Погодные сюрпризы от озона

Локальные утончения озонового слоя над Европой вызывают заметные погодные аномалии

Декабрь 2006 года оказался неожиданно холодным на Ближнем Востоке. Иногда на улицах Иерусалима даже лежал снег. Фото (Creative Commons license): Yarin Kirchen

Аномально теплая европейская зима 2006–2007 годов заставила средства массовой информации вновь заговорить о глобальном потеплении, ажиотаж вокруг которого несколько стих после морозов прошлой зимы. По данным Гидрометцентра России, 2006 год вошел в пятерку самых теплых после 1900 года. В Северном полушарии наблюдались самые теплые за весь этот период май, июнь и декабрь. Среднегодовая температура превысила норму в Арктике, Северной Америке, Европе, Среднем Востоке, Центральной Азии, Китае. На о. Шпицберген (Восточная Арктика) и о. Виктория (Западная Арктика) положительные аномалии среднегодовой температуры воздуха превысили 4 °C.

Декабрь 2006 года в России вошел в историю как период самой продолжительной аномально высокой температуры воздуха. На территории от Балтики до Якутии среднемесячные положительные аномалии составили 4–7 °С. В отдельных же областях на севере и в центре европейской части России и Западной Сибири средняя температура воздуха оказалась больше нормы на 8–9 °С. Однако на Камчатке аномалии были уже отрицательные и составили –4 °С, а в северных районах Дальнего Востока этот декабрь стал одним из самых холодных в истории. За последние пятнадцать лет аномально холодным здесь оказывается примерно каждый третий декабрь. Холоднее нормы почти на целый градус оказалась также погода в предгорьях Северного Кавказа и на Черноморском побережье.

Апрельская погода в январе 2007 года в средней полосе России так поразила воображение жителей, что малозаметными оказались сообщения о морозах в Индии, снегопадах на Ближнем Востоке и в Испании, а также на юго-западе США, которые не вписываются в представления о глобальном потеплении. В начале прошлого сентября снег выпал в Южной Африке, что бывает чрезвычайно редко.

Если же ещё учесть эффект выхолаживания стратосферы в тех регионах, где фиксируется аномальный прогрев приземного воздуха, то тезис о «глобальном потеплении» окажется совсем сомнительным. Вообще правильнее было бы ставить вопрос о резко возросшей контрастности синоптических процессов. Эти контрасты должны предметно обсуждаться и объясняться, а именно этого и не происходит.

Странно, но современная синоптика при попытках прогноза погоды или объяснения погодных аномалий полностью игнорирует параметры озоносферы. Удивительно, что игнорируется чрезвычайно важная (и очень доступная) информация, ведь озоновый слой регулирует тепловые параметры нижней атмосферы — в первую очередь, стратосферы, которая нагревается на десятки градусов за счет солнечного излучения, поглощенного и переизлученного озоновыми молекулами. При разрушении озонового слоя атмосфера на стратосферных высотах становится прозрачнее, и излучение, поглощавшееся там озоном, «проваливается» в тропосферу, нагревая приземный воздух или воду в океанах и морях. Нагрев воздуха, естественно, уменьшает его вес, а значит и давление.

Аномально теплые эпизоды в осеннее и зимнее время в Европе длительностью в неделю — полторы в последние годы случались неоднократно, и каждый раз время и место тепловых аномалий совпадало с областью развития отрицательных озоновых аномалий. Это происходило в ноябре 2004 года, в начале января 2005 года, в октябре и ноябре 2005 года, в январе 2006 года…

На картах общепланетарного поля общего содержания озона (ОСО) в эти периоды привлекает внимание факт его снижения в центре густонаселенной Европы до антарктических значений. Такие низкие значения в эти дни были в Антарктиде и в Европе. Ни одно из СМИ не сообщило об этом, не предупредило жителей об опасности повышенного содержания ультрафиолета в солнечном излучении. А сколько было разговоров об опасности ультрафиолета во времена борьбы с озоновой угрозой! А теперь озон и ультрафиолет никого не волнуют.

