Метеорология

СИБИРЬ: НОВОЕ В ИССЛЕДОВАНИИ КЛИМАТА

В настоящее время факт глобального потепления климата уже никто не отрицает. Но что ждет нас в будущем? Этот вопрос - предмет жарких дискуссий ученых во всем мире. Рассматриваются разные сценарии возможных последствий происходящих сегодня процессов, в том числе таяние вечной мерзлоты, арктических льдов с поднятием уровня океана и затоплением больших пространств суши (в Сибири, например, полуострова Ямал и некоторых низменностей). А для борьбы с такими катастрофическими явлениями предлагают даже "забросить" в околоземное пространство аэрозоли, которые остановят повышение температуры приземной атмосферы. Обсуждают и противоположные варианты: не исключено, что в ближайшие 7 - 10 лет в связи с прогнозируемым снижением солнечной активности начнется похолодание.

Такое расхождение мнений говорит о несовершенстве существующей теории климата, на протяжении столетий рассматриваемого в качестве устойчивой характеристики той или иной территории. Лишь в последние десятилетия к нему стали подходить как к сложной динамичной системе, предпринимая попытки ее строгого физико-математического описания.

Наблюдаемое в настоящее время потепление обусловлено многими явлениями гелиосферного, геосферного, биосферного, антропогенного происхождения, и их одновременный учет обязателен при математическом моделировании климата. При развитии же теории его чувствительности к внешним воздействиям, имеющим региональные особенности, все большую значимость приобретают эмпирические данные (тем более, что по многим зонам планеты они накоплены за весьма продолжительный период времени). Изучение выявленных на их основе закономерностей пока находится на стадии методологических поисков.

Отсюда понятен особый интерес ученых к такой обширной континентальной территории, как Сибирь (около 10 млн. км2). Анализ инструментальных данных показывает: частота аномальных отклонений от климатических норм на протяжения XX в. в ней в целом не изменилась, однако в некоторых районах в последние десятилетия потепление идет быстрее, чем в других местах планеты. О результатах изучения соответствующих процессов, происходящих сейчас в этом регионе, в газете "Наука в Сибири" рассказал директор Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН (Томск), член-корреспондент РАН Михаил Кабанов.

Понять роль в потеплении различных факторов, в том числе атмосферной циркуляции, регулирующей приток теплых или холодных воздушных масс, позволяет изучение временных масштабов природно-климатических изменений за последнее столетие, в частности вейвлет-анализ - наиболее эффективный метод выявления их периодичности. Надо сказать, с его помощью удалось получить как ожидаемые, так и неожиданные результаты. К первым относится устойчивая связь рядов среднегодовой температуры в западносибирском регионе с числами Вольфа (характеризующими солнечную активность). Ко вторым - ее корреляция (взаимозависимость) с индексом северо-атлантического колебания NAO (разностью давления в пунктах наблюдения в данной части океана, характеризующей условия западного переноса воздушных масс). Так, через несколько лет после изменения этого показателя Сибирь "откликается" на такое явление повышением температуры воздуха, объяснение чему, видимо, следует искать в передаче тепла из экваториальной области в северную через меридиональные океанические течения.

В последние годы специалисты считают главным "виновником" наблюдающегося потепления возрастание концентрации в атмосфере парниковых газов. Однако вклад в него природного и техногенного компонентов остается дискуссионным из-за отсутствия надежных количественных оценок. Что касается первого, Сибирь представляет несомненный интерес благодаря наличию там больших лесных и болотных экосистем, многие из которых еще в недалеком прошлом не подвергались антропогенному воздействию. Например, находящееся в междуречье Иртыша и Оби Большое Васюганское болото (53 тыс. км2). Отечественные и зарубежные специалисты сейчас проводят тут междисциплинарное исследование, причем уже обнаружили климатически значимые эффекты.

Прежде всего речь идет об особом температурном поле над болотом: как показывают инструментальные измерения, воздух над ним в зимне-весенний период теплее, а в летне-осенний - холоднее, чем над прилегающими территориями. Такое различие температур (2 - 4 °С) можно объяснить специфическими теплофизическими свойствами торфоболотных систем. Но удивительно, что оно, согласно спутниковым данным, сохраняется в высоком "столбе" атмосферы - вплоть до тропопаузы (8 - 10 км над поверхностью земли). Чтобы уяснить значение этого факта, необходимо дальнейшее накопление материала.

Кроме того, наблюдения показали: эмиссионные потоки углекислого газа, исходящие из разных болотных фитоценозов (высокий, низкий древостой, открытая топь) на залежах торфа возрастом 3 - 5 тыс. лет, могут различаться в 2 раза и более. Поэтому для достоверной количественной оценки баланса парниковых газов над всей исследуемой территорией начали проводить ее подробное ландшафтное картографирование. Между тем статистическая обработка данных по одному из участков позволила сделать вывод: один из определяющих параметров такого разброса - температура приземного воздуха (с приемлемой точностью можно констатировать: чем она выше, тем интенсивнее выброс углекислого газа). В свете наблюдаемого потепления повышается актуальность изучения болот, расположенных севернее Васюганского: там дополнительную и пока мало изученную роль в увеличении содержания в атмосфере парниковых газов играют криогенные процессы и активная эмиссия метана.

Полученные на сегодняшний день результаты работы сибирских ученых подтверждают правильность выбранного ими еще в начале 1990-х годов (и ставшего ныне общепризнанным) подхода к исследованию климатических изменений - через их описание для отдельных регионов. Не случайно приоритетным направлением Международной геосферно-биосферной программы с 2002 г. стали "Интегрированные региональные исследования". Дальнейшие планы специалистов из СО РАН - реализация "базового" проекта "Интегрированные исследования природно-климатических изменений и связанных с ним рисков природопользования в Сибири", предусматривающего междисциплинарное изучение соответствующих процессов с широким использованием новейших методов и технологий наземного и аэрокосмического мониторинга.

ОЛЬГА БАЗАНОВА