Погода – Климат – Человек

Штер Нико

Характерная динамика температур в течение года для некоторых точек земного шара показана на рисунках 2 и 3. На примере Гамбурга (Германия) и Хобарта (Австралия) четко прослеживается противоположность северного и южного полушарий, равно как и отсутствие явно выраженного годового цикла в тропических регионах, например, в Дарвине на севере Австралии или в Боготе на севере Южной Америке.

Рис. 2. Осадки, дневные и ночные температуры, зафиксированные на отдельных метеостанциях

В умеренных климатических зонах северного и южного полушария четыре

времени года прослеживаются более или менее отчетливо. Для тропических зон или для регионов вблизи полярных кругов это деление уже не действует, так как динамика температур в этих областях выглядит иначе. В тропиках, где осадки имеют гораздо бoльшее значение, чем температура, во многих областях вместо «годового цикла» с годовым минимумом или максимумом существует «полугодовой цикл» с двумя годовыми минимумами и максимумами. Это связано с тем, что там дважды в год солнечные лучи падают на Землю под прямым углом. Примером таких регионов могут служить Мумбаи в Индии, Рангун в Мьянме или Дарвин в Австралии.

На графиках 2 и 3 отображено среднее количество осадков, которое также может сильно варьироваться от станции к станции. Для регионов с муссонным климатом, в частности для Мумбаи, характерно чередование двух сезонов – сухого и влажного. В других регионах, например, в Гамбурге, Хобарте или Нью-Йорке, наблюдается умеренное количество осадков. Бимодальное распределение с двумя минимумами и двумя максимумами прослеживается на диаграммах Найроби в Восточной Африке и Боготы.

Таким образом, времена года в значении универсального климатического ориентира были изобретены людьми, населяющими умеренные климатические зоны. В повседневной жизни смена времен года многими воспринимается положительно. Те, кто родился в зоне умеренного климата, а проживает в другой климатической зоне, где нет четко выраженных времен года, считает их отсутствие едва ли не недостатком своей новой окружающей среды.

Утвердившийся в конце прошлого столетия научный подход к климату стал причиной того, что субъективные, неопределенные классификации климатических условий, выраженные, например, в таких фразах, как «Зимой в нашем регионе суровый климат» или объективными инструментальными наблюдениями. Одним из первых примеров методологически обоснованной техники и процедуры измерения можно считать результаты, полученные вышеупомянутым обществом «Societas Meteorologica Palatina» 1 в 1775 году в период Рождественских праздников в различных городах Европы.

1

Описание работы этого общества см. в: Kington John A. The Societas Meteorologica Palatina: An eighteenth-century meteorological society // Weather. 1964. Nr. 29. P. 416–426; Ludecke C. The monastery of Andechs as station in early meteorological observational networks // Meteorologische Zeitschrift. 1997. Nr. 6. S. 242–248.

Рис. 3. Осадки, дневные и ночные температуры, зафиксированные на отдельных метеостанциях

С тех пор как климатология достигла такого уровня, что может выразить категорию климата в количественных показателях, приходится решать вопрос о том, что из огромного количества данных имеет информативную ценность для общества и науки. Другими словами, необходимо ограничивать число возможных наблюдений такими переменными, которые могут быть измерены надежными методами, обладают практической ценностью и репрезентативны для той или иной области и временного промежутка.

Наряду с важнейшими (био-) климатическими переменными, такими как (приземная) температура и осадки, ведутся регулярные наблюдения влажности, ветра, облачности, продолжительности солнечного сияния. Еще одна климатическая переменная,

наблюдаемая уже не метеорологическими, а гидрографическими службами, – это уровень воды у побережий океанов, внутренних морей и рек.

Научное изучение климата легло в основу надежного описания климатических переменных и привело к применению в этой области языка цифр. Начались поиски методов, которые бы позволили измерить климатические переменные таким образом, чтобы полученные числовые данные были, с одной стороны, воспроизводимыми для того или иного региона, а с другой стороны, сопоставимыми с другими регионами.

Эта задача сложнее, чем кажется на первый взгляд. Так, например, среднее значение дневной температуры может меняться просто потому, что измерения проводились не в 6.00, 12.00, 18.00 и 24.00, а в 7.00, 13.00, 19.00 и 1.00. По приблизительным расчетам, проведенным в начале 1940-х годов, температура поверхностных вод в океане понизилась почти на полградуса, но связано это с тем, что в эти годы для измерения температуры поверхностных вод использовали не ту воду, которую черпали за бортом судна, а охлаждающую воду в моторном отсеке.

История метеорологии и океанографии пестрит подобными случаями «неоднородности» результатов наблюдения. Нередко статьи, привлекающие внимание общественности, отражают изменения не в самой климатической системе, а лишь в способе сбора и обработки данных. Использование информации из Интернета лишь усугубляет эту проблему.

Рис. 4. Динамика изменения давления в декабре 1775 г. в Лондоне, Регенсбурге и Санкт-Петербурге по результатам измерений Societas Meteorologica Palatina (Источник: Ludicke 1997).

Ниже мы приводим некоторые примеры подобной «неоднородности» климатологических данных, отражающих несуществующие тенденции. Их появление связано не с изменением климатических условий, а с введением новых техник наблюдения и другими изменениями в окружающей среде.

В первом примере речь идет о наблюдении сильных ветров в Гамбурге. Результаты наблюдений представлены в виде средних значений за десять лет, обобщающих количество дней с силой ветра в 7 баллов и более в каждый год (рис. 5). Согласно графику, в период с 1951 по 1960 год частота сильных ветров резко сократилась: с 90 до 10 сильных ветров в год. Этот спад, однако, никак не связан с изменениями в климате, а объясняется изменением процедуры наблюдения, а точнее, перемещением пункта наблюдения из морской метеорологической службы в Санкт-Паули в аэропорт Фульсбюттель. Следует отметить, что эти наблюдения верны, но они явно не репрезентативны в отношении ветрового климата Гамбурга. Представленные на рисунке 5 данные в такой форме не могут быть использованы для того, чтобы ответить на стандартные климатологические вопросы: «Насколько высок риск сильного ветра в Гамбурге?» или «Меняется ли частота сильного ветра в Гамбурге?»

Рис. 5. Средний показатель годовой частоты сильного ветра (сила ветра более 7 баллов) в Гамбурге за 10 лет. Резкое снижение частоты в районе 1950 года вызвано сменой места проведения наблюдений, т. е. данные не репрезентативны для Гамбурга.

Второй, похожий пример связан с наблюдениями торнадо в Соединенных Штатах Америки (см. рис. 6). До 1870 года сообщения о торнадо появлялись лишь время от времени и обычно носили характер занимательных историй. Лишь впоследствии служба связи американской армии начала систематический сбор сообщений о торнадо. Правда, в тот момент эти меры пришлись не ко времени с политической точки зрения, так как эти страшные природные явления могли отпугнуть переселенцев. По этой причине в конце 1880-х гг. наблюдалась тенденция занижать уровень опасности торнадо, но через несколько лет такой подход снова был откорректирован.