Никита Моисеев - Люди и кибернетика
Но биота влияет на климат не только через углеродный цикл. Изменение характера растительности меняет альбедо планеты, то есть отражательную способность ее поверхности, и, следовательно, непосредственно влияет на ее тепловой баланс. Наконец, растительность определяет интенсивность испарения влаги с подстилающей поверхности, непосредственно влияя на водный баланс.
И существенно влияют на биосферу, что нас интересует больше всего, факторы антропогенного характера, то есть нагрузки на нее, которые создает человечество. Сегодня в литературе обсуждаются прежде всего три аспекта этой проблемы: роль антропогенных выбросов в атмосферу, прежде всего углекислоты и аэрозолей; влияние искусственной энергии на тепловой баланс атмосферы; влияние изменения альбедо, обусловленного урбанизацией, сведением лесов и заменой естественных ценозов искусственными.
Но есть еще целый ряд вопросов, изучение которых необходимо для того, чтобы понять те последствия наших действий, которые будут определять условия нашей жизни. Это прежде всего крупные проекты перестройки геологических масштабов. Ныне обсуждается множество самых различных проектов, начиная от относительно «безобидного» перераспределения стока рек до проектов глобального характера вроде перекрытия Берингова пролива. Все экологические следствия подобных предложений пока анализируются только на интуитивном уровне.
Любые проекты, так или иначе влияющие на экологическую обстановку того или иного региона, задевают судьбы людей. Ведь, как уже говорилось, общество состоит из различных групп, имеющих разные, порой несовпадающие интересы, различные представления о целях своего развития, различные шкалы ценностей.
Поэтому каждый проект, могущий повлиять на экологическую обстановку, неизбежно приводит к определенным конфликтам, приводит к определенным напряжениям социального характера, и кибернету необходимо немалое усилие, недюжинные способности для их преодоления и снятия. Вот почему исследования климатических последствий реализации того или иного проекта должны сопрягаться с анализом той конфликтной ситуации, которая при этом может возникнуть. Ясное понимание всех подобных обстоятельств поможет лицу, ответственному за принятие решений, правильно его выбрать.
Региональные климатические характеристики
Изучением характеристик климата различных районов Земли занимается огромная армия исследователей.
Их усилия направлены на описание современного состояния климата того или иного региона и выяснение закономерностей и механизмов, его порождающих; и изучение взаимообусловленности климатических характеристик различных зон земного шара и выявления последствий антропогенных воздействий на их изменения.
Что касается первого вопроса, то он достаточно хорошо изучен. Многолетние наблюдения позволяют не только описать климат того или иного региона, но и дать определенные заключения о механизмах, его порождающих. Например, мы хорошо знаем особенности «Западного переноса», который определяет климат Европы, можем подробно объяснить причины засушливости Сахары и т. д.
Географическая климатология накопила немалое количество фактов, которые с успехом используются при изучении механизмов, управляющих климатом.
Вместе с тем мы все время сталкиваемся с погодными аномалиями, объяснить которые, а тем более предсказать не в состоянии. Мы, например, почти ничего не знаем о причинах бедствий, постигших страны Сахеля (страны, расположенные к югу от Сахары), когда в течение целого ряда лет в этой засушливой, но в целом благодатной зоне не выпало ни одной капли дождя.
Нам до сих пор памятен 1976 год, когда Западная Европа была затоплена дождями, а влажная, в обычные годы лесная зона европейской части России задыхалась от жары и вызванных ею лесных пожаров. Объяснить подобные аномалии даже ретроспективно мы пока не умеем.
И тем не менее те сведения, которые накоплены климатологией, очень важны и их нельзя недооценивать. Известным русским климатологом А. Воейковым еще в XIX веке был сформулирован принцип: тепло на севере (имеется в виду северное побережье Советского Союза в районе Баренцева моря), сухо на юге — и наоборот: холодно на севере — дождливо на юге страны. И этот закон выполняется с удивительной точностью. Так, например, в конце 40-х годов началось похолодание Арктики. И немедленно начали происходить заметные изменения климата южных районов Советского Союза. И сейчас, когда в Арктике и на севере температура в среднем понизилась на величину, меньшую одного градуса, растительность юга сразу же отозвалась на это. Особенно чувствительный индикатор — это флора пустынных и околопустынных районов. Так, например, за последние 27 лет в районах барханных песков восточной Туркмении количество растений в самих барханных песках увеличилось в 8 раз! В аридной зоне, примыкающей к пустыне Каракум, плотность естественной растительности увеличилась на 20–25 процентов, и в настоящее время там происходит интенсивное восстановление кустарников, погибших в предыдущий более засушливый период.
