Батыр Каррыев - Катастрофы в природе: климат и погода. Факты, причины, гипотезы и последствия

Научным термином «Погода» характеризуют совокупность атмосферных явлений и значений метеорологических элементов (давление, температура, влажность, сила и направление ветра, облачность и атмосферные осадки, туманы, метели, грозы и др.). В каждой широтной зоне погода проявляется как отклонение от некого климатического стандарта и соотносится с текущим состоянием приземной атмосферы – нижней части тропосферы в противоположность климату соотносимого с усреднённым физическим состоянием атмосферы и земной поверхности за вековые интервалы времени. Таким образом в понятии погоды заключается элемент изменчивости и неустойчивости, а в понятии климата элемент постоянства и стабильности если отсчёт времени ведётся по биологическим часам человека.

Геологическая эволюция Земли с Докембрия на который приходится около 88% геологической истории Земли – почти четыре миллиарда лет и до образования суперконтинента Панагея Ультима через 250 мил. лет от сегодня.

Более одного миллиарда лет назад вся земная поверхность состояла из одной гигантской суши – суперконтинента Родиния окружённого океаном Мировия. Просуществовав более около трёх миллиардов лет примерно 750 мил. лет назад, он распался на отдельные материки.

Спустя 150 миллионов лет они объединились в новый суперконтинент Паннотия просуществовавшего примерно 60 мил. лет. Предполагается, что масштаб материкового оледенения в его эпоху был наибольшим за всю геологическую историю планеты.

Как и предыдущий суперконтинент Паннотия распалась с образованием крупного континента Гондвана и более мелких – Балтика, Лаврентия и Сибирь. Но уже 335 миллионов лет назад эти материковые образования воссоединились в новый суперконтинент Панагея включавшего в себя на протяжении 160 мил. лет почти всю земную сушу.

Время и гравитация превращают горы в холмистую местность, а долины и равнины в пустыни. Тектоническими силами они вновь трансформируется в горную местность и, так будет до тех пор, пока не иссякнет внутренняя энергия планеты, и она не остынет. Этот процесс идёт с самого начала её образования и расчётное время существования тектонически активной Земли составляет около трёх миллиардов лет от сегодня, за которое её климат много раз поменяется.

Тектоника литосферных плит в общих чертах позволяет оценить состояние земной поверхности в прошлом и будущем. Предполагается, что существует так называемый суперконтинентальный цикл, в котором континентальные блоки с периодичностью около шестисот миллионов лет проходят фазу суперконтинента, а затем раздробленности. В периоды, когда в приполярных районах находилась материковая суша, на планете наступали оледенения, изменялась циркуляция воздушных масс и морских течений. В то время, когда на обоих полюсах Земли располагались океаны и мелководные эпиконтинентальные моря климат теплел.

Примерно 90% твёрдой поверхности современной Земли образовано восемью крупными литосферными плитами, а остальная часть десятками меньшего размера и множеством мелких. Поскольку процесс трансформации земной поверхности идёт безостановочно с точностью до неизбежности через 200—300 мил. лет её современному устройству наследует новый суперконтинент Последняя Пангея (Пангея Ультима). Пустыни займут 90% его территории, а на северо-западе и юго-востоке суперконтинента возникнут грандиозные горные цепи.

С этим прогнозом пересекается теория об Амазии – будущем континенте, образованном из современных Евразии и Северной Америки. Он станет ядром Последней Пангеи, что полностью изменит глобальный климат и сформирует иные чем сегодня условия жизни на Земле.

Атмосфера.В начальной стадии своего существования земное вещество находилось в расплавленном состоянии. По мере остывания произошло его гравитационное расслоение. Самые тяжёлые компоненты послужили материалом для железоникелевого ядра планеты, а из более лёгких – гелия и водорода сформировалась первичная атмосфера. В неё также попадало вещество испарившихся при столкновении с Землёй многочисленных космических объектов.

В последующем мощная вулканическая деятельность, появление гидросферы и формирование биосферы привели к современному метастабильному в течение последних пятидесяти миллионов лет состоянию атмосферы. Она образована называемой воздухом смесью газов и примесей в котором азот занимает более 78% объёма, а кислород около 21%. На долю остальных газов и водяных паров приходится около одного процента от общего объёма атмосферы. Концентрация газов и примесей в ней почти постоянна, за исключением водяных паров и углекислого газа.

По мере удаления от земной поверхности меняются газовый состав и физико-химические свойства атмосферы. Существенные изменения начинаются с высот в 11—12 тысяч километров (на экваторе около 18 км) – условной верхней границы прилегающей к земной поверхности тропосферы. Следующий за ней слой до высот в 50 км получил название стратосферы. С высот от 50 до 80—90 км начинается мезосфера. Затем до высот в 800 км расположена термосфера, а выше 500—1000 км – экзосфера, непосредственно контактирующая с космосом.

Через атмосферу Земли происходит обмен материей и энергией с космическим пространством. На протяжении всей истории она пребывала в трёх основных газовых составах. Изначально атмосферу образовали захваченные из межпланетного пространства гелий и водород. Затем вулканическая деятельность добавила в неё аммиак, водяной пар и углекислый газ. Со временем из-за утечки лёгких газов в космическое пространство, физико-химических реакций под действием солнечной радиации и электрических процессов в атмосфере, выделений биосферы и других процессов сформировался её современный состав с меньшим содержанием водорода, но большим азота, кислорода с добавлением углекислого газа и водяных паров.

Тепловой режим атмосферы определяется характером её теплообмена с окружающим космическим пространством, земной поверхностью и перемещениями воздушных масс. В основном солнечная радиация поглощается верхними слоями атмосферы, а нижние получают тепло от земной поверхности. В дневные часы она нагревается, а в ночные, наоборот отдаёт воздуху своё тепло.

Поэтому наиболее контрастно суточные циклы проявляются в приземном слое тропосферы толщиной примерно около трёх километров. В нём тепловой и влагообмен во многом зависит от подстилающей поверхности которой может быть водная поверхность и суша, горы и равнины, леса и поля и др. Они по-разному поглощают солнечную радиацию и отдают тепло воздуху, испаряют влагу и тем самым формируют мезоклимат в том или ином месте.