Глава 6. Море и климат

Чтобы оценить по достоинству красоту слаженной работы волн или медленного процесса изменений, которым подвергается береговая линия, нужно быть немного ученым или поэтом, но погода и климат практически касаются нас всех. Погода и климат - одно из проявлений окружающей нас природы, только климат зависит от состояния атмосферы над большой областью, погода же - от ее местных особенностей. Как то, так и другое в значительной степени находятся под влиянием моря.

Если мы хотим уяснить себе, как воздействует Мировой океан на погоду и климат, нам необходимо рассмотреть некоторые физические особенности моря, о которых пока еще не упоминалось. Важнейшая из них - способность моря поглощать и излучать тепло. Понятия "тепло" и "температура" часто воспринимаются нами как адекватные. А между тем это совершенно неверно. Если равное количество тепла передать различным веществам, их температура увеличится различно. Так, если мы поместим над газовым пламенем полулитровый сосуд с водой, то за одну минуту вода нагреется на 1° С, тогда как температура железного предмета такого же веса, нагреваемого над тем же пламенем, за тот же промежуток времени поднимется не меньше чем на 10° С. На основании этого опыта мы можем сделать вывод, что различные вещества обладают различной способностью аккумулировать тепло. Способность вещества аккумулировать тепло называется теплоемкостью, и эта способность имеет большое значение для изучения физических особенностей моря и суши и их влияния на погоду и климат.

Вода, как мы видели, обладает высокой теплоемкостью. Иными словами, она способна поглощать большее количество тепла при меньшем повышении температуры, чем многие другие вещества, и, наоборот, она может терять значительное количество тепла при небольшом понижении температуры. С другой стороны, для многих твердых тел характерно обратное явление: они, как правило, обладают несравненно меньшей теплоемкостью, чем вода, и поэтому, поглощая или излучая тепло, подвергаются значительным температурным колебаниям.

Посмотрим же, что получится, если применить это общее положение к земной поверхности. Для начала предположим, что солнечные лучи нагревают с одинаковой интенсивностью две равные поверхности - воды и суши. Обладая большей теплоемкостью, вода поглотит значительно больше тепла, чем суша, хотя температура ее при этом повысится незначительно. Напротив, после захода солнца суша будет излучать полученное ею тепло намного быстрее, чем море, причем температура ее резко упадет.

Таково основное различие между реакцией суши и моря на тепловое воздействие Солнца. Но это еще не все. Здесь вступают в силу еще и другие факторы, которые увеличивают различие между этими двумя типами земной поверхности. Прежде всего земная кора не обладает вязкостью, и поэтому в ней нет конвективных течений. Следовательно, попадая на поверхность суши, тепло аккумулируется только верхними слоями, и в подстилающие слои оно попадает только благодаря теплопроводности. Море, напротив, находится в непрерывном движении. Верхние, теплые и нижние, более холодные слои воды все время перемешиваются друг с другом. Кроме того, течения непрерывно распространяют получаемое морем тепло в горизонтальном направлении. Это постоянное движение частиц позволяет накопленному теплу охватывать значительное пространство и, таким образом, создавать больший теплозапас, чем это возможно на суше.

Другой фактор, увеличивающий способность моря аккумулировать тепло,- это испарение. Испарение, или переход жидкости в газообразное состояние, происходит при любой температуре; при этом всегда расходуется некоторое количество тепла. Испарение с поверхности Мирового океана поглощает огромное количество тепла. Судите сами, каково это количество, если для того, чтобы превратить в пар 1 г воды, уже доведенной до точки кипения, необходимо затратить столько же тепла, сколько требуется для того, чтобы повысить на 1° С температуру 539 г воды. Если рассматривать этот процесс с точки зрения затраты механической энергии, то на испарение, ежегодно происходящее в районе экватора на площади 1 кв. км, затрачивается около 1 миллиона л. с.

