Характеристика климатической системы древней Земли (стр. 3 из 5)
Однако теплые и холодные периоды, о которых шла речь выше, не были однородными. Так, в начале и конце теплого периода (70-130 тыс. лет назад) зафиксированы сравнительно кратковременные похолодания. Точно так же был неоднороден и холодный климат последнего ледникового периода. Очень сильные флюктуации климата зафиксированы в интервале 33-22 тыс. лет назад.
Ниже мы увидим, что, приближаясь к эпохе голоцена, которая наиболее интересна для понимания причин изменений современного климата, прослеживается климатическая неоднородность всех рассматриваемых периодов. Однако вполне закономерно, что в истории климата Земли наибольший интерес представляют теплые и холодные эпохи.
В настоящее время методы палеоклиматологии и методы математического моделирования позволили достаточно подробно восстановить климат последнего ледникового периода.
Так, во время последнего ледникового периода уровень океана был примерно на 85 м ниже современного, температура океана в среднем на 2-6°С, а местами на 8-10°С была ниже, чем теперь. Над сушей это различие достигало 20-25°С.
Некоторые континенты были покрыты ледовым панцирем. Альбедо подстилающей поверхности в этой связи было больше, и большее количество солнечной энергии вследствие этого отражалось от подстилающей поверхности и уходило в космическое пространство.
Камни, лед и песок занимали около 40 млн. км2 (в настоящее время - около 24 млн. км2), тундра и альпийские сообщества - 20 млн. км2 (в настоящее время - 8 млн. км2). Общая площадь, покрытая растительностью, была тем не менее примерно такой же, как сейчас, хотя, естественно, вид этой растительности был иным.
Численные эксперименты, выполненные на моделях общей циркуляции атмосферы, показали, что в летний период средняя температура у поверхности Земли была меньше на 5,3°С в северном и на 4,5°С в южном полушарии, облачность соответственно меньше на 2,9 и 2,2%. Существенно отличались от современных и другие характеристики климата. Более детально картину климата последнего ледникового периода можно восстановить по данным табл.1.
Приведенные характеристики - результат реконструкции климата на базе теоретических моделей, которые в основном дают сходные оценки. Поэтому есть все основания предполагать, что реальные климатические условия ледникового периода в главных чертах вряд ли могли сильно отличаться от восстановленных.
Тогда можно сделать вывод, что наступление ледниковой эпохи привело бы к таким климатическим условиям, которые катастрофически повлияли бы на все стороны хозяйственной деятельности и на самого человека.
Достаточно сказать, что среднему похолоданию на ГС соответствует сокращение вегетационного периода на две недели.
Таким образом, среднее похолодание на 5,4°С (согласно моделям) привело бы к сокращению вегетационного периода почти на три месяца, что для многих районов мира равносильно его отсутствию.
Таблица 1. Осредненные характеристики климата ледниковой эпохи (412)
| Характеристика климата | Среднее значениедля июля по полушариям | Разность между средним значением и современным состоянием по полушариям | ||
| северное южное | северное южное | |||
| Температура поверхности, °С | 17,8 | 7,6 | -5,3 | -4,5 |
| Температура воздуха у поверхности, "С | 18,0 | 7,1 | -5,3 | -4,5 |
| Температура воздуха на уровне 800 мб, °С | 7,8 | -3,3 | -5,0 | -4,8 |
| Температура воздуха на уровне 400 мб, °С | -23,4 | -30,7 | -8,2 | -5,0 |
| Зональный ветер на уровне 800 мб, м/с | 0,9 | 3,6 | -0,3 | -0,9 |
| Зональный ветер на уровне 400 мб, м/с | 2,4 | 14,7 | -0,1 | -2,1 |
| Облачность,% | 22,5 | 44,2 | -2,9 | -2,2 |
| Относительная влажность на уровне 800 мб,% | 46,8 | 63,1 | -2,6 | -0,1 |
| Содержание влаги в атмосфере, мм | 14,2 | 12,9 | -8,3 | -3,9 |
| Испарение, мм/день | 4,0 | 3,5 | -0,5 | -0,9 |
| Осадки, мм/день | 4,5 | 3,1 | -1,2 | -од |
| Давление у поверхности, мб | 972,9 | 995,1 | -8,7 | 8,7 |
Отсюда понятен огромный интерес к оценке возможных изменений климата и их последствий на условия жизни.
Остановимся теперь несколько подробнее на климате голоцена, в который развилась современная цивилизация.
Под голоценом понимают последнюю межледниковую и еще не закончившуюся антропогенную эпоху, т.е. связанный с воздействием человеческой деятельности последний отрезок четвертичного периода продолжительностью 15-20 тыс. лет. Его начало совпадает с окончанием последнего материкового оледенения на севере Европы.
В течение голоцена суша и моря приняли современные очертания, сложились современные географические зоны, состав атмосферы практически стал близок к современному. И тем не менее климат голоцена отличался достаточно большим разнообразием.
