Погода. Радиационный баланс Земли. Локальные ветры и бризы. Движение Земли и погода, страница 20

Движение Луны тормозит вращение Земли. Медленное вращение Земли вокруг оси приведет к изменению общей циркуляции атмосферы, увеличению суточных колебаний температур и выравниванию условий на экваторе и полюсах из-за интенсификации циркуляции атмосферы в меридиональном направлении.

Теория, предложенная в 20-х годах ХХ века югославским ученым М. Миланковичем   (Milutin Milankovitch), связывает изменения климата с колебаниями наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты и изменениями элементов орбиты[26]. Например, если бы ось вращения была перпендикулярна плоскости орбиты, исчезло бы различие между зимой и летом и вместе с тем возросло различие между экватором и полюсами. Наоборот, при более сильном наклонении земной оси уменьшаются географические различия в поступающей солнечной энергии, однако обостряются контрасты между сезонами. Таким образом, в обоих случаях общее количество тепла, полученное Землей от Солнца остается прежним, но перераспределяется по-другому между различными широтами и временами года. Причиной же изменения элементов орбиты является взаимодействие Земли с другими планетами. Результаты анализа, выполненного Миланковичем весьма удовлетворительно согласуются с ледниковыми периодами прошлого. Теория предсказывает также и будущие ледниковые периоды и сильные оледенения (ближайшее – через 170 тысяч лет). Другие механизмы глобального изменения климата заключаются в изменчивости основного источника энергии, поступающей на Землю, - Солнца (см. разд.3.), изменении соотношения между сушей и океаном, движении материков и т.п.

 Наш опыт подсказывает, что каждый новый год несколько отличается от предыдущего, хотя в среднем в течение человеческой жизни (а на самом деле, в течение гораздо более продолжительных периодов) все годы похожи друг на друга. В связи с этим можно утверждать, что наблюдаемые флуктуации состояния системы океан-суша-атмосфера (иногда весьма существенные) не приводят к резким изменениям климата. Наша система, будучи возмущена флуктуацией, возвращается практически в то же исходное состояние. Возникает вопрос, всегда ли так будет происходить, если постепенно увеличивать амплитуду возмущения или менять его характер?

Представим на минуту, что нам известна вся совокупность уравнений, описывающих поведение нашей системы во времени, и заданы начальные условия. Тогда предыдущий вопрос на языке математики будет звучать следующим образом: является ли решение данной системы уравнений при заданных условиях единственным, и насколько устойчиво такое решение по отношению к малым изменениям начальных условий? Жизненный опыт подсказывает  ответ на вторую часть вопроса, утверждающий значительную устойчивость. Однако тут можно возразить, что мы просто не наблюдали столь сильных возмущений (или некой особенной комбинации возмущений разного сорта), которые могут радикально изменить вид движения нашей системы. Ведь на самом деле  уравнения, описывающие это движение, нелинейны, а значит, имеется принципиальная возможность существования нескольких решений при одних и тех же начальных условиях. Следовательно, можно найти и некое возмущение, которое переводит систему из одного квазистационарного состояния в другое.

С одним подобным состоянием мы хорошо знакомы. Это современный климат Земли. Не окажется  ли климат другого возможного состояния системы океан-суша-атмосфера полностью непригодным для существования жизни на Земле в привычном нам многообразии проявлений этой жизни? Мы не можем отрицательно ответить на этот вопрос и не можем отрицать возможность скачкообразного изменения климата при специально подобранном или случайно созданном возмущении системы. Вот почему столь важное значение приобретает проблема сохранения среды обитания и недопущения ее существенных изменений в результате естественных или искусственных причин. Моделирование климата позволяет с той или иной степенью достоверности определить возможные последствия действия таких причин.

Моделирование климата