Интересно рассмотреть физические причины, вследствие которых происходит охлаждение атмосферы при увеличении ее засоренности вулканическими выбросами или возможными иными явлениями: пылевыми бурями, лесными пожарами и т. д.
Если руководствоваться современными представлениями о парниковом эффекте, то учитывая, что в вулканических выбросах участвуют многие газы и в том числе углекислый, то от них следовало бы ждать потепления. Но в данном случае речь идет о такой концентрации выбросов, которые способны задерживать не только длинноволновую радиацию, но и приходящую коротковолновую, на которой далее трансформируется длинноволновая. Таким образом, становится возможным сокращение прихода тепла к земной поверхности. И в том и в другом случае радиационная энергия может задерживаться на своем пути к земной поверхности или от нее, но нигде не может исчезать вовсе. Если мы допустим последнее, то неотвратимо погрешим с законом сохранения и превращения энергии. Рассмотрим, что и как происходит при задержании коротковолновой радиации плотными сгущениями аэрозолей. Любая частица аэрозоля, если она от нагревания не испаряется, что может происходить с водой, то усваивает энергию только на собственное нагревание, далее рассеивая тепло лучистым теплообменом во все стороны. Такой перехват тепла на большом удалении от земной поверхности, но в приближении к холодному космосу, неминуемо заканчивается тем, что большая доля задержанного частицей тепла вовсе не достигает земной поверхности. Уже это должно отразиться на охлаждении земной поверхности. В свою очередь охлаждение земной поверхности, особенно сокращение коротковолновой радиации, несущей наиболее энергичные кванты света, способные вырывать молекулы воды из сил сцепления в жидкости при превращении ее в пар, заметно ограничивает общее испарение и тем самым соответственно гасит парниковый эффект, в том его понимании, которое изложено выше нами. За этим следует уже наложение на первое, вторичное охлаждение атмосферы. В совокупности оба фактора могут привести к понижению средней температуры приземного воздуха, скажем, на 3…5 °C, что как мы уже знаем, достаточно, чтобы в полярных областях летом прекратилось таяние на море и на суше льда, и началось оледенение, то есть вступление в силу уже третьего и самого решающего фактора усиленного похолодания. Его продолжительность будет зависеть главным образом от продолжительности аэрозольного задержания коротковолновой радиации и инертности потерь и усвоения тепла оледеневающими пространствами.
Такие малые оледенения могут вовсе не совпадать с оледенениями, вызываемыми изменениями радиации в силу астрономических причин, но могут и усиливаться последними или гаситься ими, если будут совершаться одновременно. Поскольку тенденция к похолоданию или потеплению, определяемые ходом астрономических изменений напряженности солнечной радиации, носят непрерывный синусоидальный характер, то вероятность совпадения их с чисто земными причинами изменений радиационного режима внешних сфер Земли носит столько же случайный сколько и закономерный характер. Поэтому мы в равной мере должны быть готовыми к тому, что в изменениях климата могут возобладать и похолодания, и потепления. Отказавшись от альтернативного взгляда на возможности развития этих событий, человек может обезоружить себя перед лицом стихии, двинувшейся вспять однобокому прогнозу.
9.3. Климат Земли при сплошной облачности
Напомним, что, как планета, Земля обменивается энергией с окружающим пространством лишь путем лучистого теплообмена. Постоянно облучаясь, она одновременно является и излучающим телом. Поскольку Солнце в каждый данный момент освещает лишь половину площади всей поверхности Земли, а Земля постоянно излучает тепло уже со всей площади своей поверхности, то сохранение стабильного теплового состояния земных сфер обеспечивается вдвое более интенсивным относительным излучением Солнца. Однако, как бы не было сильным это излучение, оно строго дозировано определенным пределом. Между тем возможность усвоения лучистого тепла космическим пространством такого предела не имеет.