Холодильник планеты

Общеизвестно, что климат Антарктиды самый суровый на земном шаре. В районе станции "Восток" отмечено падение температуры до -89,2° С. Такие крайние, почти космические условия вызваны существованием гигантского материкового ледникового покрова. С другой стороны, оледенение Антарктиды возникло и развивалось в связи с суровым климатом. Климат и оледенение оказывают влияние друг на друга, они взаимосвязаны и взаимообусловлены.

Крайняя суровость южнополярной области сказалась на климате всей нашей планеты. Южное полушарие в целом значительно холоднее Северного. Это было подмечено еще первыми мореплавателями, посещавшими южные широты. Участник экспедиции Беллинсгаузена и Лазарева профессор Казанского университета И. М. Симонов в 1825 г. напечатал специальное исследование "О разности температуры в Южном и Северном полушариях". Он сравнивал природу своей родной Казани (55° с. ш.) с тем, что увидел на острове Южной Георгии, расположенном в тех же широтах, но в Южном полушарии. "Мы не нашли там ни одного дерева, и кроме моху, весьма мало растений". Эти различия поражали воображение первых путешественников.

Хотя Южное полушарие значительно холоднее Северного, в Антарктиду, на этот "холодильник планеты", как ее иногда называют, поступает огромное количество радиации от солнца - гораздо больше того, что приходит в Арктику. Отчасти это объясняется тем, что в период, когда в Южном полушарии лето, Земля находится ближе всего к Солнцу - в перигелии. В это время южная полярная область получает на 7% больше солнечной энергии, чем в соответствующий период северная. Кроме того, удивительная прозрачность и сухость воздуха над ледяным материком уменьшают поглощение радиации атмосферой. Особенно велики значения приходящей солнечной радиации в центральных возвышенных районах материка, для которых характерен преимущественно антициклональный, малооблачный режим погоды. Антарктическим летом, в декабре-январе, в районе Полюса относительной недоступности месячные величины суммарной солнечной радиации достигают максимальных на земном шаре величин - 30 ^ккал/_см² в месяц. Это значительно выше того, что получает Земля в субтропиках или на экваторе (для сравнения: в июле месячная сумма солнечной радиации для Ташкента составляет 18,5 ^ккал/_см²). Центральная Антарктида - полюс летней солнечной радиации (подчеркнем вновь эту парадоксальную особенность южнополярного континента).

На побережье летом количество приходящей солнечной энергии несколько уменьшается, хотя и остается достаточно высоким - 20-23 ^ккал/_см² в месяц. Зато над антарктическими водами, где господствуют циклоны и небо почти постоянно закрывает низкая свинцовая облачность, значения приходящей солнечной радиации в 2-3 раза меньше, чем над континентом. Пятидесятые - шестидесятые широты Южного океана в противоположность Антарктическому материку являются зоной минимальных на земном шаре сумм солнечной радиации. Каждый раз по прибытии в Антарктиду после первых же часов работы под антарктическим солнцем лица новичков обгорают и нередко, если не были приняты защитные меры, получают сильные солнечные ожоги.

В ледовом поясе

Но такая высокая напряженность солнечной радиации наблюдается только в короткий период антарктического лета. Зимой она снижается до нуля. И тем не менее в целом за год Антарктида получает не меньше или даже больше солнечной радиации, чем наши черноморские курорты.

Но как бы ни было велико поступление солнечной энергии, свыше 80% ее отражается снежной поверхностью и уходит в космическое пространство. Радиационный баланс ледяной поверхности в Антарктиде, т. е. соотношение радиации приходящей и расходуемой, за исключением двух-трех месяцев в году, всегда отрицателен. И если бы не приток относительно теплых воздушных масс океана, Антарктида представляла бы собой прогрессивно охлаждающий сам себя холодильник.

Изотермы - линии одинаковых температур воздуха - располагаются по поверхности Антарктического континента, в общем, концентрическими кругами с центром в районе Полюса относительной недоступности. Здесь в летнее время среднемесячные температуры порядка -36° С, зимой - минус 72° С, а в среднем за год - минус 56° С. Центральная Антарктида - самая холодная область не только всего материка, но и всей Земли. От этого выхоложенного высокого внутриматерикового плато во все стороны идет постепенное повышение температур.

Районы побережья, где и высоты не велики, и сказывается отепляющее влияние моря, в противовес центральным - самые теплые в Антарктиде. В "Мирном" среднемесячная температура в декабре -2° С, зимой (в июле) - минус 18° С, а в среднем за год - минус 11° С. По сравнению с Центральной Антарктидой разница огромная, но и здесь средняя температура даже самого теплого месяца остается ниже нуля. Исключение составляет северная часть Антарктического полуострова, океанический климат которой отличается от климата основной части материка.

Правда, в разгар лета на побережье практически повсеместно, а особенно там, где распространены горные породы, температуры воздуха нередко выше нуля. В том же "Мирном" отмечены максимумы до +8° С. Но такие явления редки и к тому же охватывают узкую береговую зону. Так что в целом Антарктический континент можно рассматривать как область постоянных отрицательных температур воздуха - истинный холодильник планеты.

Антарктида - единственный континент, где не бывает дождей! Исключение опять-таки составляет северная часть Антарктического полуострова.

Распределение атмосферных осадков по территории континента, так же как и большинства других метеоэлементов, зонально-концентрическое. Центральные внутриконтинентальные районы получают минимум от 40- 50 до 80-100 мм в год. Подобные значения характерны для Сахары. Центральную Антарктиду можно назвать мировым полюсом сухости. Пустыня в области наибольших концентраций (правда, в твердом виде) пресных вод суши! Это еще один парадокс шестого континента.

