Погода. Радиационный баланс Земли. Локальные ветры и бризы. Движение Земли и погода, страница 19

С учетом сказанного становится ясно, что полное описание климата в соответствии с данным выше определением вряд ли станет когда-нибудь осуществимым. Тем не менее, в течение последних десятилетий наблюдаются постоянное расширение числа параметров для описания климата и более глубокая и подробная детализация изменчивости этих параметров (анализируются не только средние значения и максимальные отклонения от средних, но и более высокие моменты распределения значений параметров). Безусловно, это приближает получающееся описание к идеальному.

Требует пояснений также выбор временного интервала в несколько десятилетий. Такой выбор обосновывается проведенными исследованиями дисперсии (среднеквадратичного отклонения от среднего) основных климатических параметров в зависимости от периода осреднения. Оказалось, что дисперсия стабилизируется (становится минимальной) на интервале от 20 до 1000 лет, а затем начинает расти. Это следует интерпретировать  как то, что в течение названного периода климат более-менее стабилен (разброс  значений параметров климата от года к году невелик), а более длинные периоды уже включают смесь разных климатов. Понятно, что с учетом малой длительности жизни человека и быстрой динамики эволюции человечества 1000-летний интервал малопригоден для анализа изменчивости климата и влияния на него различных факторов. Поэтому и выбирают интервал в 20 – 30 лет.

Очевидно, что климат меняется в результате действия тех же факторов, что приводят к изменению погоды:

1.  количества энергии, поступающей от Солнца;

2.  наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты и изменения скорости вращения вокруг оси;

3.  гравитационного действия Солнца, Луны, других планет, создающего приливы в океане и атмосфере, которые изменяют скорость вращения Земли и характер движения ее по орбите;

4.  корпускулярного излучения Солнца;

5.  географических факторов: характера и рельефа подстилающей поверхности (особенно важны эти характеристики для «микроклимата»), расположения материков и соотношения между сушей и океаном;

6.  массы и состава атмосферы (в том числе наличия малых газовых составляющих, таких как озон, углекислый газ и т.п.).

Очевидно, что существенное изменение любого из названных факторов, может привести к более-менее заметному изменению климата. Тем не менее, считается, что Солнце светит одинаково, по крайней мере, уже 2 миллиона лет[25]. Что касается весьма изменчивого на небольших временных интервалах корпускулярного солнечного излучения, то точные данные о его долговременной изменчивости отсутствуют. При этом, правда, нет точных данных и о степени влияния на климат изменений в интенсивности корпускулярного солнечного излучения.

Площадь, занятая водой. Чем больше эта площадь, тем мягче климат (стабильнее атмосфера), поскольку теплоемкая вода демпфирует (сглаживает) перепады температур в течение суток и при смене времен года. Площадь, занятая Мировым океаном, время от времени меняется из-за таяния и образования ледников. В результате меняется количество поглощаемой и излучаемой энергии, а это ведет к изменению общей циркуляции атмосферы, что, в свою очередь, изменяет климат. Во время последнего ледникового периода уровень мирового океана понизился на 100 метров и средняя температура Земли была ниже теперешней на 4-8 градусов.

От массы атмосферы зависят ее механическая и тепловая «инерция», а также эффективность переноса тепла  от нагретых областей к более холодным. Очевидно, что уменьшение массы атмосферы увеличивает разность температур между хорошо прогреваемым экватором и холодными полюсами.

Присутствие углекислого газа и воды в атмосфере определяют способность последней задерживать тепловое излучение Земли в космос и таким образом определять условия баланса между поступающей солнечной энергией и энергией, излучаемой в космическое пространство, при той или иной средней температуре земной поверхности (парниковый эффект). Очевидно, чем эффективнее задерживается атмосферой тепловое излучение Земли, тем при большей температуре последней наступает баланс между приходящей и уходящей энергиями.