Климат в арктических широтах

Климатолог Павел Константинов о проектировании арктических городов, перспективах освоения Арктики и особенностях изучения арктического климата

Изменение климата в Арктике принято изучать отдельно от изменения климата в целом на планете Земля. Основная причина этого заключается в том, что при современном процессе потепления именно в Арктике климат меняется наиболее интенсивно. Смотря на то, как меняются арктические экосистемы, мы можем получить ответ на вопрос, как будут происходить изменения экологических параметров и для других территорий.

С XX века Арктику принято называть «кухней погоды». В 1930-е годы устанавливалось огромное количество станций на арктических островах и арктическом побережье. Сегодня это определение полностью подтверждено: именно в арктическом регионе погода меняется быстрее, чем в умеренных и тропических широтах. Хорошо известен образ: проехавший вездеход в тундре оставляет свой след на десятилетия — это происходит из-за того, что арктические экосистемы чрезвычайно уязвимы к антропогенному воздействию. К сожалению, речь не только о прямом антропогенном воздействии, но и о климатическом.

Про Арктику долгое время было известно очень мало, поскольку все данные мы получали от метеорологических станций. Первые метеорологические сети появились в Италии в XVIII веке, но просуществовали они недолго. Мангеймское метеорологическое общество впервые накрыло своими измерительными сетями территорию Российской империи: первые станции появились в Санкт-Петербурге, Москве и на Северном Урале. Однако настоящее развитие метеорологических сетей началось с развитием телеграфа, а затем в начале XX века, когда общая индустриализация была на подъеме. Все метеорологические сети располагались в населенных регионах, поэтому Арктика была охвачена ими в меньшей степени. По этой причине многие океанологические и метеорологические процессы были открыты только во второй половине XX века.

Характерным примером развития изучения Арктики является открытие арктических мезоциклонов. Это небольшие циклоны, размером похожие на тропические, но не обладающие такой же разрушительной силой, тем не менее способные парализовать работу арктического порта. Долгое время их не могли обнаружить из-за того, что они имели короткое время жизни, не более суток. Спутники, которые пролетали один раз над арктической территорией, не могли их зафиксировать. Разрушения от мезоциклонов могли быть достаточно ощутимы, они могли нарушить ход транспортной разгрузки порта Северного морского пути. Когда арктические широты в конце 1980-х годов стали хорошо покрыты метеорологическими сетями, мезоциклоны начали открывать. На текущий момент об их природе мы знаем достаточно много.

Пример с арктическими мезоциклонами показывает, что именно в арктических широтах находятся загадки, которые из-за малого количества информации еще не удавалось открыть. К ним относятся распиаренные метановые бомбы — скопления метана, которые могут самопроизвольно возгораться и взрываться, таким образом влияя на газовый состав и на изменение климата. Остаются также неизвестными все климатические процессы, которые происходят на населенных территориях.

До 1980–1990-х годов погоду арктических городов практически не изучали. Например, в большом городе вроде Москвы хороших метеостанций находилось в разные сроки от 5 до 15 штук. Для небольших арктических городов норма — единственная метеорологическая станция, которая располагается в аэропорту, а город находится в нескольких километрах от него. Получается, что о климате арктических городов мы не знали практически ничего. В то же время мы понимаем, что в связи с процессом изменения климата арктические широты становятся более пригодными для традиционной цивилизованной жизни, туда будут приходить новые транспортные артерии. Уже открылся северо-западный проход, аналог нашего Северного морского пути, через Канаду. Есть надежные предположения, что Северный морской путь с изменением климата станет более экономически эффективным, поэтому понадобится развитие новых населенных пунктов, чтобы поддерживать транспортную артерию. Характер застройки и организация городского планирования этих городов должны будут базироваться на знании микроклимата арктических населенных пунктов.

Первыми населенными пунктами, которые подверглись анализу, были города, находящиеся вблизи крупных месторождений в Сибири. На этих территориях развивалась та часть биометеорологии и биоклиматологии, которая изучала, насколько влияют сочетания метеорологических параметров на человеческий организм с точки зрения переохлаждения. Были определенные нормы, которые показывали, что при определенном сочетании температуры воздуха, скорости ветра и относительной влажности персонал буровой не может выходить на работу. Традиционно в такой биоклиматологии все индексы опасности погоды были холодовыми, потому что было важно, чтобы человек не переохладился.

С изменением климата и текущим потеплением возникла другая проблема: население северных населенных пунктов, которые не очень хорошо адаптированы к жаркой погоде, в связи с накатывающими волнами жары на арктическую территорию будут испытывать неудобства. Согласно наиболее надежным прогнозам климата, на конец XXI века потепление в Арктике оценивается как более интенсивное, нежели в умеренных широтах, в 1,5–2,5 раза. Потепление климата и интенсивный рост температур сейчас происходят именно в арктической зоне. В условиях роста температуры важно ответить на вопрос, а как изменятся ощущаемые температуры и насколько будет велика повторяемость опасных климатических событий для населения, генетически более адаптированного к холодной погоде. Ответ на этот вопрос может дать изучение микроклимата арктических городов, а крупные арктические города есть только в нашей стране.

Один из самых крупных городов в зарубежной Арктике и по совместительству наиболее загрязненный город Соединенных Штатов Америки — это Фэрбанкс с населением примерно 50 тысяч человек. Для сравнения: население Мурманска примерно 298 тысячи, население Норильска оценивается от 140 до 170 тысяч. Процессы, которые происходят в арктической атмосфере населенных пунктов, нигде больше не могли быть изучены, потому что не существует подобных больших городов с постоянным населением. Причина этого заключается в разных стратегиях освоения месторождений: у нас старались организовывать постоянные населения, в западной традиции преобладало вахтовое освоение.

Арктические города — это жемчужины российской (в прошлом — советской) Арктики, которые были очень грамотно спланированы советскими градостроителями из ленинградского института. Города удалось отстроить таким образом, чтобы население было по максимуму защищено от самых опасных погодных условий, таких как воздействие сильного ветра, который при сильном морозе вызывает быстрое обморожение кожных покровов. Последние исследования, в том числе проводимые нашей группой, показывают, что острова тепла, создаваемые арктическими городами, в мировом плане не имеют аналогов. Эти острова настолько активны, что маленький пятидесятитысячный город создает тепловую аномалию, сравнимую с европейскими столицами, с городами, которые превосходят их по населению в 10 и 100 раз. Результат исследований показывает, что антропогенное воздействие на арктическую среду позволяет создавать климаты, которые не имеют аналогов в более теплых широтах.

Изучение климата арктических городов становится одной из перспективных ветвей изучения климатической науки. В этих городах формируются условия загрязнения воздуха, которые мы наблюдаем на примере Норильска. В Соединенных Штатах Америки направляются огромные средства на решение проблемы Фэрбанкса, в котором возникает ледяной туман из-за выбросов автотранспорта и низких температур, который пагубно воздействует на дыхательную систему обитателей. В наших городах эта проблема тоже может возникать, и от ее изучения будет зависеть благополучие и здоровье населения арктических городов. Изучение арктического климата позволит нам грамотно и экологически правильно осваивать Арктику, которая сейчас привлекает наше внимание с научной точки зрения.

Павел Константинов

кандидат географических наук, МГУ имени М.В. Ломоносова

Источник: postnauka.ru