ПОРЫ ГОДА

Последовательную смену зимы весной, весны летом, а последнего осенью объясняют поступлением разных количеств солнечной энергии, которая, в свою очередь, контролируется положением оси вращения Земли. Распределение солнечной радиации по широтным кругам однозначно увязывается с наклоном солнечных лучей к поверхности. К таким версиям настолько привыкли, что они получили статус аксиом, и какие-либо дискуссии на эту тему были прекращены. И действительно, как можно сомневаться в том, что ощущает ежедневно каждый: Солнце сильнее всего греет, находясь в зените, а чем ниже оно над горизонтом, тем холоднее его лучи. Учёные очень доходчиво и убедительно объяснили суть наблюдаемого (рис. 5.11). На приведенном рисунке, 9 условных лучей укладываются в разные по длине отрезки, отчего участок (а) нагревается сильнее, чем участки (б) и (в). И хотя хорошо известно, что теплотворная способность лучей зависит и от длины пробега луча в атмосфере, этот факт в данном случае не учитывается. Не учитывается и холодильный эффект УФР, отчего изящная графическая логика не работает на экваторе, горных вершинах и в Центральной Антарктиде.
Не лучшим образом обстоит дело и с объяснением пор года. В учебной и научно-популярной литературе можно встретить рисунки с вертикальным расположением оси вращения Земли в дни равноденствий - 21 марта и 23 сентября (рис. 5.12). Человеку, мало искушённому в этих вопросах, может показаться, что за время обхода Земли по орбите, то есть в течение года, угол наклона земной оси изменяется на 23,5 ^о. На самом деле это не так: ось всё время, по крайней мере, в течение года, практически не меняет ни угла, ни направления, а перемещается параллельно самой себе. Историческая геология не располагает достоверными данными о существенных изменениях угла наклона земной оси в прошлом. Разумеется, здесь не имеются в виду прецессия и нутация земной оси и периодические изменения угла наклона, рассмотренные в первой главе. Считается априори, что периодические колебания перечисленных параметров на протяжении истории Земли тоже существенно не менялись. В то же время, историческая геология обладает достоверными данными о радикальных изменениях планетарного климата. Так, 67 млн. лет назад не было ни современной климатической зональности, ни нынешних времён года. Это ставит под сомнение главенствующую роль в чередовании пор года положения оси вращения Земли. И действительно, 21 марта и 23 сентября Земля находится на более коротких расстояниях от Солнца, чем 22 июня, в день летнего солнцестояния, а продолжительность дня и ночи на любой широте одинакова и составляет по 12 часов. Казалось бы, эти и ближайшие к ним дни должны быть наиболее тёплыми в обоих полушариях, поскольку Солнце находится в зените над Экватором, и именно в эти отрезки времени распределение солнечной радиации по широтным кругам должно происходить в соответствии с рис. 5.11.

Однако 21 марта в Северном полушарии весна, а в Южном - осень. 23 сентября - наоборот. С 21 марта в Северном полушарии с каждым днём условно становится теплее, хотя Земля удаляется от Солнца. В том же полушарии, начиная с 23 сентября, становится всё холоднее, а Земля в это время приближается к Солнцу. Конечно, угол его кульминации с каждым днём уменьшается, но является ли это необходимым и достаточным условием для наступления холодов? Центральные районы Антарктиды летом получают максимальное на Земле количество солнечной радиации при высоте Солнца над горизонтом всего максимум 23,5 ^о, но только жарко от этого не становится.

Весьма информативным документом, указывающим на отсутствие непосредственной связи между углом падения солнечного луча и доставляемой им энергии, является карта среднегодового поступления солнечной радиации на горизонтальную поверхность (рис.5.13). Если бы температура поверхности определялась количеством поступающей солнечной радиации, то Южное полушарие должно бы быть значительно теплее Северного, а на самом деле всё наоборот.
От Экватора в направлении Южного полюса годовой тепловой поток снижается с 212 до 106 ватт/м² на широте примерно 50^о, остаётся на этом уровне до берегов Антарктиды и достигает максимума в её центральном районе, где четверть года Солнце вообще не показывается. Та же 106 изоватта в Северном полушарии имеет более сложную конфигурацию: над океанами она понижается до 45 параллели, а на континентах поднимается до 70^о (см. рис. 5.13).

