В начале 1960-х гг. Будыко продолжил изучение связей между тепловым балансом поверхности и климатом. Особый интерес у него вызывала обратная связь между тепловым балансом, температурой поверхности и морскими льдами («Полярные льды и климат», 1962 г.). В конце 50-х – начале 60-х гг., когда Советский Союз продолжал реализовывать составленный еще при Сталине «План преобразования природы», среди ученых часто появлялся соблазн использовать новое понимание физических принципов изменения климата в целях его «улучшения» и модификаций. В 1962 г. в журнале «Метеорология и гидрология» появилась статья Будыко «О некоторых способах изменения климата», в которой он, основываясь на результатах изучения обратной связи между тепловым балансом и льдами, приходит к выводу о возможности быстрого рукотворного потепления в Арктике. Согласно Будыко, для этого было достаточно распылить над Арктикой сажу, собранную за несколько лет из отходов резиновой промышленности. Быстрое потемнение поверхности льда и снега должно было увеличить количество поглощенной солнечной радиации и привести к ускоренному таянию морских льдов. Суть открытия Будыко заключалась в том, что после освобождения Арктики от плавающих льдов их образование в последующие сезоны стало бы невозможным из-за того, что открытая поверхность воды поглощает гораздо больше солнечной энергии, чем поверхность льда или снега. Иными словами, Будыко показал, что образование нового ледяного покрова потребует гораздо больших изменений в тепловом балансе поверхности, чем его таяние. Интуитивно поверить в такой эффект сложно, но последующие, более детальные, исследования, как и данные математического моделирования, полностью подтвердили правоту выводов Будыко. Данный проект реализован не был, но Будыко запатентовал эту идею и вошел в историю как единственный до настоящего времени климатолог, имевший патент
Логическим продолжением работ по классификации климата и природных зон стали широкое исследование энергетического баланса земной поверхности и публикация атласа теплового баланса земли в 1958 г. Эта работа, выполненная под руководством Будыко коллективом ученых Главной геофизической обсерватории им. Воейкова, была удостоена Ленинской премии и снискала широкую известность в России и за рубежом.
Справедливости ради стоит отметить, что понимание важности энергетического баланса в формировании условий окружающей среды появилось в клима-тологии задолго до Будыко. Еще в 1868 г. выдающийся русско-немецкий климатолог Владимир Петрович Кёппен (1846–1940) отмечал важность приходящей радиации в формировании условий существования растений и их продуктивности. Вместе с тем Кёппен, как и многие его последователи, не смог установить определяющие параметры энергетического баланса и связать их с климатом. Одной из причин было элементарное отсутствие приборов, способных определять интенсивность потоков тепла и влаги. Работы Будыко счастливо совпали с развитием во второй половине ХХ в. приборной базы метеорологии и климатологии и появлением достаточно длинных рядов наблюдений за различными компонентами энергетического баланса.
Периодический закон природных зон, открытый Будыко и Григорьевым, по сути, поставил точку в череде различных эмпирических классификаций климата, разрабатываемых еще с середины XIX в. Дальнейшее развитие эмпирических классификаций климата приостановилось, передав вместе с тем позитивный импульс новому подходу, названному позднее методом математического моделирования климата.
Суть периодического закона географической зональности заключается в чередовании высокой и низкой продуктивности природных географических зон, рассортированных в «пространстве» типичных для этих зон параметров индекса сухости, и годового энергетического баланса. Индекс сухости Будыко – это отношение того же энергетического баланса поверхности к энергетическому эквиваленту осадков или количеству энергии, требуемой для испарения всей выпавшей за год влаги.
