Изменения арктического ледяного покрова и климатические изменения

Непосредственными следствиями всех этих влияний арктического ледяного покрова являются кратковременные погодные и долговременные климатические изменения в Северном полушарии. Разность температур воздуха между полярной и тропической областями зимой больше, так что интенсивность циркуляции в атмосфере зимой увеличивается: возникает больше штормов, и пути их смещаются к югу так же, как и край пакового льда.

Когда циркуляция воздуха усиливается, вся система волнообразных гребней и впадин в струйном течении (рис. 20.14) смещается к востоку. Восточная часть США больше других районов подвергается воздействию холодных арктических воздушных масс, проносящихся на юг от Канадского шита в то же самое время к северо-западному (тихоокеанскому) побережью Северной Америки приходит больше штормов с юго-запада и выпадает больше дождевых осадков.

Существуют более длительные тенденции развития климата, при которых изменения ледяного покрова Арктики и климата хорошо коррелируют. Подробные данные об арктических условиях собраны более чем за 100 лет. Советские ученые сообщают, что за период между 1890 и 1940 гг. средняя толщина льда в советской Арктике уменьшилась на одну треть (с 365 до 218 см), а площадь, покрытая паковым льдом, сократилась на 10%.

В этот же период усиливалась глобальная циркуляция атмосферы: западные ветры в Северной Атлантике усилились примерно на 20%, циклоны стали проходить севернее, мощность Гольфстрима возросла, и он стал проникать дальше на север, вызвав потепление воды в Норвежском море на 5° С. Необходимо отметить, что состав морского сообщества за 50 лет легко приспособился к изменившимся условиям. На рис. 20.15 показано, как северные границы области вылова сельдевых у берегов Европы сместились к северу за период с 1900 по 1940 г. После 1940 г. эта тенденция сменилась на противоположную.

О самом длительном изменении мы знаем по путешествиям викингов в Исландию около 950 г. н.э.: с этого времени примерно до 1200 г. вокруг этого острова летом, вероятно, не было никакого пакового льда. На рис. 20.15 показано, что в 1000 г. сельдь ловили даже к северу от Исландии, но к 1300 г. добыча сельди сместилась значительно к югу, до широты Британских островов. Вместе с тем Гренландская колония викингов была основана в X в. и процветала в течение примерно 300 лет, пока около 1410 г. не была покинута.

Заключение. Полярные океаны представляют собой такие специфические области и столь многообразны, что подытожить все их особенности в одном абзаце было бы слишком трудно и абзац получился бы очень длинным. Лучше эти особенности пронумеровать.

1.Динамика полярных океанов контролируется процессами, изменяющими соленость. В Северном Ледовитом океане этот контроль осуществляют реки, собирающие воду на просторах Сибири и Канады. В Южном океане определяющим процессом является образование и таяние морского льда, приводящее в действие «гигантскую ледовую антарктическую машину перемешивания».

2. Весьма значительным фактором, объясняющим различия в динамике между Южным океаном и Северным Ледовитым, является то, что Южный океан полностью открыт для интенсивного перемешивания с другими океанами через Антарктическое циркумполярное течение. Сообщение Северного Ледовитого океана с остальными океанами весьма ограничено: Берингов пролив очень мелок, как и Баренцево море к северу от Норвегии, и только один глубокий пролив соединяет Северный Ледовитый океан с Северной Атлантикой.

3. После образования сухопутного моста между Американскими континентами общая схема циркуляции Мирового океана изменилась. Только в течение последних 4 млн. лет (примерно за тот промежуток времени, когда жили австралопитеки) вода в Северной Атлантике стала более соленой, чем в Тихом океане, Арктический регион испытал повторное оледенение и Антарктиду покрыл ледяной чехол мощностью несколько километров. Не мог бы широкий открытый канал на месте Панамского перешейка восстановить теплый климат на всей Земле?

4. Биологическая система Северного Ледовитого океана отличается своим скудным видообразованием. Это можно объяснить низкой первичной продукцией, коротким продуктивным периодом, который в свою очередь контролирует репродуктивные циклы, низкой температурой воды, незрелостью биологической системы из-за молодости самого бассейна и, возможно, тем, что мы просто провели еще не достаточно наблюдений.

5. Биологическая система антарктических морей необычна своей высокой продукцией, которая сочетается с исключительно короткой пищевой цепью между микроскопическими диатомеями и огромными китами. Главная причина этого — мощный апвеллинг,- благодаря которому запасы питательных веществ в этих водах ничем не ограничены.

6. Отличительная особенность обоих полярных океанов — преобладание на вершине пищевой цепи теплокровных организмов, причем многие из них имеют крупные размеры. Это объясняется, во-первых, тем, что чем крупнее животное, тем больше отношение его объема к поверхности тела, а следовательно, меньше затраты энергии на «сохранение тепла». И энергия, которую теплокровные организмы в состоянии затратить во время охоты, гораздо больше, чем у холоднокровных животных.

Во-вторых, холоднокровные организмы должны вырабатывать свой собственный «антифриз», чтобы предохранить ткани от замерзания при пониженных температурах полярных вод, и при этом обостряется проблема производства энергии в мышцах. Эти животные просто не могут конкурировать с теплокровными в полярных водах. В-третьих, существование теплокровных организмов облегчают обширные ледяные поля.

7. Наконец, покрытые льдом океаны оказывают особое влияние на климат Земли. Поскольку белизна льда увеличивает альбедо полярных океанов, они обладают небольшой способностью поглощать солнечное излучение. Таким образом, ледяной покров обусловливает большие разности температур в атмосфере между экваториальными и полярными областями, что в свою очередь создает струйное течение, определяющее климат в средних широтах.