Следует обратить также внимание на неоднородность теплового потока над континентами. Относительно однороден он над Северной Америкой, Евро-Азиатским континентом, чего нельзя сказать о Южной Америке, Австралии и особенно Африке. Мощность солнечной радиации здесь колеблется от 133 до 292 ватт/м².
Заметна прямая корреляция между мощностью теплового потока и количеством осадков, но это не даёт оснований искать между ними причинную связь. Весьма вероятно, что и тепловой поток, и облачность контролируются одним и тем же фактором, скоре всего главным магнитным полем и коровыми аномалиями.
Отсутствие климатической зональности и пор года в палеозое-мезозое (тёплая эра) можно увязать исключительно с составом атмосферы. В приземном слое относительные содержания кислорода и азота были ниже современных, при более высоком общем атмосферном давлении за счёт СО₂, чем исключался холодильный эффект УФР. Климат в это время практически не зависел от положения Земли на орбите, полярности магнитного поля и даже от его наличия или отсутствия.
В современной ледниковой эре, при кислородно-азотном составе атмосферы, климатическая зональность и поры года в значительной мере обусловлены напряжённостью и знаком магнитного поля. Может быть, этот пример покажется некорректным, но поведение солнечной радиации можно сравнить с мусором, высыпаемым в речной поток. Часть его, возможно значительная, достигнет дна, а часть рассредоточится по длине потока, концентрируясь в благоприятных для этого местах: излучинах, водоворотах, плесах и т.д.
В контексте авторской климатической концепции, современный температурный режим каждого из полушарий зависит, главным образом, от направления и угла вторжения солнечной радиации в магнитосферу Земли. В дни равноденствий и ближайшие к ним дни солнечные лучи субперпендикулярны магнитным силовым линиям только в пределах экваториального пояса и по этой причине там нет разницы между весной и осенью. Чем дальше от экватора, тем меньше угол между солнечными лучами и поверхностью (см. рис. 5.12а), а значит и между магнитными силовыми линиями. Но в Северном полушарии векторы солнечных лучей и магнитных силовых линий совпадают, а в Южном - они противоположны. Образованная под действием УФР и другого ионизирующего излучения ионная масса уносится магнитным потоком в Северное полушарие, где рекомбинирует в нейтральные молекулы, обогревая его. В то же самое время в Южном полушарии проявляется только холодильный эффект УФР (видимая и ИК-область спектра не рассматриваются), поэтому оно в один и тот же день, будь то 21 марта или 23 сентября, должно быть холоднее.
Если ориентироваться только на наклон солнечных лучей (см. рис. 5.11), то температурный режим 21 марта и 23 сентября должен быть одинаковым в обоих полушариях. Но хорошо известно, что это не так. Например, на широте Киева или Минска 21 марта может лежать устойчивый снежный покров, что маловероятно 23 сентября. А дело в том, что из-за прецессии, проекция оси вращения Земли на плоскость эклиптики не параллельна большой оси земной орбиты. Это приводит к тому, что 21 марта Северный географический полюс несколько отклонён от Солнца, а 23 сентября наклонён к нему. Но Северный Полюс мира описывает полную окружность за 26 тыс. лет. Через 13 тыс. лет ситуация поменяется на противоположную и в точке орбиты, соответствующей 23 сентября, Земля в Северном полушарии будет получать такое количество солнечной радиации, которое получает в наше время 21 марта, другими словами, весна и осень как бы поменяются местами.
За время полного обхода Полюса мира вокруг Полюса эклиптики, проекция оси вращения Земли дважды совпадёт с длинной осью орбиты. Только в эти и ближайшие к ним годы, тепловые режимы Северного полушария в дни равноденствий должны быть близкими, а при отсутствии магнитного поля - в обоих полушариях. Подобная ситуация ожидается к 2102 году, когда Полюс мира приблизится до 28 с. к Полярной звезде, а следующая - через 13 тыс. лет, в 15-м тысячелетии нашей эры, когда Полюс мира пройдёт половину круга (см. рис. 3.5).
Подытожив сказанное выше, можно сделать вывод, что имеющие место поры (сезоны) года обусловлены, главным образом, составом атмосферы и в меньшей мере - магнитным полем Земли. Если приземной слой атмосферы будет представлен углекислым газом, пор года, подобных нынешним, не будет вообще, вне зависимости от наличия и полярности магнитного поля. При современной атмосфере, но без магнитного поля, в каждом из полушарий будут иметь место две поры года - зима и лето при общем похолодании климата, поскольку усилится холодильный эффект от УФР, так как часть кислорода и азота уйдёт в открытый космос и давление у поверхности Земли понизится. В этом случае тепловые потоки на широтных кругах будут определяться, главным образом, углом наклона солнечных лучей к поверхности. Вообще нужно иметь в виду, что характерные точки орбиты (равноденствий и солнцестояний) постоянно перемещаются навстречу видимому движению Солнца.