Рассчитаем, какова должна быть средняя равновесная толщина многолетнего льда в Северном Ледовитом океане при приведенных величинах:
После явно завышенной оценки Н. Н. Зубова, который не исключал возможности достижения льдом Арктики равновесной толщины в 20 м и более, последующие оценки имели очень большой разброс. Некоторые исследователи находили, что предельная толщина льда в Арктическом бассейне, может составлять 4 м, другие считали, что равновесное состояние льда наступает при его толщине 6 м, а то и 3 м и так далее. Ряд этих оценок для определенных условий термической жизни льда могут быть верны, но нам важно установить основные зависимости, определяющие образование равновесной толщины льда, чтобы потом стали понятными наблюдаемые отклонения. Это позволяет перейти к оценке следствий, которые вытекают из показанного расчета. С помощью этого уравнения удалось рассчитать время достижения льдом равновесной толщины, которое в Арктике составляет около 20 лет, увидеть ряд ранее не замечавшихся особенностей многолетнего нарастания льда и даже усмотреть новые возможности управления нарастанием и таянием многолетнего льда (Файко, 1986).
Интересны следствия и выводы, которые имеют прямое отношение к закономерности неравновесного теплообмена оледеневших водоемов с окружающей средой, вообще к термике полярных морей, а за этим и к вопросам климата.
Решая большой ряд задач с показанным уравнением, мы обнаружили, что равновесная толщина многолетнего льда более всего зависит от величины его летнего стаивания – чем она больше, тем меньше равновесная толщина льда. Например, полагаясь на вышеприведенные численные значения, но принимая увеличение стаивания льда всего на 5 см, то есть до 49 см, находим, что равновесная толщина уменьшится на 70 см, а время её достижения сократится вдвое, то есть до 10 лет. При стаивании до 100 см за лето в течение нескольких лет, лёд вовсе перестает быть многолетним, поскольку уже на второй год существования он не может зимой прирастать на эту же величину.
Но если мы при прочих ранее принятых численных значениях, в том числе и величины стаивания, представим понижение минимальной зимней температуры, то обнаружим, что толщина равновесного льда не только не увеличится, но немного уменьшится из-за того, что увеличится количество выделившегося тепла при дополнительном охлаждении самого льда, соответственно увеличится знаменатель нашего уравнения.
Таким образом, мы снова убеждаемся, что для увеличения толщины льда в Северном Ледовитом океане, то есть для увеличения ледовитости океана, понижения зимней температуры воздуха практически никакого значения не имеют. В то же время даже незначительное повышение летней температуры может парализовать все потуги зимнего мороза и не допустить увеличения массы плавучего льда. И наоборот, если зима будет мягче, но лето будет холодным и таяние льда уменьшится, то масса льда в течение года увеличится. Как тут не удивляться, что мы всегда представляли эту зависимость обратной, всегда всякие оледенения связывали с суровостью зимы, вовсе не обращая внимания на явления, происходящие летом! А всё это шло от того, что мы ещё не догадывались о существовании той разительной неравновесности теплообмена ледяного покрова с внешней средой, которой сопровождается таяние и намерзание льда; не обращали внимания на то, что выделение теплоты кристаллизации зимой сильно лимитируется кондуктивной теплопроводностью. Эти упущения как раз и обнаруживают решения по новой формуле равновесной толщины льда, ещё раз доказывая правомерность установленной закономерности неравновесного теплообмена замерзающих водоёмов с внешней средой; интересно заметить, что эту формулу я вывел задолго до того, как уяснил суть самой закономерности, мало того, именно решения по этой формуле и навели на мысль, что здесь скрыто что-то такое, что ещё неизвестно науке.
В Северном Ледовитом океане повсеместного распространения многолетнего льда равновесной толщины не наблюдается потому, что не достигнув её через 5…7 лет после образования, многолетний ледяной покров выносится в Атлантику. Равновесные льды возможны в малопроточных участках Канадского сектора Арктики. Вероятно, именно здесь появилась льдина со средней толщиной около 10 м, на которой в течение трех лет базировалась полярная станция «Северный полюс – 6».