк климата выполняет созидательную работу. Но наступает момент, когда становится необходимым объяснение обнаруженных явлений, когда нужно обратиться к общей циркуляции атмосферы, ответственной за климатические колебания. Тут историк из созидателя превращается в зрителя. Он может лишь напомнить читателям некоторые наиболее современные идеи из области традиционных естественных наук, высказанные по этим вопросам.

Во-первых, эпизоды, установленные для Альп и для Запада, нельзя рассматривать изолированно, вне связи с мировым контекстом. Как в XVII, так и в XX вв. ледники Исландии и Аляски наступают и отступают, если говорить о процессах большой длительности, в определенной синхронности с ледниками в Альпах [216] . И даже для значительно отстоящих друг от друга явлений отмечаются некоторые замечательные закономерности. В XIII в. и в конце XVI в. альпийские ледники наступают, и оба эти явления в Европе сопровождаются очень длительной и заметной волной засушливости на Юго-Западе Соединенных Штатов: с 1210 по 1310 г. и с 1565 по 1595 г. в Аризоне, Колорадо и Калифорнии прирост чувствительных к засухе деревьев сильно замедляется [333, 334]. Работы Шапиро позволяют предположить, что в оба эти периода и над каждым из этих двух районов особенности конфигурации мирового барического поля были аналогичными и повторяющимися [336, стр. 59; 210, стр. 91—92]. Таким образом, в конечном счете история, описываемая рядами данных о ледниках и гигантских секвойях, сливается с историей атмосферных процессов.

Мы подходим к теориям, новым, увлекательным, иногда противоречивым. Два слова лишь об истории этих теорий, их последовательности и развитии. Лишь два слова — только для того, чтобы побудить читателя обратиться к работам самых квалифицированных специалистов.

За работами Россби и Виллетта в 1957 г. последовала диссертация Пьера Педелаборда [292, стр. 75—403], в которой систематизированы закономерности, управляющие синоптическими ситуациями. По существу, в ней дается динамический и даже исторический анализ общей циркуляции атмосферы.

Особое внимание уделяется определению «западного переноса в умеренных широтах», этого крупномасштабного зонального потока, как бы опоясывающего земной шар между 40 и 70-й параллелями.

Со времени появления фундаментальных работ Россби (1947 г.) известно, что западный поток подвержен значительным изменениям, которые определяют эволюцию погоды в Западной Европе. Естественно, что сам поток и его деформация оказывают воздействие на связанный с ним полярный фронт (разрыв в поле температуры) и на располагающееся над ним воздушное течение с очень большими скоростями (струйное течение или jet stream). «Важным фактом является существование двух типов циркуляции... чередование их носит характер одного цикла, [217] существо которого позволяет объяснить изменения погоды и климата любых масштабов» [292, стр. 81], во все эпохи.

В периоды похолодания господствовал тип циркуляции, характеризующейся большими скоростями и охватывающей большие пространства. При этом струйное течение имело повышенную скорость (от 150 до 500 км/час), а область зональной циркуляции, полярный фронт и сама струя были расширены и смещены к югу. В результате средиземноморские и субтропические районы подвергались воздействию циклонов и связанных с ними дождей. На севере же наблюдалась тенденция к оледенению. Сильное смещение траекторией циклонов на юг исключало захват умеренных широт теплыми секторами циклонов. Особенно важно, что приходивший с запада зональный поток при этом был почти прямолинейным. В нем не формировались обширные изгибы, направленные на север и юг, глубокие ложбины, идущие с севера, которые обычно благоприятствуют меридиональному обмену и позволяют тропическому воздуху вторгаться в полярные районы и приносить потепление. Эти районы, как раз наоборот, становятся местом пребывания очень мощных и очень устойчивых антициклонов, «леденящий воздух которых распространяется вплоть до средних широт». Полярная стужа, суровые и снежные зимы, очень прохладное лето, развитие ледников, столь сильное, что понижался уровень морей, фазы увлажненности в Средиземноморье и в некоторых тропических районах — таковы более или менее выраженные проявления циркуляции, характеризующейся большими скоростями.

