Новая модель оледенений в Северном полушарии

Карнаухов А.В., Карнаухов В.Н.
Институт биофизики клетки РАН, Пущино, Московская обл., 142292, Россия.

ВВЕДЕНИЕ
1. Картина течений в Северной Атлантике
2. Динамика солености вод Ледовитого океана
3. Динамика речного стока
4. Динамика оледенений как автоколебательный релаксационный процесс
5. Евразия в период перехода от оледенения к Голоцену
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

4. Динамика оледенений как автоколебательный релаксационный процесс.

Подводя итог вышесказанному, приведем временные зависимости основных параметров, определяющих климатические изменения в Северном полушарии (рис.3).

1. (t1, t2) - интергляциал. Температура высокая, речной сток на нормальном уровне. Происходит медленное опреснение Ледовитого океана за счет речного стока. Нормальная картина течений в Северной Атлантике (рис. 1А).
2. t2 - достижение порогового уровня солености Ледовитого океана и Лабрадорского течения. Установление картины течений характерной для периода оледенения (рис. 1Б). Резкое похолодание. Начало ледникового периода.
3. (t2, t3) - значительное опреснение Ледовитого океана из-за прекращения поступления соленых вод Гольфстрима.
4. t3 - резкое уменьшение (полное прекращение) стока северных рек в результате образования ледяной дамбы на севере Евразии и Америки.
5. (t3, t4) - стационарная фаза ледникового периода. Рост ледяной дамбы, затопление обширных территорий. Постепенное увеличение солености Ледовитого океана в результате прекращения стока рек и вымерзания воды в пресный лед.
6. t4 - достижение порогового уровня солености Ледовитого океана и Лабрадорского течения. Установление нормальной картины течений, характерной для межледниковья. Резкое потепление. Окончание ледникового периода, (рис. 1А).
7. (t4, t'1)- значительное повышение солености Северного Ледовитого океана в результате поступления вод Гольфстрима.
8. t'1 - разрушение ледяных дамб в результате повышения температуры, восстановление нормального речного стока в Ледовитый океан.

Рис. 3. Изменения во времени: (А) - температуры Т; (Б) - речного стока I в Северный ледовитый океан и (В) - солености вод S Северного ледовитого океана, Тн - температура вод в настоящее время; То - температура во время ледникового периода; Iн - речной сток в настоящее время; Iд - речной сток во время ледникового периода; Sкр - уровень солености вод Лабрадорского течения, при котором происходит перестройка картины течений в Северной Атлантике. По оси абцисс - время в условных единицах.

При анализе закономерностей, приведенных на рис. 3, следует отметить, что описанный автоколебательный процесс может быть "синхронизирован" внешними воздействиями, меняющими температуру Гольфстрима и скорость изменения солености вод Ледовитого океана и Лабрадорского течения в области приближения их к пороговой (Sкр) точке (рис. 3В). К таким воздействиям могут относиться процессы меняющие мощность поступающей от Солнца тепловой энергии и интенсивность отражения этой энергии поверхностью Земли (изменения величины альбедо), в конечном счете приводящие к изменению средней температуры поверхности Земли.

Изменение мощности поступающей от Солнца тепловой энергии может иметь своей причиной как периодические изменения самого солнечного излучения, так и прецессию земной оси и изменение угла ее наклона. Так называемая эквивалентная широта Миланковича меняется с периодом в 21 тыс. лет (Бялко, 1989).

Не менее важным процессом может являться и изменение величины альбедо земной поверхности во время оледенения. Существует своеобразный парадокс суть которого заключается в том, что раз начавшись оледенение не должно было бы кончаться потому, что рост ледников должен приводить к увеличению альбедо Земли и, соответственно, к уменьшению поглощения ею солнечного излучения (Будыко, 1977). На самом деле оледенения все-таки сменяются периодами потепления климата.

Предложенная модель (рис. 1), в какой-то степени, разрешает и этот парадокс, поскольку затопление огромной территории водами Евразийского океана приводит к значительному уменьшению альбедо этих территорий. Если добавить к этому и обводнение пустыни Сахара после исчезновения у ее берегов холодного Канарского течения с последующим значительным уменьшением альбедо ее территории, а также, возможно, и пустыни Гоби, оказывающейся в зоне воздействия Евразийского океана, то общая величина альбедо Земли во время ледниковых периодов может оставаться неизменной или даже уменьшаться.

Синхронизирующие внешние воздействия на автоколебательную климатическую систему (рис. 3) приведут к нарушению строгой периодичности процесса и длительности периодов оледенения и потепления будут варьировать. Более того, большая скорость перехода от оледенения к потеплению и обратно указывает на неизбежное присутствие в такого типа регуляторных системах переходных осцилляции. Эти осцилляции, заключающиеся в быстрых и относительно кратковременных чередованиях картины течений в Северной Атлантике от типа Б к типу А (рис. 1) и обратно, неизбежно должны возникать во время сброса в Северный ледовитый океан огромных масс довольно теплой и пресной воды из Евразийского океана. Возможно, что именно этот процесс происходил в период 14,7-11,6 тыс. лет тому назад и наблюдался (Alley et al. 1993) в виде резкого изменения толщины годичных отложений льда в ледниковом щите Гренландии во время периода Бёллинг/Аллерёд между 14670 и 12890 годами тому назад (рис. 4).

Рис. 4. Изменение толщины годичных отложений льда в ледниковом щите Гренландии (По Alley etal., 1993).
По оси ординат - толщина годичного слоя (м).
По оси абцисс - время (тыс. лет после 1950 с точностью ± 250 лет).

Продолжение...

 


ПОИСК  На сайте В Яndex  

Copyright © Poteplenie.Ru, 2003