На злобу дня: почему жара?

Нынешний июль в европейской России характеризуется аномальной жарой. Уже более трех недель практически нет дождей, мало облаков, и солнце палит нещадно все светлое время. Причину этого явления метеорологи объясняют блокирующим антициклоном, захватившим значительную часть Европы. Считается, что этот антициклон не пропускает в область его действия холодный воздух из окружающих антициклон областей, что и приводит к аномальной жаре. Но Европа не пустыня. Солнце продолжает испарять влагу. Куда девается испарившаяся влага? Почему нет дождей? Почему возник блокирующий антициклон? Читать далее

Европа марширует к пустыне

Путь Европы к пустыне. Вырубка лесов Ленинградской области, 2010.

Интервью о биотическом насосе опубликовано на испанском языке здесь.

Реклама

19 responses to “На злобу дня: почему жара?

  1. а когда (и почему) погода в Москве поменяется? т.е. спадет температура, пойдут дожди и проч. Ведь если «биотический насос» сломался, то тогда фактически до осени должна быть жара? (пока в природе в целом не похолодает)
    Или локальные «запирания» антициклонов возможны и насос здесь ни при чем?

    • Лесной насос обеспечивал регулярную тягу воздуха по всей Евразии. Естественный лес в Европе состоял из вечнозеленых хвойных пород. Благодаря этой вечной зелени деревья начинали тянуть воздух с моря уже ранней весной. То есть, им не нужно времени на раскачку, «листья»-то уже есть. Поэтому весна была прохладной, потом постепенно, без катаклизмов, становилось теплее. Тяга усиливалась, когда постепенно появлялись листья у лиственных пород. (Если помните, у Льва Толстого Болконский замечал, что старый дуб распустился позже всех.)

      Сейчас хвойные повырублены, вырубки зарастают травой и вторичными (лиственными) породами. Ранней весной тянуть прохладный с океана воздух некому, лиственные-то деревья еще голые. Поэтому весна стала жаркой, частыми стали высокие температуры в апреле-мае. Затем резко распускаются вторичные (лиственные) леса и начинают тянуть влагу с холодного еще океана («черемуховые холода»). Поскольку лиственных лесов стало намного больше, чем в естественном состоянии (так как на вырубках растут в первую очередь березы и осины), это приводит к относительно холодному, дождливому июню. Затем процессы фотосинтеза заканчиваются, формируются семена, лиственные деревья перестают активно функционировать и тянуть влажный воздух. Наступает жара.

      Исходя из этой картины, да, Вы правы, ожидать радикального похолодания до осени не следует. Осенью Ледовитый океан начнет получать меньше солнца, чем средняя полоса, будет охлаждаться, и тянуть с него станет легче. Тогда и у нас похолодает.

      Однако есть дополнительные факторы, усложняющие эту картину.

      Там, где воздух поднимается, выпадают осадки. Эти осадки состоят как из локально испарившейся влаги, так и из импортированной откуда-то (например, с моря). Чем больше осадки, тем сильнее падает давление и сильнее ветер.
      Таким образом, имеется положительная обратная связь между осадками и ветром. Поэтому в принципе можно и в пустыне организовать осадки, давление из-за этого будет падать, влажный ветер будет дуть с моря и какое-то время поддерживать осадки. Потом постепенно вода, выпавшая дождем, стечет в океан, испаряться будет нечему, и океан опять перетянет воздушный канат на себя.

      Поэтому если в результате какой-то климатической флуктуации внешними причинами на Москву все-таки занесло бы циклон или смогла бы сконденсироваться локальная влага, дождливый период мог бы продержаться и температура упасть на некоторое время, пока действует описанная выше положительная обратная связь. В этом смысле Москве хуже, чем СПб, так как мы все-таки окружены лесами, и у нас есть ненулевая вероятность локальной конденсации. То есть, влага, испаренная лесом, не успеет уйти за пределы антициклона, сконденсируется и приведет к формированию зоны пониженного давления. Уничтожение лесного пояса Москвы зануляет эту вероятность. Надеяться можно только на внешние широкомасштабные флуктуации. А так локальный дождик мог бы потянуть за собой прохладную погоду.

      Главный вывод состоит в том, что и чрезмерные осадки, и аномальная сушь и жара являются следствием разрушения биотического насоса. Если дать вторичным лесам и вырубкам восстановиться до вечнозеленых, времена года вновь обретут привычные неэкстремальные характеристики. Если не дать лесам восстановиться, то в конечном счете будет пустыня, а промежуточный период, как сейчас, будет характеризоваться всевозможными экстремумами.

  2. Но ведь известно, что и раньше бывали периоды большой (и продолжительной) засухи в различных районах Евразии. Поэтому возможна версия, что и сейчас «просто засуха» (или еще говорят – «глобальное потепление»).

