Исследования, выполненные научными сотрудниками университета в английском городе Норидже Филиппом Джонсом, Майклом Келли и Томасом Уигли, позволили им сделать вывод, согласно которому 1983-1988 года были для Северного полушария самыми теплыми с 1851 года. Это потепление началось около 1920 года, прервалось между 1950 и 1970 годами и, затем возобновившись, продолжается поныне. Подобный вывод им позволило сделать отыскание неизвестных, ранее не опубликованных архивных данных, продляющих ряд метеорологических наблюдений во второй половине XIX века на тридцать лет, проверка и уточнение таких данных статистическими методами. Потепление в нашем веке шло отнюдь не постоянными темпами. Так, между 1915 и 1919 и между 1920 и 1924 годами наблюдался внезапный скачок температуры на 0,3 градуса. Это опровергает возможное предположение, что причиной потепления было постепенное накапливание двуокиси углерода в атмосфере. Кроме того, этот факт указывает на возможность «перескакивания» климатологической системы с одного относительно стабильного уровня на другой. Исследователи предполагают, что современное потепление представляет собой переход на третий такой стабильный уровень, который может сохраниться в течение нескольких десятилетий. Однако между потеплениями 1920 и 1980 годов имеется существенное различие. В первом случае температура особенно заметно возрастала в полярных районах Земли, а во втором — наоборот, в средних широтах и главным образом в зимний и весенний сезон. Ученые считают, что накапливающаяся ныне двуокись углерода в атмосфере может вызвать потепление в глобальном масштабе, а кроме того, приводить на этом общем фоне к более частому появлению периодов, когда температура будет экстремально низкой или высокой. Подтверждением мнения ученых служат, в частности, недавние необычно холодные зимы на Британских островах и в восточной части США, что может быть связано с недостаточным пока еще прогреванием северной части Атлантического океана по сравнению с примыкающими к ней континентами...

Слой атмосферы на высоте от 10 до 50 километров называют озоносферой: здесь сосредоточена основная масса озона, содержащегося в атмосфере Земли. Общее количество этого газа, молекула которого состоит из трех атомов кислорода, мало: при нормальном давлении и температуре 0°С он распределился бы по земной поверхности тонким слоем в 2—3 миллиметра. Но даже такое небольшое количество играет важную роль во всех биологических процессах на Земле. Озон верхних слоев атмосферы поглощает большую часть ультрафиолетовой радиации, кото-рую посылает Солнце, и предохраняет все живое от чрезмерного влияния этих «энергичных» лучей. За содержанием озона в атмосфере Земли наблюдают более 127 действующих в мире озонометрических станций. Как показали измерения, содержание озона в атмосфере зависит от времени года и от широты местности. Широкий пояс вдоль экватора, от 28° северной широты до 28° южной широты, занимающий почти половину поверхности земного шара, содержит небольшое количество озона. Повидимому, особый цвет «южного» загара и сильное, а иногда даже тяжелое влияние лучей тропического солнца на организм человека объясняются именно этим. В поясе умеренных широт, 35—70° северной широты, количество озона самое большое. Сезонные его колебания практически совпадают с сезонными колебаниями солнечной, световой энергии, падающей на Землю. Максимум приходится на весенние месяцы, минимум — на осеннезимние. В высоких широтах, в арктическом поясе, озона сравнительно мало.

Взаимодействие солнечного ветра с магнитным полем Земли создает огромный генератор, дающий энергию для возбуждения полярных сияний. Аналогичный механизм может лежать в основе и других астрофизических явлений.