В начале 50-х гг. Григорьев и Будыко пришли к пониманию того, что управляющим механизмом климата является тепловой баланс поверхности, поддерживающийся приходящей солнечной радиацией, с одной стороны, и уходящим излучением, а также явными и скрытыми потоками тепла – с другой. Поскольку интенсивность поглощения радиации солнца зависит от свойств атмосферы и земной поверхности, то и процессы, происходящие в климатической системе планеты, – такие как изменение облачности, смена растительного покрова, изменения влажности почвы, – должны в свою очередь влиять на тепловой баланс и, следовательно, на температуру поверхности и атмосферы в целом. В результате детальных исследований энергетического баланса поверхности Будыко и Григорьев открыли периодический закон географической зональности и предложили свою оригинальную классификацию климатов земли.
Работая совместно со своим учителем, выдающимся российским географом и климатологом Андреем Александровичем Григорьевым (1883–1968), Будыко включился в разработки, послужившие окончанием «золотого века» климатологии как науки описательной. Работы Будыко и Григорьева по климатической зональности и классификации климатов заложили основы совершенно невиданной отрасли знания, способного не только предсказать изменения климата, но и заставить климат изменяться в заданном направлении – как потеплении, так и похолодании.
Идеология этой первой книги, связывающей природные процессы с энергетикой природы, прошла позднее красной нитью через всю карьеру Будыко.
В конце 40-х гг. в климатологии доминировала теория испарения и водного баланса, предложенная американским ученым из Нью-Джерси Чарльзом Торнвейтом (1899–1963). Торнвейт ввел целый ряд абстрактных концепций, таких как потенциальное испарение, дефицит водного баланса, избыток водного баланса и другие. Будыко определенно воспринял идеи Торнвейта, вместе с тем переработав их в более практичную модель водного баланса почвы, позднее названную моделью «ведра». Вместо сложного концептуального подхода Торнвейта Будыко предложил чрезвычайно элегантный метод, позволяющий связать испарение с насыщенностью почвы влагой и энергетическим балансом поверхности. Удивительно, но до сих пор в сложных математических моделях климата, использующихся в мировых климатических центрах (включая и Российский Гидрометцентр), для расчетов изменений почвенной влаги и испарения зачастую используется метод «ведра», предложенный Будыко более 60 лет назад.
Сразу же по окончании института не имевший возможности выбраться из блокадного города Будыко получил распределение в Ленинградскую главную геофизическую обсерваторию им. Воейкова. В этом учреждении он проработал до 1975 г. Пожалуй, эти 33 года оказались наиболее продуктивными в карьере Будыко. Первые самостоятельные статьи были опубликованы им уже в середине 40-х гг., а в 1948 г. вышла первая книга – «Испарение в естественных условиях».
Будыко родился в 1920 г. во время Гражданской войны, разрухи и голода в г. Гомеле в Белоруссии (тогда СССР). Позднее вместе с семьей он перебрался в Ленинград, где в 1937 г. поступил в Ленинградский политехнический институт. Заканчивать его Будыко пришлось в 1942 г. во время еще одной войны, под бомбежками и обстрелами окружившей Ленинград фашистской армии.
Вне всякого сомнения, Михаил Иванович Будыко является одним из самых ярких и авторитетных климатологов ХХ в. В настоящее время практически любой учебник климатологии содержит не одну ссылку на работы этого выдающегося ученого.
Keywords: climate, climatology, atmosphere, temperature, science, scientist, nature.
The paper is dedicated to the memory of the outstanding climatologist who has made a fundamental contribution to the emergence and development of the branch of the global studies devoted to the global climate change on the planet including those under the influence of human activity. The scholar’s life journey is presented as well as his academic achievements.
Ключевые слова: климат, климатология, атмосфера, температура, наука, ученый, природа.
Статья посвящена памяти выдающегося русского ученого-климатолога, внесшего фундаментальный вклад в становление и развитие раздела глобалистики, посвященного глобальным климатическим изменениям на планете, в том числе и под влиянием человеческой деятельности. Показан жизненный путь ученого и его теоретические достижения.
Портрет М. И. Будыко. 1970-е гг. Автор неизвестен
Выдающийся российский климатолог: памяти М. И. Будыко
Выдающийся российский климатолог: памяти М. И. Будыко
Комментариев нет:
Отправить комментарий