    • Засухи бывали и раньше. Однако и раньше были периоды интенсивного (взрывообразного) уничтожения лесов, примером может служить уничтожение дубрав Петром. Поскольку концепции лесного насоса не существовало, никто не занимался анализом связи между сведением лесов и нарушениями круговорота воды. Тем не менее, наиболее яркие катастрофы известны. Так, например, установлено, что причиной полного опустынивания земель и последующей гибели одной из процветавших цивилизаций в Перу стало сведение лесов (новость на английском языке , оригинальная статья есть на сайте автора ).

      Еще к вопросу о засухах, которые бывали и раньше. Вот типичная статья http://www.pnas.org/content/105/37/13941, где исследуются отложения пыльцы в районе Сирии. По пыльце можно определить, какие растения росли в той или иной местности тысячи лет назад. Такие засухи полностью выкашивали целые регионы. Поскольку людей было мало, они могли спастись от региональных катастроф путем миграции в другие регионы. За это время растительность постепенно восстанавливалась, и покинутая местность вновь становилась пригодной для поселений. Сейчас это невозможно — вся Земля занята. Региональная трехсотлетняя засуха, подобная описанной во втором параграфе статьи (Previous studies (1–6)…), сегодня привела бы к гибели не менее сотни миллионов людей.

  3. А есть ли у вас понимание, какие «пожарные» (т.е. быстрые и с быстрым эффектом — в масштабах года-двух) меры можно предпринять сейчас для России, чтобы побороться с жарой+засухой+пожарами?

    Про длинные вроде бы понятно: объявить все леса в Сибири (и Якутии, видимо? а мы ведь там 2 новых больших ГЭС заложили в Энергетическую концепцию на 30 лет!!??) заповедными, прекратить вырубку и наоборот — начать везде, где можно, высаживать «местные ели, лиственницы и кедры». Правильно?

    • Понимание здесь очень четкое — кроме прекращения вырубки лесов ничего сделать нельзя.

      Правильно. Замена леса водохранилищем при постройке ГЭС разрушает биотический насос.

  4. А есть ли «знание» про Арабские страны (я думаю, если возможно, даже за много лет изменить пустынный климат на более влажный- они бы на это могли пойти. У них страсть к мегапроектам — и много денег. Правда, пока моют новые острова в море, чем губят море!)? Хотя ведь ОАЭ прямо на море стоят, вроде, испарения рядом, и возможно, жара у них объективная для этой широты? Или они тоже пожинают дело рук предков?

    • К нам обращались несколько раз по поводу таких проектов. Но пока дальше разговоров дело не шло. Причины тому объективные. Лес растет долго, а нефть кончается быстро. В недалеком будущем арабские страны станут зоной крупнейшей гуманитарной катастрофы, имея быстро растущее необученное население и полностью лишенные продовольственной самостоятельности. Поэтому мы думаем, им не до долгосрочных проектов. (Мега — это у них относится к размеру, а не ко времени.) Сейчас эти страны (как и Китай и др.) стараются скупать с/х земли в бедных африканских странах. Однако право собственности существует только до первых социальных катаклизмов. Поэтому будущее арабских стран печальнее, чем чье бы то ни было.

      Какая-то часть Аравийского полуострова, по-видимому, пребывала в засушливом состоянии и без участия человека. Вообще в пользу существования естественных пустынь свидетельствует наличие пустынной фауны, т.е. видов животных, приспособленных именно к пустыне. Поскольку среднее время жизни биологических видов порядка нескольких миллионов лет, это означает, что пустыни существовали и до человека. Но занимали они существенно меньшие площади, чем сегодня. Например, хорошо установлено, что в Сахаре существовали влажные леса еще несколько тысяч лет назад, да и в начале нашей эры там было далеко не так сухо, как теперь.

  5. Еще вчера разговаривал с одной группой молодых ученых (из хай-тековцев), они про ваши взгляды слышали, считают маргинальными, в том числе вообще идею о том, что климат «регулируется биотой». А это ваша уникальная точка зрения? А «общепризнанная» какая — что он чем регулируется?

    • Еще вчера разговаривал с одной группой молодых ученых (из
      хай-тековцев), они про ваши взгляды слышали, считают маргинальными, в том числе вообще идею о том, что климат «регулируется биотой».

      Такие мнения мы относим к разряду «биота? да что она может». Поскольку большинство людей в современной урбанизированной среде вообще не имеют представления о естественных экосистемах, то для них принятие биотической регуляции объективно усложняется. Это все равно, что принять, что климат регулируется высшими силами или инопланетянами. Это нормальная реакция при отсутствии знаний. Вы можете спросить, знают ли Ваши собеседники о мощности глобальной биоты. Например, как соотносится мощность энергопотребления нашей цивилизации и мощность энергопотребления биоты?

      А это ваша уникальная точка зрения?

      Биотическая регуляция как теория уникальна. О влиянии природы на климат говорили очень многие (см., например, здесь http://www.nkj.ru/archive/articles/17600/ ), но количественной теории кроме биотической регуляции нет. Есть разница между тем, чтобы просто влиять на что-то, и тем, чтобы контролировать и определять. Есть также разница между просто мнением и количественным научным утверждением.