Некоторые ранние наблюдения северных сияний строились на предположении, что эти светящиеся картины на арктическом небосводе вызваны преломлением солнечного света в атмосфере, подобно возникновению радуги. Мерцание светящихся форм наблюдатели приписывали движению воздуха. В настоящее время специалисты, изучающие физику полярных сияний, знают, что эти свечения, возникают в результате соударений атомов и молекул в ионосфере Земли с электронами солнечного ветра. Видимое движение полярных сияний обусловлено не атмосферной турбулентностью, а изменениями электромагнитных условий, под действием которых движутся заряженные частицы (так же как движение на экране телевизора - это иллюзия, создаваемая изменениями магнитного поля, направляющего электроны из катодной трубки на экран). Что играет роль катодной трубки в случае полярного сияния? Где расположен источник энергии? Почему эта энергия флуктуирует, заставляя сияния мерцать и струиться? Более 20 лет назад было установлено, что эмиссии полярных сияний (авроральные эмиссии) возбуждаются в результате бомбардировки ионосферы пучками электронов, генерируемых благодаря сложному взаимодействию солнечного ветра с магнитной оболочкой Земли. Геомагнитная природа сияний хорошо подтверждается наблюдениями из космоса. При визуальных наблюдениях различают несколько форм полярных сияний, смена которых обычно происходит в определенной последовательности и отражает физику этого явления: однородные дуги, лучистые дуги, отдельные лучи и группы лучей (которые при появлении в зените образуют красивую корону), диффузные полосы, пульсирующие пятна. В настоящей статье автор не делает различия форм сияния. Вокруг Северного полюса наблюдаются северные сияния, с противоположной стороны - южные. Мои коллеги и я нашли численное соотношение между солнечным ветром и генерацией энергии, которая питает полярные сияния и другие возмущения геомагнитного поля. Мы также более подробно изучили влияние активности Солнца на солнечный ветер. В результате появилась возможность создать численный метод предсказания уровня авроральной активности. Поскольку сияния могут вносить заметные помехи в радиосвязь, связь со спутниками, в работу линий электропередач, а также некоторых систем противовоздушной обороны, предсказание интенсивности становится все более необходимым теперь, когда деятельность человека распространилась на полярные районы Земли и космос.

Снег — самое изменчивое вещество на свете. С момента, как первые молекулы водяного пара в атмосфере сконденсируются на мельчайшей частице пыли, снег никогда не перестает изменяться. Жизнь снежного кристалла может быть короче жизни мотылька... и может измеряться столетиями, если ему доведется стать частицей ледника». Так пишет американский ученый Монтгомери Отуотер, более 20 лет посвятивший изучению снежных лавин, автор книги «Охотники за лавинами» (Изд. «Мир», М., 1972). Вечн изменяющийся снег предстает во множестве обличий. Одно из них — снежная лавина в горах, грозное стихийное явление. Разрушительная сила лавины очень велика. Ее жертвами бывали населенные пункты, железнодорожные составы, автомобильные дороги, аэродромы, лесные массивы. Редко кому удавалось выбраться живым даже из-под маленькой лавины. Среди этих немногих все тот же М. Отуотер. Он рассказывает о том, что пережил за мгновения, проведенные перед надвигающейся лавиной, с того момента, как снег перед его лыжами «взгорбился, как скатерть, соскальзывающая с наклонного стола». Только огромный опыт, знание «характера» лавин помогли Отуотеру уйти из главного потока снега: лавина его «выплюнула на поверхность, как вишневую косточку». Изучением лавин занимаются гляциологи многих стран мира. В Проблемной лаборатории снежных лавин и селей географического факультета МГУ имени Ломоносова, существующей уже 10 лет, созданы карты лавинной опасности территории Советского Союза; для наших горных районов определены четыре степени лавинной опасности, с учетом силы лавин и того, как часто они сходят.

День и ночь. Почти все в жизни людей и в природе подчинено этому суточному ритму. Днем кипит жизнь: люди просыпаются, идут на работу, улицы городов заполнены пешеходами и транспортом. В ночные часы все замирает, погружается в сон. Вращаясь вокруг Солнца и вокруг своей оси, наша планета поворачивает к свету свои континенты и океаны, подставляет под яркие живительные лучи то южное, то северное полушарие. Ось Земли наклонена к плоскости орбиты под углом 6б°33', в результате на различных шпротах продолжительность дня и ночи неодинакова. Поэтому за Полярным кругом бывают круглосуточные полярные дни и полярные ночи, а на полюсах этот суточный ритм вообще исчезает, превращаясь в годовой. Ночь и день длятся по полгода.

Наглядное представление о продолжительности дня и ночи на различных широтах дают графики, применяемые в метеорологии. По горизонтальной оси откладывают дни и месяцы года, а по вертикальной — часы суток. С левой стороны графика указаны часы среднего солнечного времени, а с правой — декретное время, принятое у нас в стране (оно отличается от поясного времени на один час). Изолинии показывают высоту Солнца. На цветной вкладке изображены три таких графика: для широты, на которой находится Ленинград — 60° с. ш., Москва — 56° с. ш. и для 45° с. ш., близ которой находятся города Симферополь, Феодосия, Краснодар. Черным на графике показаны ночные часы, в том числе и астрономические сумерки. Таким образом, граница черного поля соответствует времени, когда Солнце находится за горизонтом под углом 12°. Граница темно-синего поля — время восхода и захода Солнца.