На побережье осадков выпадает до 500-600 мм, а на отдельных участках склона антарктического покрова - даже больше. Ветры, господствующие в зоне склона, приводят к некоторому перераспределению количеств отложенного снега. Для склона антарктического ледника характерны так называемые стоковые ветры. Приходящие с океана на материк массы воздуха быстро охлаждаются и стекают вниз по уклону к подножию ледникового покрова под действием силы тяжести. Если для центральных районов Антарктического ледникового плато характерны штили или весьма слабые ветры, то зона склона - зона действия стоковых ветров со скоростью более 10 ^м/_с, сопровождающихся поземкой или низовой метелью.

В целом, согласно расчетам, на всей площади Антарктического континента аккумулируется около 2340 км³ воды в год, что соответствует в среднем 175-миллиметровому слою осадков. Такова приходная часть бюджета снежно-ледниковых масс антарктического оледенения. Расход же его, как уже говорилось, осуществляется в основном за счет стока льда в море, приводящего к образованию айсбергов. Это также уникальная, во многом климатически обусловленная особенность антарктического оледенения, так как у всех других современных ледников основной расход происходит за счет летнего таяния.

Осадки, выпадающие на Антарктическом континенте, приносятся воздушными массами с океана. Местная влага здесь почти не образуется, так как испарение при низких температурах невелико.

Характер атмосферной циркуляции над Антарктидой обусловливает многие местные климатические особенности, ход изменений метеоусловий, другими словами, конкретную погоду в данном районе.

Многолетние исследования метеорологов и климатологов позволили установить типовой ход синоптических процессов в южнополярной области. Изучены траектории движения циклонов и антициклонов, выделены климатические центры действия атмосферы Южного полушария. На основании всего комплекса данных выполнено климатическое районирование материка. И вновь стала очевидной основная закономерность изменения природных условий в Антарктиде - ее зональный, поясной характер. Климатические зоны расположились в целом концентрически вокруг Центральной Антарктиды: зона высокого антарктического плато, зона антарктического склона, зона побережья.

В зоне Антарктического побережья наблюдается наибольшее разнообразие физико-географических условий. В результате и климатические особенности этой зоны, обладая рядом общих характерных черт, отличаются большим разнообразием. Здесь можно выделить несколько самостоятельных типов климатических областей, среди которых интерес представляют участки распространения коренных пород - оазисы Антарктиды. Хотя они, как правило, невелики по площади, обычно от нескольких десятков до нескольких сот квадратных километров, их отличают достаточно четко выраженные индивидуальные климатические черты.

Формы ячеистого выветривания в оазисе Эймери

Бесспорно, климат этих участков в основном определяется влиянием окружающей ледяной антарктической пустыни. Однако, несмотря на эту зависимость, в антарктических оазисах формируются свои климатические особенности, свой местный климат. Наиболее ярко климатическая индивидуальность оазисов проявляется летом.

Зимой во время полярной ночи разница климатических условий в оазисах и на ледниковой поверхности минимальна. Но как только появляется солнце, она становится все более заметной и ощутимой. Это объясняется совершенно различной реакцией различных подстилающих поверхностей на воздействие солнечной радиации. (Напомним, что снег и лед отражают около 85% поступающей радиации, а темные скальные породы, наоборот, поглощают до 85% энергии солнца, нагреваются сами и нагревают окружающий воздух). Лишь в оазисах основная часть солнечной энергии "усваивается", и это дает поразительный результат.

Радиационный баланс каменистой поверхности оазисов, с ранней весны до поздней осени, т. е. исключая полярную ночь, положителен. Он положителен и в целом за год. Поверхность горных пород в прибрежных оазисах нагревается солнцем до плюс 20-30°. Отмечались и более высокие температуры. Часть этого тепла передается в глубину, в результате происходит оттаивание мерзлых пород (за лето в отдельных местах до глубины 1,5 м). Но основная часть тепла тратится на нагревание воздуха. В то же время вне оазиса тепло, получаемое снежной поверхностью, расходуется преимущественно на таяние и испарение снега. В прибрежных оазисах температура летом в среднем на 3-4° выше, чем над окружающими ледниками. Воздух над оазисами нагревается и становится сухим. Влажность воздуха в Антарктиде в связи с низкими температурами, континентальным характером климата вообще невелика, в оазисах же она порой достигает исключительно низких значений. В оазисе Бангера, например, среднегодовая относительная влажность составляла 55%, а в отдельные дни падала до 15%.

Сильное прогревание воздуха над скалами оазисов приводит к возникновению восходящих токов воздуха и образованию небольших кучевых облаков. Обычно они появляются около полудня и к вечеру исчезают. Это одна из характерных черт местного климата оазисов.

Аэрологи установили, что тепловое влияние оазисов на верхние слои воздуха сказывается в среднем до высоты 1 км. Еще сильнее, на многие километры, тепло оазисов распространяется в горизонтальной плоскости, усиливая таяние окружающих ледников. В летнее время оазисы представляют собой настоящие очаги тепла.

Остается добавить, что для оазисов, так же как и для всей береговой полосы Антарктиды, характерны частые ветры, порой достигающие ураганной силы. Побережье Антарктиды заслужило славу полюса ветров земного шара. Особой силы ветры достигают в зимнее время. Они способны переносить не только частицы песка, но и сравнительно крупные обломки. Ветры сдувают снег со скал и полируют их поверхность.

Климат антарктических оазисов и всей зоны Антарктического побережья изучен пока далеко не полно. В основном исследователи располагают данными о прибрежных оазисах Бангера, Дейвиса, Ширмахера, Молодежном и ряда других, где в разные периоды действовали полярные станции. Сведения об оазисах, расположенных в горах на Земле Королевы Мод, Земле Мак-Робертсона, Земле Виктории, более скудные и разрозненные, как и общие представления о климате горных районов Антарктиды.