      А «общепризнанная» какая — что он чем регулируется?

      Понятие климата имеет много аспектов. Например, водный режим суши. Мы говорим, что он регулируется растительным покровом. А «они» говорят, что геофизическими параметрами — то есть, куда ветер дует с моря, там и влажно. Куда не дует — там сухо.

      Есть термическая устойчивость климата — то есть, почему среднеглобальная температура устойчива, почему океаны не испаряются и не замерзают. Мы говорим — контролирует биота, регулируя концентрации двух важнейших парниковых газов — СО2 и водяного пара (оба активно вовлечены в биогеохимические круговороты). В метеорологической литературе вопрос открыт. Предлагаются различные механизмы, например, охлаждение поверхности за счет испарения влаги. Теория развита слабо, поэтому количественных оценок немного. (Вот пример обзора на эту тему, J. R. Bates, http://dclimate.gfy.ku.dk/JClimat5.pdf). Однако никакие из предложенных качественных механизмов (испарение, широтное перемешивание и перенос тепла, облачность) не опровергают роли биоты, так как сами эти процессы находятся под биотическим контролем. В частности, испарение с поверхности океана регулируется биогенными поверхностно активными веществами и т.п.

      Неустойчивость климата вот в чем состоит. Вода — основное парниковое вещество. Как только температура океана повышается, количество водяного пара в атмосфере растет, парниковый эффект тоже растет. Опять повышается температура. И т.д. То есть, имеется положительная обратная связь. Наиболее активно это происходит на экваторе и в тропиках, там больше всего водяного пара и выше всего парниковый эффект. Если же при повышении температуры взять и «оттащить» часть тепла в высокие широты (просто ветровым перемешиванием) и дать там тепловой радиации уйти в космос (а в высоких широтах парниковый эффект меньше), то можно, в принципе, убрать неустойчивость, понизив температуру. Но крайне маловероятно, чтобы увеличение ветрового перемешивания могло бы случайно в точности компенсировать термическую неустойчивость на экваторе. Более того, на качественном уровне вообще неясно, будет ли увеличение ветрового перемешивания приводить к охлаждению. Нагрев высоких широт приведет к увеличению там парникового эффекта. Поэтому кумулятивное влияние ветрового перемешивания на среднеглобальную температуру и термическую устойчивость не выяснено. Рассчитать это количественно невозможно из-за отсутствия теории атмосферной циркуляции (т.е., количественного ответа на вопрос «почему дует ветер»).

  6. Почему вы до сих пор не завели себе блог в LiveJournal?
    Там нашлось бы много не только критиков, но и сторонников.

    • Нашей основной задачей является получение новых научных результатов и продвижение теории биотической регуляции в научной литературе.

      Мы думаем, что на нашем сайте люди, умеющие убеждать других, могут найти полезные для себя аргументы. Блог создан для более оперативного реагирования на вопросы читателей сайта.

  7. Спасибо за ответ. Посмотрел по социальным сетям. Практически ничего нигде нет о ваших достижениях.
    Вопросы:
    1) Есть такое понятие «тепловая труба». Мне кажется, она вполне применима для описания процессов, происходящих над лесом, если не брать во внимание океан. Может быть можно эту трубу встроить в другую трубу большего размера, которая как раз и будет эмитировать океан. Цель всей этой конструкции — более доступно объяснить процессы, происходящие в атмосфере;
    2) Как вы объясняете накопление льда в Гренландии и Антарктиде?
    3) Устья больших сибирских рек находятся в тундре, то есть на практически безлесной территории. Она не мешает проникновению ветров с Северного Ледовитого океана? Или сибирские леса большую часть влаги засасывают с Тихого океана?
    4) Что сейчас происходит в районе Средней Азии, Афганистана, Пакистана, Индии? Все эти районы или не имеют леса (Средняя Азия, Афганистан), или имеют изреженные леса (Индия). Исчезают ли ледники в горах той части Земли?
    5) Как за последние 5-10 лет изменилась концентрация углекислого газа в атмосфере? Продолжает ли она расти?

  8. Создал сегодня сообщество в LJ — http://community.livejournal.com/bioregulation/ . Заходите. Если у кого еще нет аккаунта в ЖЖ, создать его не сложно. Можно писать (комментарии) и не будучи блоггером, но в в таком случае трудно идентифицировать отвечающего.

  9. Уведомление: Лесной насос и тепловая трубка | Наука изнутри

  10. Уведомление: Лесной насос и тепловая трубка | Наука изнутри

  11. Вы сказали:
    «В частности, испарение с поверхности океана регулируется биогенными поверхностно активными веществами и т.п.»
    » т.п. » следует обязательно добавить «уровнем загрязнения поверхности океана масляными пленками, отходами морских нефтепромыслов и обычным нетонущим бытовым мусором с проходящих судов.»

Комментировать

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s