То обстоятельство, что море поглощает и излучает тепло во много раз медленнее, чем суша, в значительной степени определяет различия климатов на Земле, которые можно в основном разделить на два типа: континентальный и морской. Грубо говоря, континентальный климат встречается на больших массивах суши, морской - всюду, где суша омывается океаном. Типичным примером морского климата может служить климат Британских островов, а континентального - климат центральных областей Сибири.

Само собой разумеется, что особенности как одного, так и другого климата зависят от множества различных факторов, включая воздушные токи над сушей и близость гор, однако решающим остается влияние моря. Нам, жителям Британии, как нельзя лучше известно, что такое морской климат - это затянутое тучами небо и дожди круглый год. В странах с континентальным климатом выпадает мало осадков и небо реже закрыто тучами. Морской климат характеризуется сравнительно ровной температурой в течение всего года: лето прохладное, а зима мягкая. Это объясняется тем, что море играет роль термостата: сохраняя холод летом и тепло зимой, оно оказывает влияние на все близлежащие земли. При континентальном климате наблюдается значительная разность температур. Так, во внутренних областях Азии температура зимой падает намного ниже нуля и в течение нескольких месяцев все кругом замерзает, летом же, напротив, палящее солнце и безоблачное небо превращают те же области в изнывающие от зноя и пыли пространства.

Влияние моря на температуру на земном шаре является одной из главных причин возникновения ветров. Наиболее яркий пример - Южная Азия, где различие в сезонных колебаниях температуры над Индийским океаном и лежащими севернее континентальными областями порождает знаменитые муссоны. Слово "муссон" произошло от арабского masim, что означает определенный период или время года. Действительно, с апреля по октябрь муссоны дуют с юго-запада, а с октября по апрель - с северо-востока. Вот как это происходит. В течение знойного лета, характерного для этой части северного полушария, суша и моря получают большое количество солнечного тепла, но, как нам уже известно, в то время как море поглощает это тепло медленно и температура воды меняется мало, суша нагревается очень сильно. Воздух над сушей тоже нагревается и начинает расширяться, образуя область низкого давления и восходящие токи. И тогда воздушные массы, образующиеся над морем, устремляются на сушу с моря, где более низкая температура создает более высокое давление. Так возникает юго-западный муссон. Зимой картина меняется: суша излучает накопленное за лето тепло во много раз быстрее, чем море; области высокого и низкого давления меняются местами, и ветер начинает дуть с суши в сторону моря. Так возникает северо-восточный муссон. Собственно говоря, муссонам полагалось бы дуть прямо на север и прямо на юг, но вследствие вращения Земли они отклоняются в северо-восточном и юго-западном направлениях.

О значении теплых и холодных течений уже говорилось выше. Они не только вообще влияют на климат, увеличивая общее количество поглощаемого морем тепла, но имеют также непосредственное значение для прибрежных районов. Так, например, в Северной Атлантике климат прибрежных стран в значительной степени определяется тремя течениями - одним теплым и двумя холодными. Теплое течение Гольфстрим образуется из обеих ветвей Экваториального течения, проходящего через Атлантический океан; это Экваториальное течение движется от экватора к Северной Америке, а оттуда, под названием Гольфстрим, устремляется к берегам Западной Европы. Холодные течения - Лабрадорское и Восточно-Гренландское - спускаются из Арктики на юг вдоль Лабрадора и восточного берега Гренландии.

Когда Гольфстрим встречается с этими двумя холодными течениями близ Ньюфаундленда, температура его понижается до 5-8° С. Это вызвано не только смешением потока с холодными водами и тающими айсбергами, но и резкими холодными ветрами, дующими с холодных вод на теплые. Все же температура Гольфстрима остается еще достаточно высокой, и у омываемого им западного побережья Европы вода теплее, чем в любых других местах, расположенных на тех же широтах. Весь европейский берег, расположенный к северу от Гибралтара, находится под воздействием Гольфстрима; на севере теплое течение достигает Шпицбергена, а на востоке - Баренцева моря. Здесь, в районе Шпицбергена, холодные воды берут верх над теплыми и Гольфстрим перестает быть Гольфстримом. Однако теплые воды Гольфстрима успевают все же. значительно смягчить климат Шпицбергена. Замечательно, что вся западная часть этого острова свободна ото льда круглый год, тогда как Балтийское море у Риги, расположенной на 30° ближе к экватору, полностью замерзает.