Глобальное потепление в ближайшие 10-20 лет - явление почти неизбежное. Лишь немедленное уменьшение промышленных выбросов могло бы замедлить накопление в атмосфере газов, обусловливающих парниковый эффект, и ослабить последствия этого рискованного планетарного «эксперимента». В 1957 г. Роджер Ревелл и Ганс Э.Суесс из Скриппсовского океанографического института заметили, что человечество проводит «крупномасштабный геофизический эксперимент», проводит не в лаборатории, не на компьютере, а на собственной планете. Начало этого «эксперимента» совпало с началом промышленной революции, а первые результаты должны проявиться в ближайшие десятилетия. За это время, сжигая уголь, нефть и другие виды ископаемого топлива и вырубая леса, человечество уже увеличило на 25010 концентрацию в атмосфере диоксида углерода (углекислого газа). Общее содержание диоксида углерода в атмосфере невелико - около 0,03%, но наряду с водяным паром и некоторыми другими газами, такими как метан и хлорфторуглероды (ХФУ), этот газ играет важнейшую роль в поддержании на Земле определенного климата. Еще в XIX в. ученые поняли, что наличие в атмосфере диоксида углерода служит причиной так называемого «парникового эффекта». В парнике стеклянная крыша и стены пропускают солнечную радиацию, но не дают уходить теплу главным образом благодаря тому, что нагретый воздух не смешивается с наружным холодным воздухом. Подобно этому, диоксид углерода и другие парниковые газы, относительно прозрачные для солнечной радиации, задерживают длинноволновое тепловое излучение Земли, не давая ему уходить в космос.

Под влиянием человеческой деятельности изменяется сложная смесь газов в атмосфере. Некоторые следствия этих изменений уже проявляются в виде кислотных дождей и смога. Другие ждут нас в будущем.

Атмосфера Земли никогда не оставалась неизменной: ее состав, температура и способность к самоочищению беспрерывно менялись с тех самых пор, как сформировалась наша планета. Однако в последние два столетия эти изменения стали идти с заметной скоростью: в частности, состав атмосферы меняется значительно быстрее, чем когда-либо в истории человечества. Учащаются и усиливаются следствия этих изменений: вымывание из атмосферы кислот, коррозия материалов на открытом воздухе, смог в городах и утончение слоя стратосферного озона, который защищает Землю от губительного ультрафиолетового излучения Солнца. Ученые полагают также, что в скором времени на нашей планете станет теплее (что вызовет значительные изменения климата) из-за усиления парникового эффекта - влияния газов, которые поглощают инфракрасную радиацию, испускаемую поверхностью планеты, и переизлучают эту радиацию назад к поверхности. Как это ни удивительно, но столь важные явления не связаны с изменениями в содержании основных составляющих атмосферного воздуха. За исключением водяного пара, содержание которого меняется в довольно широких пределах, концентрации основных компонентов атмосферного воздуха, составляющих 99,9 % атмосферы по объему, а именно азота (N2), кислорода (02) и не вступающих ни в какие реакции благородных газов, остаются практически постоянными на протяжении длительного периода - дольше, чем существует на Земле человек.

Естественные геохимические процессы, в результате которых в атмосферу медленно поступает диоксид углерода, могли приводить вследствие парникового эффекта к глобальным потеплениям климата на Земле

Представьте себе, что в результате какого-то катаклизма все живое на Земле внезапно погибло и что весь углерод, входящий в состав органического вещества, сгорел с образованием диоксида углерода (СО2). Оказывается, при этом диоксида углерода было бы выброшено в атмосферу меньше, чем за 200 лет промышленной революции, в течение которых человечество сжигает добытое из-под земли топливо. Этот пример показывает, что большая часть углерода содержится не в живой материи или недавно погибших растениях и животных, а в осадочных горных породах. Поэтому неудивительно, что хорошо знакомый нам круговорот биогенного углерода (в котором атмосферный углерод поглощается растениями, превращается в результате фотосинтеза в органическое вещество и снова выделяется из него при дыхании организмов и их разложении) является только одной составляющей более общего геохимического цикла. Если биологический цикл определяет перенос углерода между растениями, животными и окружающей средой, то геохимический цикл соответствует миграции этого элемента между осадочными горными породами, лежащими у поверхности Земли, атмосферой, биосферой и океанами. Первостепенную роль в обоих циклах играет диоксид углерода, поскольку именно в этой форме углерод в основном содержится в атмосфере. Как можно заключить из приведенного выше описания «конца света», к 2050 г. сжигание угля и нефти (которые содержат лишь небольшое количество углерода по сравнению с осадочными породами в целом) приведет к значительному изменению концентрации СО2 в атмосфере. Поскольку выделение диоксида углерода, обусловленное хозяйственной деятельностью человека, существенно превосходит его естественное выделение в природной среде можно утверждать, что люди «ускоряют» цикл углерода. Этот факт породил серьезную озабоченность в обществе, поскольку из него следует, что сжигание ископаемого топлива может радикально повлиять на климат. Причина этого влияния - парниковый эффект.

