Можливості штучного впливу на погоду і клімат

Проблема штучного впливу на атмосферні процеси в цілях зміни погоди і клімату в даний час так само займає людини, як і прогноз погоди. Очевидно, важливіше вміти впливати на розвиток атмосферних процесів і знищити можливість зародження шкідливих явищ погоди, ніж їх прогнозувати. Залишаючи осторонь питання про те, чи можна буде коли-небудь в майбутньому досягти точного прогнозу погоди навіть з добової завчасністю, скажемо лише, що будь-який навіть самий точний прогноз може бути лише попередженням про настання небезпечного явища погоди. Очевидно, краще виключити дію небезпечного явища, ніж передбачити його появу. Як би завчасно було попереджено населення про посуху або суховее, все одно вони завдадуть шкоди сільському господарству, який у кращому випадку можна лише зменшити, виконавши необхідні агротехнічні заходи. Те ж відноситься до граду і заморозку, ожеледі, викликає обрив проводів і порушення зв’язку, ураганним вітрам і т. п. Не дивно, що ще в далекому минулому людська думка працювала над пошуками способів надати вплив на розвиток атмосферних процесів.

Зміна погоди, як і виникнення багатьох небезпечних атмосферних явищ, залежить головним чином від общециркуляционных процесів, а місцеві географічні умови вносять лише невеликі корективи. Отже, щоб запобігти шкоди, який несе грізне явище погоди, необхідно надати вплив на атмосферу і змінити хід розвитку відбуваються в ній процесів. Виникає питання, чи має людина такими можливостями. Щоб відповісти на це питання, розглянемо енергетичні ресурси атмосфери і можливості людини.

Розвиток атмосферних процесів, як і формування погоди і клімату, викликане головним чином надходженням сонячної енергії на поверхню землі. Нерівномірність надходження її в різних широтних зонах земної кулі (більше на екваторі і в тропіках, менше у високих широтах) породжує атмосферну циркуляцію великого масштабу, яка прагне шляхом перенесення величезних мас холодного і теплого повітря вздовж меридіанів вирівняти температурні відмінності між високими і низькими широтами Землі. Крім того, навіть у однієї і тієї ж широтної зони надходить сонячна радіація освоюється неоднаково, що пояснюється відмінністю фізичних властивостей підстилаючої поверхні. Материки і океани, ліси і пустелі, сніжна і безсніжна поверхню землі неоднаково поглинають і відбивають сонячну радіацію. В результаті породжується циркуляція атмосфери малого масштабу, наприклад сезонні вітри між материками і океанами (мусони), морем і берегами (бризи), горами й долинами (гірничо-полонинський вітер) і т. п.

Проекти перетворення клімату. Так як характер атмосферної циркуляції залежить від фізичних властивостей поверхні землі, то багатьох обіймав питання, чи не можна шляхом зміни властивостей підстилаючої поверхні домогтися зміни атмосферної циркуляції, а отже погоди і клімату. Таких проектів було багато. Тут ми наведемо лише найбільш цікаві з них.

Відомий норвезький вчений Фритиоф Нансен у свій час запропонував зігріти клімат Арктики і прилеглих районів. За задумом автора, якщо розширити вузьку Берингову протоку, то теплі води Коро-Сиво продовжать свій шлях в Арктику, викличуть тут підвищення температури і зменшення ледовитости. Інакше кажучи, у східній частині Арктики створяться умови, аналогічні Західної Арктиці, омивається теплими водами Гольфстріму. У результаті підвищення температури в Арктиці зменшаться контрасти температури екватор — Північний полюс, відбудеться ослаблення меридіональної циркуляції повітря і на значному просторі клімат покращиться.

В іншому проекті, навпаки, пропонується закрити Берингову протоку. За задумом автора, це має призвести до потепління клімату Далекого Сходу, так як з закриттям протоки льоди Арктики не будуть мати доступу до півдня.

Пізніше ідея потепління Арктики була розвинена. Зокрема, пропонувалося перекрити греблею Берингову протоку і насосами перекачати теплі тихоокеанські води в Північний Льодовитий океан у більших обсягах, ніж це здійснюється в існуючих умовах. В результаті відбудеться підвищення температури арктичних вод і потепління клімату. До того ж пропонувалося створену греблю використовувати в якості моста для побудови залізниці між Азією і Північною Америкою.

