Почему Антарктида такая холодная — даже по сравнению с ледяной Гренландией?

Очевидный ответ на вопрос, заданный в заголовке, состоит в том, что в Антарктиде расположен Южный полюс Земли, а на полюсах всегда холодно. Но ведь у Антарктиды есть северная «сестра» — Гренландия, тоже вся покрытая льдом; но там значительно теплее! Летом в Гренландии на ледниках образуются многочисленные озерца из воды, образовавшейся от таяния льда, текут обильные ручьи, а на побережье жители пасут оленей и выращивают редиску! Иными словами, Гренландия — просто курорт по сравнению с Антарктидой.

Климат Антарктиды

Даже летом на всей территории Антарктиды среднемесячная температура находится ниже нуля, за исключением крайней северной оконечности (Антарктический полуостров). На станции Палмер средняя температура января достигает +2.4°С.

Зато антарктической зимой морозы переходят все границы. Средняя (!) температура июля на станции Амундсен-Скотт, расположенной точно на Южном полюсе, составляет минус 60.2°С; а на станции Восток средняя температура августа — минус 66.8°С. Рекорды будут упомянуты в следующих главах.

На следующем изображении — климатическая карта Антарктиды, усреднённая по сезонам:

Есть несколько факторов, из-за которых Антарктида стала такой невероятно ледяной. Далее будут перечислены самые основные из них.

Первый фактор — полярное расположение Антарктиды (Южный полюс — почти в центре)

Этот фактор очевиден, но его одного не достаточно для того, чтобы Антарктида была настолько суровым царством холода, какая она есть. Ведь летом даже на Северном полюсе, как и в Гренландии, температура поднимается немного выше нуля; лёд подтаивает и на нём образуются лужицы воды.

Хотя, всё-таки Гренландии немного больше повезло с географическим положением, чем Антарктиде: её северный край отстоит от полюса на 700 км.

Второй фактор — высота над уровнем моря

Температура с высотой падает очень быстро — примерно на 6 градусов на каждый километр подъёма.

А за долгие миллионы лет намораживания льда в Антарктиде её поверхность поднялась очень высоко, за счёт чего Антарктида стала самым высоким материком на Земле. Высота Южного полюса (станция Амундсен-Скотт) составляет 2830 м над уровнем моря.

В результате «естественный» холод из-за полярного положения суммируется с высотным холодом, что даёт такое падение температуры, при котором теоретически уже должен замерзать и выпадать в осадок углекислый газ из атмосферы (температура замерзания −78.3°С). К счастью (или наоборот), такая низкая температура в Антарктиде всё-таки не действует длительное время.

Минимальная температура на станции Амундсен-Скотт составила −82.2°С (июнь 1982 г.), а самый «жаркий» день там был в феврале 2000 года, когда температура составила всего лишь минус 11 градусов.

На абсолютный рекорд холода для Антарктиды и всей Земли был установлен на станции Восток в июле 1983 г. и составил −89.2°С (высота станции 3489 м, это в значительной степени объясняет рекорд).

Третий фактор — особенности теплового баланса Антарктиды

Основным источником тепла на Земле является солнечный свет, а источником потерь тепла — низкотемпературное тепловое излучение.

И вот тут баланс Антарктиды резко уходит в минус. Солнечного тепла на Антарктиду и так поступает немного из-за её полярного положения, да и то, его большая часть отражается белоснежной поверхностью обратно в космос. Из-за того, что в Антарктиде господствуют круглогодичные отрицательные температуры, снег никогда не тает (кроме узкой полосы вдоль побережья), и отражающая способность поверхности оказывается близкой к очень хорошей офисной бумаге.

На другой стороне баланса — инфракрасном излучении от поверхности — тоже всё «настроено» на потерю тепла.

Максимум ИК-излучения физических тел при температуре около минус 40 градусов находится около длины волны 12.5 мкм, которая очень хорошо вписывается в т.н. «инфракрасное атмосферное окно», расположенное в диапазоне длин волн от 8 до 14 мкм и прозрачное для ИК-излучения. То есть, тепло практически беспрепятственно уходит в космос.

В принципе, это «инфракрасное окно» для Земли несёт огромную пользу, поскольку спасает от перегрева по образцу Венеры; но для Антарктиды оно приводит к чрезмерному выхолаживанию при одновременном недостатке в поступлении тепла.

Что касается Гренландии, то ей больше достаётся солнечного тепла по двум причинам.

Во-первых, 19% территории Гренландии всё-таки свободны ото льда и хорошо прогреваются летом при солнечной погоде.

А во-вторых, летом на расстоянии до 100 км от границы льдов вглубь острова снежно-ледяной покров подтаивает и становится более тёмным (это заметно на космическом снимке во второй главе). А в рекордно-тёплом для Гренландии 2012 году площадь таяния снежно-ледяного щита доходила до 97% от его общей поверхности! И эта поверхность какое-то время «впитывала» солнечное тепло.

Четвёртый фактор — Антарктическое циркумполярное течение

Циркумполярное означает «круговое вокруг полюса». И это действительно так и есть.

Это течение — самое мощное из океанических течений на Земле, его средний расход оценивается в 125-150 миллионов тонн воды в секунду!

Чем же оно вредит прогреву Антарктиды? А вредит оно тем, что изолирует Антарктиду от тёплых вод умеренного и экваториального поясов.

Фактически, во внутренних областях этого течения Антарктида «варится в собственном соку»: по кругу вращается холодная вода, уже остывшая от ледяного дыхания Антарктиды. И только внешние слои (не соприкасающиеся с Антарктидой) имеют какой-то теплообмен с водами умеренных широт.

Гренландии и в этом отношении повезло больше: её восточное побережье омывается холодным Восточным Полярным течением, а вот западное побережье омывается тёплым Западно-Гренландским течением. То есть, хотя бы половина Гренландии слегка подогревается (хотя и не так сильно, как подогреваются Гольфстримом Норвегия и Кольский полуостров ).

Перспективы таяния Гренландии и Антарктиды

Когда речь идёт о глобальном потеплении, то, в погоне за дешевой сенсацией, некоторые журналисты и учёные (если их можно так назвать) пугают таянием Антарктиды и Гренландии. Типовая «пугалка» — что скоро прибрежные города утонут вместе с половиной суши!

Каковы шансы на это?!

Гренландия, похоже, действительно растает (больших разногласий по этому поводу среди специалистов нет). Но главный вопрос — в том, когда это случится?

Скорость таяния ледового щита Гренландии сильно колеблется в зависимости от погодных условий и составляет после 2000-го года от 5 до 20 см в год (точнее, это — суммарный результат таяния и сброса льда в океан).

Если эта тенденция не изменится, то на полное таяние Гренландии может потребоваться до 20000 лет (средняя толщина ледяного щита — 2300 м).

Но, тем не менее, некоторые исследователи полагают, что в результате ускорения глобального потепления скорость таяния ледяного щита также может возрасти с последующим необратимым ускорением.

С Антарктидой ситуация другая. Таяние её ледяного щита — крайне незначительное, и гораздо большее значение имеет скорость движения ледников и сброса льда в океан. Кроме того, идёт подтаивание снизу шельфовых ледников Антарктиды. Эти процессы тоже приводят к повышению уровня мирового океана, но к полному исчезновению ледяного щита привести не могут.

В случае катастрофического развития глобального потепления возможно таяние прибрежных областей ледяного щита, что изменит климат Антарктиды к состоянию, похожему на климат Гренландии. Однако же, и в этом случае речь идёт о сроках в тысячелетия, если не миллионы лет.