Быстрое глобальное потепление климата началось примерно за 13 тыс. лет до н.э. В Западной Европе уже за 12,7 тыс. лет до н.э. установился климат, близкий к современному. Относительно теплый период отмечался около 11 тыс. лет до н.э., в течение которого фиксировались периоды похолодания климата. Примерно в 10 000 г. до н.э. климат стал значительно теплее на всем земном шаре, хотя в северном полушарии еще оставались континентальные ледниковые щиты.
Скандинавский ледяной щит начал быстро таять в 9000-8000 гг. до н.э. Между 8000 и 7500 г. до н.э. распался североамериканский ледяной панцирь; к 6000 г. до н.э. на этом континенте осталось три небольших ледника в Северной Канаде, которые вскоре исчезли.
Основные черты климата голоцена
Рис.3. Общие черты климата в период климатического оптимума
Лабрадорский лед растаял примерно к 4500 г. до н.э. (льды на Баффиновой Земле, Новосибирских островах сохранились и поныне).
К этому времени субарктические леса сместились примерно на 300 км севернее их нынешней полярной границы. На несколько сот километров отступила к северу вечная мерзлота в Восточной Сибири и Северной Америке.
Почти везде, за исключением некоторых зон, климат был более влажным, чем теперь. Примечательно, что влажный климат длительное время господствовал во всем засушливом поясе, простирающемся от Западной Африки до Раджастхана на северо-западе Индии. Даже в засушливом центре нынешней Сахары годовое количество осадков составляло 250-400 мм (сейчас 6 мм в год). Уровень озера Чад на 40 м превышал современный, а само озеро достигало размеров Каспийского моря. Обширные пастбища использовались скотоводами-кочевниками, интенсивно развивалось земледелие без орошения в районах Ближнего и Среднего Востока, включая северо-запад Индии, т.е. в районах, которые ныне относятся к засушливым. Некоторые области в полосе 35-40° с. ш. в это время были более засушливыми (Калифорния, Невада, Иран, Южная Африка), и это сказывалось на развитии их экономики. Климат наиболее теплого и благоприятного в климатическом отношении периода голоцена, получившего название климатического оптимума, иллюстрирует рис.3.
Во время теплого периода голоцена и его пика около 6 тыс. лет назад климат менялся в различных районах земного шара не одинаково. Как отмечает Флон (439), температура воды Куросио в этот период между Японией и Тайванем была почти на 6°С выше, чем теперь. В то же время на северо-востоке Северной Америки температуры были не так высоки. Некоторые районы Юго-Западной Сибири, Турции в это время были суше. Имеющиеся данные указывают, что подобного рода колебания температуры в 1-1,5°С в сочетании с колебаниями осадков существенно повлияли на развитие культуры целых народов (436).
Примерно 4 тыс. лет назад во многих районах земного шара началось резкое похолодание климата, и он стал суше. Так, в Раджастхане около 3700 лет назад примерно в 3-4 раза уменьшилось количество осадков и составило 200 мм в год. Весьма впечатляющий пример - история Сахары, на месте которой в прошлом был цветущий сад, а весь район Сахары "зеленел подобно Нормандии" (211).
Среди прочих открытий в Сахаре самым интересным было обнаружение на территории современного Алжира нескольких тысяч наскальных росписей. На фресках зафиксирована история Сахары с периода, предшествующего неолиту.
В истории цивилизации можно выделить несколько периодов. Первый период (6-7 тыс. лет до н. э) - "период охотников", или "буйвола". Вероятнее всего, что в это время климат Сахары был влажным. В течение первого периода население Сахары было негроидным. Затем следует переходный период, который, судя по изображениям, свидетельствует о высоком для того времени развитии культуры и искусства этой цивилизации.
Второй период относится к эпохе неолита и начинается примерно с 4-го тысячелетия до н.э. В долинах (как свидетельствуют росписи) появляются новые поселенцы, отличающиеся от коренных жителей Сахары. На фресках изображены люди и огромные стада рогатого скота. Начинается "период скотоводства", для которого, бесспорно, должны были существовать только определенные климатические условия, прежде всего вода и сочная растительность.
Около 1200 г. до н.э. наступает новый период - "период лошадей", и лишь за несколько десятилетий до нашей эры начинается "период верблюда". Климат Сахары к этому времени уже изменился, и Сахара стала превращаться в пустыню.
Изображенные на самых древних фресках травоядные и плотоядные животные могли водиться только там, где выпадают обильные дожди, а земля покрыта густой растительностью. В последний дождливый период неолита климат Сахары, по-видимому, напоминал климат района нынешних саудовских саванн. В это время характерными для Сахары были обширные зеленеющие равнины, лесистые долины, где водились жирафы, буйволы, слоны, страусы, антилопы. В водоемах, наполненных круглый год водой, жили бегемоты, крокодилы.