Аналогічний проект, суть якого полягає в ліквідації льодів і утеплення Арктики (П. М. Борисов). Для цього пропонується встановити насоси і збільшити викид арктичних вод через Берингову протоку в Тихий океан. Тоді зросте перенесення теплих вод з Атлантики в Арктику і далі в Тихий океан. В результаті льоди розтануть, Арктика потеплішає, а клімат на значній частині Землі зміниться. Автор надає великого значення циркуляції вод у Світовому океані, якій пояснює зміну загальної циркуляції атмосфери Землі. Отже, клімат можна докорінно покращити, якщо збільшити адвекцию тепла в Арктичний басейн і північ Тихого океану.

Представляє інтерес і проект отепленія клімату Далекого Сходу шляхом зміни русла річки Амур (П. І. Колосків). По думці автора, сток вод многоводного Амура в вузьку частину Татарської протоки послаблює проникнення гілки теплої течії Коро-Сиво в Охотське море. Якщо змінити русло Амура, то можуть створитися умови для посилення протоки цих теплих вод через Татарську протоку в Охотське море. Це призведе до загального отеплению клімату Далекого Сходу.

Є багато інших проектів. Серед них обводнення Африки (Сахари), зменшення дзеркала Середземного моря, посилення теплої течії Гольфстрім і ін. Але вони також засновані на наближених розрахунках. І не завжди очевидна необхідність їх практичного здійснення.

На закінчення познайомимося з проектом зміни клімату, розробленим в Головній геофізичній обсерваторії ім. А. В. Воєйкова (М. І. Будыко). На підставі теоретичних розрахунків показано можливість знищення крижаного покриву Північного Льодовитого океану, який з’явився в епоху зледеніння. Згідно з теорією, можна розтопити льоди Арктики, якщо зменшити відбивну здатність поверхні — альбедо. Для цього достатньо забруднити поверхню льоду з допомогою чорного порошку. З цих розрахунків випливає, що якщо весь лід Арктики розтопити, то знову стійкий крижаний покрив вже не зможе утворитися. Виникають взимку льоди будуть зникати влітку під дією радіації сонця, що в цей час року в Арктиці не заходить.

Як бачимо, в цих проектах ставляться завдання зміни погоди і клімату як на обмеженій території, так і в масштабі північної півкулі. Хотілося б лише зауважити, що якщо основні розрахунки були б навіть вірні, то і в цьому випадку виникає питання, чи потрібно в таких грандіозних масштабах змінювати клімат і чи стане від цього людству краще. Тут ми залишимо осторонь питання про технічні можливості реалізації того чи іншого проекту, бо в час стрімкого технічного прогресу те, що сьогодні є неможливим завтра може бути здійснено. Слід сказати лише, що при сучасному розташуванні джерел тепла і холоду (льодів Північного Льодовитого океану, холодних і теплих океанічних течій) вже встановилася циркуляція атмосфери планетарного масштабу, якої зумовлені існуючі клімати Землі. Очевидно, необхідно розробити тепер методи розрахунків тих змін загальної циркуляції атмосфери, а відповідно і клімату, які відбудуться при реалізації різних проектів. При цьому слід врахувати, що суттєві зміни клімату відбудуться в помірній зоні і субтропіках північної півкулі, що є житницею людства.

Енергетичні ресурси на земній кулі. Людська думка завжди була спрямована на пошуки нових видів енергії. Але до цього часу використовувалися лише запаси енергії, створені Сонцем, оскільки вугілля і нафта — це концентрована сонячна енергія, запасена рослинами протягом багатьох мільйонів років.

Іншими видами енергії є гідроенергія річок і енергія вітру. Гідроенергія також створюється Сонцем, оскільки в процесі вологообороту в атмосфері важливу роль відіграє випар води з океанів і материків.

Величезну енергію таїть в собі і вітер (повітряні течії). Згідно з підрахунками енергія вітру в 3 тисячі разів перевершує енергію вугілля, що спалюється на земній кулі. Однак цей вид енергії використовувати важко. Сучасні вітряні двигуни дозволяють витратити лише саму мізерну частину енергії вітру.

Кількість сонячної енергії, що витрачається на різні природні процеси, що дорівнює 50 ккал на 1 см2 на рік, а кількість енергії, використовуваної людиною за рік, всього 0,02 ккал на 1 см2, тобто в тисячу разів менше. З цих порівнянь виходить, що людство використовує незначну частку надходить сонячної енергії. А кількість її величезна. Досить сказати, що 1 км2 земної поверхні отримує за день 2∙109 ккал, або 2 млрд. ккал тепла. Значна частина сонячної енергії йде на формування погоди і клімату, а людина може використовувати лише мізерну частку цієї енергії. Правда, у великих містах на 1 км2 витрачається таку кількість енергії, яку можна порівняти з надходить сонячної енергією на ту ж площу. Але це поки лише рідкісні і невеликі оазиси.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Біскайська затока