На карте за 25 октября 2005 года, кроме Европейской озоновой аномалии, внимания достойны линейные формы озоновых аномалий. В восточной части Тихого океана аномалия ОСО отходит языком от Антарктической озоновой дыры и, располагаясь точно над Восточно-Тихоокеанским рифтом, протягивается на тысячи километров до Южного тропика. В Сибири линейная аномалия ОСО протягивается точно по меридиональному разлому 90-го градуса, идущему по долине Енисея и отделяющему Западно-Сибирскую низменность от Восточно-Сибирской платформы. Разлом этот лежит на траверзе подводного Восточно-Индийского хребта, на северной оконечности которого располагался эпицентр землетрясения 26 декабря 2004 года, вызвавшего катастрофическое цунами.

Аномально теплая погода осенью 2005 года сопровождалась почти полным исчезновением озонового слоя над Европой. Иллюстрация:: GSFC/NASA

Перечисление эпизодов с аномальной погодой, во время и на месте которых мы наблюдаем глубокие озоновые аномалии, продолжать можно долго. Особенно много их было в 2005 году, что полностью соответствует определению этого года как самого теплого и аномального за весь период метеорологических наблюдений. В декабре 2006 года и январе 2007 года в Европе озоновый слой был разрушен практически ежедневно!

Рассмотрим подробно синоптическую и озоновую ситуацию в Европе на 21 января 2007 года. Этот день мы выбрали потому, что накануне в московском регионе окончилась аномально теплая погода, выпал снег, сюда пришла зима. На спутниковой карте дефицита озона хорошо видна обширная озоновая аномалия (дыра), протянувшаяся от центра Атлантики до середины Западно-Сибирской равнины. Падение общего содержания озона (ОСО) в центре аномалии, который приходится на середину Адриатики, достигало 30%.

Итак, внутри озоновой аномалии мы вправе ожидать область пониженного давления с относительно высокими температурами приземного воздуха. Однако изучение реального уровня давления и температуры в этой области показывает, что метеопроцессы, происходящие в Европе под воздействием озоновой аномалии, более интересны и многообразны. Вся южная половина аномалии, включая её центр, была занята областью относительно высокого давления (до 765 мм.рт.ст.) и повышенных температур (+18–20 °С), северо-западный её край (Бельгия, Нидерланды) также занят теплым воздухом, который сместился в Европу из Северной Африки и с Ближнего Востока. Но распространение теплого воздуха к северу было ограничено Альпами в центральной части аномалии. На западе, где сплошная горная преграда отсутствует, он проник до Северного моря. Смещение теплого антициклона из Африки в Европу было вызвано первичным падением давления в центре озоновой аномалии.

В это же время на севере Европы образовался Скандинавский холодный антициклон, который также подвинулся в область изначально низкого давления, соответственно, к югу. Он принес понижение температуры и долгожданный снег в европейскую часть России. По размеру Скандинавский антициклон значительно уступал Африканскому, поэтому по северо-восточной периферии озоновой аномалии его давление быстро выровнялось до нормального и даже слабо-пониженного. А вот в центре Европы, прикрытом от внедрения южного воздуха Альпами (Чехия, Австрия, Швейцария), и очень близко к центру озоновой аномалии, сохранилось реликтовое первично-низкое давление (725–732 мм. рт. ст.), с умеренно повышенными температурами воздуха (+7, +12 °С).

Таким образом, произошло «сплющивание» первичной циклонической области под озоновой аномалией двумя антициклонами, сместившимися сюда с юга и севера. На стыке фронтов этих разнородных воздушных масс в некоторых районах на северо-западе Европы отмечались аномальные погодные явления — шквалистый ветер, ливневые дожди, сменившиеся ливневыми снегопадами.

Обратим внимание на то, что под контуром озоновой аномалии расположились зоны повышенного, пониженного и нормального давления, что позволяет нам сделать важный вывод: вопреки распространенному мнению, аномалии в содержании озона в атмосфере вызывают аномальные значения давления и температуры, а вовсе не наоборот.

Парадоксально, но развитие ещё более глубокой аномалии ОСО (-35%) в центре Европы в январе 2006 года привело к установлению здесь же сильных морозов. Алгоритм тот же. Во второй половине января в Западной Сибири сформировался мощный холодный антициклон, поэтому сброс давления под озоновой дырой в Европе привел к резкому перемещению Сибирского морозного антициклона вглубь Европы.