Распространение циркуляции более «медленного и сжатого» стиля совпадает с фазами потепления. Ее характерные особенности противоположны особенностям циркуляции предыдущего типа: зональный вихрь вместо того, чтобы широко распространяться к экватору, сжимается вокруг полюса, траектории циклонов становятся преимущественно северными и проходят «летом через Исландию и Шпицберген, а зимой — через Шотландию и Балтику». Воздух из Сахары, которому не мешают больше атлантические возмущения, спокойно располагается на побережье Средиземного моря и вызывает там засуху. В полярных и умереных широтах происходит потепление: струйное течение и зональный поток становятся очень медленными, блуждают в виде обширных меандров, причем выпуклая часть их достигает арктических районов. В образующихся глубоких синусоидах происходит очень активный меридиональный обмен. Тропический воздух, вызвав потепление сначала в парижском бассейне, легко проникает к полюсу. От его теплого дыхания начинают интенсивно таять льды и происходит общее повышение средней температуры.

Эта теория представляла бы большой практический интерес, если бы она позволяла метеорологам-прогнозистам понять основные особенности синоптических ситуаций в умеренной зоне. Историк в свою очередь использовал бы универсальность этой концепции, возможность дать на ее основе единую интерпретацию истории климата и человечества. Единство прежде всего в масштабе планеты: можно было бы связывать наступание ледников в XVIII в. в Альпах и в Норвегии, так как это явление в обоих районах имеет общую причину — устойчивую зональную циркуляцию, распространенную на большие пространства и характеризующуюся высокими скоростями. Геологи тоже теперь имели бы основание сопоставлять, исходя из опыта, вюрмское оледенение в Европе с висконсинским в Северной Америке. Оба эпизода относятся приблизительно к одному времени, но они также коррелируются между собой и происходят в аналогичных условиях климата.

Представление о чередовании циркуляции двух типов ввело в саму историю еще более общее единство: оказывается, что в таком освещении «изменения от одной недели к другой» или «от одного года к другому» «имеют ту же природу, что и колебания геологические, климатические, вековые». Эпизоды разной продолжительности различаются по масштабам, амплитуде, повторяемости, но не по природе. В этом проявляется универсальность, плодотворность новой климатологии.

Она учитывает, в частности, главные колебания климата исторической эпохи, о которых уже говорилось, — это многовековые эпизоды похолодания и наступания ледников, отделенные друг от друга фазами, также межвековыми, для которых характерны мягкость климата и отступание ледников. Например, колебание Фернау (1590—1850 гг.), вклинившееся между средневековым отступанием ледников, с одной стороны, и современным отступанием ледников, с другой стороны.

После первой волны больших обобщений (Россби, Виллетт, Педелаборд), созданных главным образом с помощью обычных методов подсчета, в последние годы начался великий век электронно-вычислительных машин. Благодаря машинам стало возможным объединение мировых данных о циркуляции воздушных масс на недостижимом до сих пор уровне. Б. Л. Дзердзеевский из Академии наук в Москве — один из ведущих ученых этой новой климатологии, созданной благодаря компьютерам. Будет неплохо вкратце ознакомиться с его теориями. Даже по мнению самого автора, они не являются окончательными. Но они могут временно служить в качестве вех. Они, подобно квалифицированному лектору, осветят историку путь.

Дзердзеевский [103, стр. 189] ставит перед собой задачу объяснить в терминах динамической климатологии флуктуации климата, подобные тем, которые уже известны нам по первой половине XX в. По мнению советского автора, все представляет собой флуктуацию. И соответственно все подтверждает это: метеорологические изменения ото дня ко дню образуют флуктуации по отношению к сезонным и годовым изменениям. Последние также являются флуктуациями относительно процессов большей длительности. А эти процессы — по сравнению с процессами очень большой длительности... и так далее, до наибольшего уровня, соответствующего ледниковым и межледниковым эпохам.

Как при этих условиях типизировать флуктуации в атмосфере Земли, этот первоисточник флуктуаций климата? Для умеренных широт характерна циркуляция воздушных масс двух основных типов: зональная и меридиональная.

Зональная циркуляция — циклоны и антициклоны перемешаются по траекториям, направленным с запада на восток, с тенденцией к кольцеобразному движению вокруг земного шара.

Меридиональная циркуляция — траектории циклонов и антициклонов ориентированы перпендикулярно траекториям возмущений при зональной циркуляции, преобладают оси движения, направленные с севера на юг.

Эта упрощенная схема пригодна, разумеется, лишь для тех районов земного шара, о которых есть давняя и непрерывная информация: это «внетропические» зоны (арктические и умеренные) северного полушария.

Основным материалом для этих исследований послужили синоптические карты атмосферы, разрабатываемые на протяжении более чем шестидесяти лет метеорологическими службами. Дзердзеевский и его сотрудники сопоставили и обработали свыше двадцати тысяч карт такого рода за первые пятьдесят шесть лет XX в. [218]