Как уже указывалось, континентальный климат в целом встречается в глубине больших массивов суши, а морской там, где суша омывается большими водными массивами. Однако имеются исключения из этого правила, в особенности в средних широтах, где воздушные массы движутся в основном с запада на восток. В этих широтах на восточное побережье влияют воздушные потоки, идущие с суши, а на западное - перемещающиеся с моря. Поэтому в восточной части суши иногда вплоть до самого берега океана господствует резко выраженный континентальный климат, так как восточный берег находится главным образом под влиянием ветров, дующих с суши.

Различие в климате, характерное для восточного и западного побережий, удобнее всего проследить, сравнив климат двух прибрежных городов - Иокогамы (Япония) и Сан-Франциско (Калифорния, США). В Иокогаме средняя температура августа 25,4°, а января -3°. В Сан-Франциско средняя температура в те же месяцы соответственно 15,2 и 9,7°. Вычтя минимальную температуру из максимальной, мы без труда убедимся, что в Иокогаме ампли-туда составляет 22,4, а в Сан-Франциско 5,5°. Как и следовало ожидать, климат в Сан-Франциско морской, а в Иокогаме - континентальный, хотя этот город стоит на самом берегу Тихого океана. В данном случае воздействие западных ветров, дующих прямо из сердца Азии, сводит на нет влияние океана на климат.

И в заключение несколько слов о том, как море влияет на состояние атмосферы в небольшом районе, т. е. на погоду. Если мы станем рассматривать этот вопрос детально, мы рискуем запутаться в технических подробностях. Поэтому я остановлюсь только на одном очень простом явлении, с которым читатель легко может познакомиться сам, если отправится на берег моря,- я имею в виду так называемый бриз.

Все мы знаем, как приятно лежать на морском берегу, ощущая прикосновение прохладного ветерка, освежающего разогретое солнцем тело. После захода солнца бриз стихает и на некоторое время устанавливается полное безветрие. Однако подождем еще немного, и мы обнаружим, что ветер поднялся вновь. Только на этот раз он дует уже не с моря на сушу, а в обратном направлении - с суши на море.

Как морской, так и береговой бризы возникают по одной и той же причине - разной теплоемкости суши и моря. Днем в теплую погоду солнечные лучи нагревают сушу быстрее, чем море, и давление над сушей уменьшается. Воздух начинает двигаться в сторону меньшего давления - дует морской бриз. Вечером же все происходит наоборот. Суша и воздух над ней излучают тепло быстрее, чем море, давление становится выше, чем над морем, и воздушные массы устремляются в сторону моря - дует береговой бриз.

Оба эти ветра лучше всего наблюдать в тихую солнечную погоду, так как они целиком зависят от быстрого нагревания земной поверхности и легко затухают при возникновении какого-либо другого ветра. В Британии скорость бриза редко превышает 5 ^м/_сек, но в тропиках, где разность температур поверхности моря и суши значительно больше, бризы дуют иногда со скоростью 10 ^м/_сек. Бризы, собственно говоря, те же муссоны, только в меньшем масштабе - они имеют суточный цикл и изменение в направлении зависит от смены ночи и дня, муссоны же имеют годовой цикл и меняют на-правление в зависимости от времени года. Таким образом, бриз интересен не только как пример воздействия океана на погоду, но и как миниатюрная модель, в которой отражается вся система основных постоянных ветров. В этой системе, как и во всех других проявлениях нашего климата, Мировой океан играет решающую роль.