Страница 63 из 74
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]
Наши авторы предложили исключительно тонкую проблематику. По данным статистики повторяемостей они определили шесть типов преобладающей циркуляции [104, стр. 291; 238б, II, стр. 841]:
1) северная меридиональная циркуляция,
2) нарушение зональности,
3) зональная западная циркуляция,
4) зональная восточная циркуляция,
5) южная меридиональная циркуляция,
6) отсутствие циркуляции (стационарное положение).[219]
Продолжительность этих шести сменяющих друг друга типов циркуляции была определена для каждого из секторов (атлантический, европейский, сибирский, дальневосточный, тихоокеанский, американский), на которые делится северное полушарие.
Рассмотрим основные и несколько неожиданные выводы из этих исследований, полученные в 1961 г. С 1898 по 1948 г. меридиональная циркуляция была развита относительно слабо [103, стр. 191]. Зато зональная циркуляция была значительно более интенсивной.
Эта интенсификация совпала с усилением солнечной деятельности, которая характеризуется суммарной площадью пятен на поверхности светила. С 1900 по 1954 г. обе кривые (солнечных пятен и западной циркуляции) медленно и синхронно поднимаются, если их сгладить для выявления векового тренда. Действительно ли здесь имеет место корреляция? Или же просто совпадение? Во всяком случае, если бы эти соотношения были подтверждены, старая добрая проблема солнечных пятен и их влияния на нашу планету получила бы новое решение.
Пойдем, однако, дальше, к главному. Уже говорилось о современном климатическом тренде — тенденции к потеплению. Параллельно в последнем полустолетии отмечается интенсификация зональности. Было бы заманчиво сопоставить эти два явления и объяснить первое вторым.
К этому вопросу Дзердзеевский не подошел упрощенно. Его дедукции всегда очень тонкие, со временем они даже становятся еще более тонкими и нюансированными, как можно видеть, если сравнить его доклад на конференции в Нью-Йорке (1961 г.) и статью, которую он передал для Конгресса в Риме (1962 г.) [103—104]. Попытаемся разобраться в этом вопросе при помощи двух указанных публикаций.
Если полагаться на эти публикации, то следует, что в целом, разумеется, именно усилившаяся зональность обусловила климатический процесс большой длительности. И эта общая для всего мира корреляция подтверждается региональными монографическими исследованиями: так, по Бёдо (Норвегия), с 1900 по 1940 г. средняя температура июля повысилась на 2°С, а меридиональная составляющая циркуляции воздушных масс заметно уменьшилась [103, стр. 195]. А для января, опять же по Бёдо, корреляция оказывается еще более выраженной: температура понижается с усилением меридиональной циркуляции (с 1900—1909 по 1910—1919гг.) и, наоборот (с 1910—1919 по 1930—1939гг.).
Однако факты не всегда столь просты, и Пьер Педелаборд в своей великолепной разработке подчеркивал сложность подхода к комплексу проблем «циркуляции». По сравнению с глобальной схемой (зональность—потепление) местные оттенки часто оказываются более сильными и результаты сопоставления (при переходе от одного района к другому, от сезона к сезону) могут меняться даже до прямо противоположных. «Очевидно, что усиление или ослабление зональной циркуляции не вызывает потепления или идентичных изменений температуры и осадков на западных и восточных побережьях материков и что эффект меридиональной циркуляции будет различным для Атлантики, Сибири и других районов» [103, стр. 194; 293].[220]
Возьмем, например, вторжения арктического воздуха в американский сектор (северная меридиональная циркуляция). В январе они сопровождаются понижением температуры в Нью-Йорке и повышением ее в Портленде. Зато в июле в обоих этих городах последствия будут как раз противоположными.
Отсюда видно, какую пользу приносит изучение динамической климатологии. Она позволяет выйти за рамки чересчур общих и неопределенных понятий, таких как «потепление», «похолодание». Она открывает доступ к тонким и сложным и тем не менее цельным концепциям, в которых рассматривается единое поле общей циркуляции. Наконец, исследования в области динамической климатологии ставят проблему связей солнце—циркуляция-климат—погода на несколько менее гипотетическую основу, чем это имело место ранее. Постулат единообразия должен быть полностью справедлив и в этой области: то, что в отношении солнца, циркуляции и климата справедливо для XX столетия, должно быть с соответствующими изменениями (mutatis mutandis) справедливо и для XII или XVII в.
218
В настоящее время эта работа продолжена и материал обработан по 1969 г. включительно. Основные результаты изложены в работе Б. Л. Дзердзеевского «Циркуляция атмосферы» (Циркуляционные механизмы в атмосфере северного полушария в XX столетни). Материалы метеорологических исследований. Междуведомственный геофизический комитет при Президиуме АН СССР. М., ч. 1, 1968; ч. 2, 1970. — Прим, перев.
219
Под «отсутствием циркуляции» надо понимать не отсутствие циркуляции как таковой, а лишь отсутствие перемещающихся барических образований над данной частью земного шара за рассматриваемый отрезок времени. — Прим. перев.
220
Следует также иметь в виду, что различные авторы при типизации и классификации циркуляционных процессов вкладывают различный смысл в определение типа процессов. Процессы, отнесенные одними авторами к зональным, другие авторы относят к меридиональным (в зависимости, например, от того, на какие широты обращается основное внимание при классификации)