Не имея каких-либо специализированных структур и адаптаций для защиты от холода, некоторые виды совок, ничем не выделяющиеся среди других, способны тем не менее на то, чего не могут их сородичи: летать, питаться и спариваться при температурах, близких к температуре замерзания

Зима несет гибель взрослым формам многих видов насекомых, обитающих в средних и высоких широтах Северного полушария. Решающим фактором часто является не сам холод, а связанный с холодным временем года недостаток пищи. Но те же изменения природных условий, которые обрекают на гибель большинство обитающих там насекомых, создают убежища для некоторых других. Зимние трудности вынуждают птиц и летучих мышей - основных хищников по отношению к насекомым - либо улетать на юг, либо (как определенные виды летучих мышей) впадать в спячку. Холод убивает даже некоторых паразитических животных. К тем немногим видам насекомых, которым удалось приспособиться к зимним условиям, принадлежит около 50 видов подсемейства Cuculiinae, входящего в состав широко распространенного семейства Noctuidae, или совок. Это ночные бабочки неброской расцветки, обитающие в лиственных лесах Северного полушария. Представители этой группы, приспособившиеся к зимним условиям, имеют нетипичный для совок жизненный цикл. Большинство совок активны только в теплые летние ночи. С приближением зимы взрослые бабочки умирают, оставляя яйца, личинки (гусениц) или куколки, которые пребывают в неактивном состоянии до весны. У зимних совок, напротив, взрослые особи появляются осенью или в начале зимы, питаются, спариваются и откладывают яйца, после чего, с наступлением весны погибают. Их гусеницы питаются ранней весной (поедают почки деревьев) и затем на все лето впадают в спячку. (Бабочки зимних совок питаются, как правило, соком из повреждений на деревьях; однако несколько лет назад поздней осенью я видел, как множество их «пировали» ночью на цветках гамамелиса, самого позднего из цветущих растений в Вермонте. Ранее никто не знал, как происходит опыление этого растения). Каким же образом зимним совкам удается выживать в условиях, в которых другие совки гибнут? Что позволяет им избежать замерзания в состоянии покоя? Почему они могут летать - и, следовательно, искать пищу и партнеров для спаривания - в условиях холода?

Ночью выпал свежий снег. Луг близ нашего дома весь покрылся ослепительно белым ковром, даже было больно смотреть на него. А к вечеру луг выглядел уже не таким праздничным, что-то на нем изменилось. Я присмотрелся и увидел на снегу множество темных пятнышек. Это были насекомые, среди них жучки и паучки. Что выгнало их на снег? Ведь температура воздуха была немного ниже нуля.

Я пересек луг. Повсюду беспорядочно ползали насекомые, но на небольшой возвышенности за лугом их уже не было. Та же картина была и наутро. А к вечеру подул южный ветер, пошел дождь, потеплело почти до десяти градусов. Не прошло и двух суток, как от снега не осталось и следа, а луг оказался залитым водой, как во время весеннего половодья. Вот тогда нам стала понятной причина странного поведения насекомых. По-видимому, они почувствовали приближение сильной оттепели и пытались покинуть опасную зону. Ведь известно, что многие животные и птицы чувствительны к переменам погоды. Выходит, что и простейшие насекомые иногда могут предсказывать изменение погоды. Интересно, часто ли наблюдаются подобные явления. Мне не приходилось никогда читать об этом. Наблюдал я это явление в середине декабря возле с. Велико-Михайловка Белгородской области.

Кандидат педагогических наук Ю. КЛЕВЕНСКИЙ. г. Курск.