Эти циклы периодического похолодания и потепления Арктики, а одновременно и наступления более влажных или более засушливых периодов в аридных южных районах страны, получили название циклов Бракнера. Знание подобных закономерностей позволяет с известной правдоподобностью оценивать тенденции в климатических изменениях, а следовательно, и возможную эффективность сельскохозяйственного производства, а также судить о региональных климатических эффектах тех или иных инженерных проектов.
Сегодня рождается много проектов перестройки климата нашей планеты. Их авторы, стремясь улучшить ситуацию в каком-либо одном районе мира, не учитывают тех изменений, которые вследствие их действий могут произойти в других районах.
Сегодня хорошо известно, что решающим фактором, определяющим региональные характеристики климата, является структура воздушных течений. Они, в свою очередь, зависят от характера океанических течений.
Поэтому многие инженерные проекты «усовершенствования» климата так или иначе связаны с созданием сооружений, изменяющих направления течений. И хорошим помощником авторам этих проектов служит палеореконструкция климата, то есть анализ климата предшествующих эпох.
Так, показательна, например, история оледенения Антарктиды. Ее географическое положение уже более 50 миллионов лет не меняется и близко к современному, как не меняет своего положения и Южный полюс, располагаясь в ее центре. Однако долгое время этот континент не был ледовым. Конечно, на нем были ледники, особенно в горах, достигавших в те времена 5 километров и больше. И вокруг него возникали ледяные поля. Но сплошной ледяной щит появился относительно недавно.
Первое значительное похолодание Антарктиды произошло на рубеже эоцена и алигоцена — около 38 миллионов лет назад. Оно связано с заглублением Южно-Тасманийского поднятия и возникновением пролива Дрейка, отделившего Антарктиду от Южной Америки, Благодаря этому около 27 миллионов лет назад сформировалось так называемое циркумполярное течение, которое заблокировало воды Антарктиды от других океанов. Появление этого течения, омывающего Антарктиду, привело к формированию устойчивой цепочки циклонов, сопровождающих это течение, изолируя саму Антарктиду от остальных морей Мирового океана.
Из-за этих циклонов летние месяцы под континентом стали дождливыми и облачными; в течение пасмурного лета снег, накапливающийся за зиму, таять практически не успевает, и Антарктида превратилась в насос, выкачивающий воду из океана. В итоге влага в виде снега и льда непрерывно накапливается в ледяном панцире материка, а уровень Мирового океана падает. За время образования антарктического ледяного щита он понизился по меньшей мере на 50–60 метров. Этот факт имеет огромное общепланетное значение. В частности, с понижением уровня океана резко увеличилась засушливость климата на всей планете.
Если бы сегодня удалось снова перекрыть пролив Дрейка, то вся картина циркуляции вод Мирового океана качественно бы изменилась. Исчезло бы циркумполярное течение, прекратилась бы изоляция Антрактиды, летние месяцы в ней стали бы ясными и солнечными, к ее берегам подошли бы теплые воды, нагретые у экватора подобно Гольфстриму и Куро-Сио, и льды Антарктиды начали бы таять!
Вот подобные этому рассуждения и служат основанием для проектов изменения климата планеты.
В свое время мировую известность получил проект изменения течения Гольфстрима. Известно, что из-за существования силы Кориолиса теплое течение Гольфстрим, зародившись в Карибском море и пройдя более тысячи километров вдоль восточного побережья Америки, поворачивает на восток, создавая над Европой мягкий морской климат. Благодаря этому здесь на широте Копенгагена растут буковые леса. В то же время в Канаде на той же широте господствуют тундровые ландшафты.