Наводнения в Англии случаются все чаще. Обычно их ожидают осенью или весной, но изменения обычных перемещений циклонов в Северном полушарии отражаются на погодных циклах. Фото (Creative Commons license): Iain Cuthbertson

По тем же правилам формировались европейские погодные аномалии в конце мая 2007 года. Аномальная жара на Европейской территории России началась в начале двадцатых чисел мая с пиком, пришедшимся на последние четыре дня месяца. Накануне этого события 18 мая центр озоновой дыры располагался над территорией государств Великобритании, Франции, Испании, Португалии. Сюда и «засосало» теплый аравийский антициклон, который под влиянием озоновой аномалии сместился к северу и принес в Европу тропическую сухую погоду. В Восточную Европу (и в Россию) горячий аравийский воздух пришел через Среднюю Азию, т.е. с востока. Но в конце двадцатых чисел мая с севера в Европу в западную часть озоновой аномалии устремился холодный воздух из Северной Атлантики и Скандинавии, который вызвал резкое падение температур во Франции, Германии и близлежащих государствах. С юга и востока в область европейской озоновой аномалии в это время продолжал поступать горячий аравийский воздух, который и обусловил рекордную аномальную жару в России 28–31 мая.

В ночь с 31 мая на 1 июня в районе Москвы холодные скандинавские воздушные массы встретились с ранее господствующими здесь теплыми аравийскими, что сопровождалось сильными порывами (шквалами) ветра.

Существенно влияние на погоду и положительных озоновых аномалий. Озон задерживает солнечное тепло, и его (озона) избыток приводит к выхолаживанию приземного воздуха. Кстати, вышеупомянутый Сибирский антициклон, ворвавшийся в Европу в январе 2006 года, возник под положительной озоновой аномалией (+23% ОСО).

Этой же причиной объясняются очень холодная погода весной (конец февраля — начало апреля) на протяжении последних 2–3 лет. К февралю оканчивается полярная ночь в высоких широтах, появляется солнечный свет, созидающий озон, и мы видим увеличение ОСО. Но аномальную прибавку озона дает иной фактор — усиление напряженности магнитного поля Земли. Здесь нужно учесть феномен «двуглавости» Северного магнитного поля, т.е. наличие кроме главного магнитного полюса, расположенного в Канаде, ещё мощной Сибирской магнитной аномалии. Влияние магнитного поля Земли на выработку озона определяется дополнительной наработкой озона под воздействием потока космических частиц, затягиваемых в воронку магнитных силовых линий в районе магнитных полюсов и аномалий, а также в возможно изначально большей здесь концентрации кислорода, из-за парамагнитных свойств его молекул. В Южном полушарии только один магнитный полюс, поэтому аномально высокие содержания озона там фиксируются значительно реже.

В ноябре 2005 года Азорские острова находились в области необычно низкого давления. Фото (Creative Commons license): Vitor Oliveira

Самые мощные отрицательные озоновые аномалии, влияющие на европейскую погоду, возникают чаще всего в Северной Атлантике и/или в центре Западной Европы. В первом случае причиной появления аномалий ОСО являются выбросы водорода из Срединно-Атлантического хребта, во втором — водородная дегазация Рейнско-Ливийского рифтового пояса.

Очень интенсивно глубинная водородная дегазация, ведущая к разрушению озонового слоя, происходит в районе о. Исландия. Остров расположен в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта (САХ) и является активной зоной трещинного вулканизма, а в 25 градусах южнее, также в осевой зоне САХ, расположены Азорские острова, над которыми формируется Азорский антициклон. Разогрев океанской воды и воздуха через озоновые аномалии возле Исландии приводит к сбросу атмосферного давления в Северной Атлантике и последующему смещению сюда Азорского антициклона, несущего массы теплого воздуха в Северную Атлантику и Ледовитый океан, а также в Западную Европу. Так возникает явление перепада атмосферного давления, которое получило название — «Северо-Атлантическое колебание».

Связь колебаний содержания озона в атмосфере с погодными аномалиями может усложняться и дополнительными атмосферными явлениями, которые ещё предстоит изучить.

Читайте также в журнале «Вокруг Света»:

Владимир Сывороткин, 25.07.2007