Климатическая система состоит из пяти компонентов: атмосферы, океана, криосферы, деятельного слоя суши и биосферы. Их взаимодействие по-разному проявляется на различных пространственно-временных масштабах, считает Игорь Мохов, доктор физ.-мат. наук, академик РАН.
Более того, слово «климат» происходит от греческого κλίμα, что означает «наклон». То есть еще в древности люди понимали, что климат зависит от наклона солнечных лучей относительно земной поверхности. Позже установили, что на климат влияют также континенты и океаны, состав атмосферы и так далее. К примеру, без атмосферы с водяным паром температура поверхности Земли была бы более, чем на 30 оС ниже. Водяной пар – главный парниковый газ в атмосфере Земли.
Помимо этого, общая циркуляция атмосферы и климат Земли существенно зависят от скорости вращения планеты вокруг своей оси. Экстремальная жара в Москве в 2010 году как раз была связана с нарушением зональной циркуляции атмосферы в средних широтах- объясняет Мохов.
У каждого из пяти компонентов климатической системы своя роль. Важно уточнить, какие временные масштабы имеются в виду. Если говорить о совсем отдаленной перспективе, то Земля сгорит через несколько миллиардов лет из-за эволюции Солнца. Если говорить о коротких временных интервалах, то на них атмосфера очень изменчива по сравнению с инерционным океаном.
Важнейшие глобальные и региональные климатические особенности связаны с взаимодействием атмосферы и океана. Показательный пример взаимодействия атмосферных и океанических процессов – рекордное наводнение на Амуре в 2013 году. Первопричиной стало формирование атмосферного блокирования над Тихим океаном с циклонической областью над бассейном Амура. Это привело к экстремальным осадкам. Существенно, что это происходило в муссонный сезон.
Свою роль сыграли и другие факторы: в частности, на западе Тихого океана была рекордно высокая температура, а в бассейне Амура в предыдущую зиму выпало много снега, и почва была насыщена влагой. Все это увеличило риск наводнения.
В среднем зимы становятся более теплыми, но при этом не исключаются морозы. А летом при потеплении возрастает нагрузка на энергосистему из-за работы кондиционеров, рефрижераторов, охладительных установок. В весенне-летние месяцы отмечается вековая тенденция уменьшения количества осадков при потеплении в среднеширотных российских регионах, что проявляется, например, в уменьшении стока реки Дон.
Нужно учитывать и позитивные эффекты глобального потепления. Взять ту же Арктику: около 15 лет назад мы с использованием ансамблевых модельных расчетов показали, что к концу XXI века Северный морской путь из западной Европы в юго-восточную Азию может стать экономически более эффективным, чем путь через Суэцкий канал даже в зимние месяцы.
В России процессы потепления и похолодания идут существенно быстрее, чем на Земле в целом. Это не случайно: в северных странах большую роль играет снежный покров. Из-за него сильно меняется альбедо*** поверхности, поэтому температурные эффекты в высоких широтах наиболее сильны. Важное направление в рамках нашего проекта – анализ изменений климата в арктических широтах.
С точки зрения климата хорошо, что Россия большая, поскольку у нас не бывает только засухи или только наводнения, как, например, в европейских странах. В атмосфере над Россией могут почти уместиться в средних широтах две планетарные волны или волны Россби (– крупномасштабные волны в атмосфере, возникающие под действием вращения Земли.). Это означает, что в долготном направлении чередуются две циклонические и две антициклонические области с противоположными аномалиями давления, температуры и осадков. Например, летом 2010 года в условиях стационирования волны Россби в европейской части России была рекордная жара. А вот на западе, в центре Европы, и на востоке, в Западной Сибири, лили дожди.
В этом смысле огромные размеры России – плюс, у нас обычно в различных частях страны разные погодно-климатические аномалии, - считает Игорь Иванович Мохов.