Известно, что климат постоянно претерпевает естественные изменения. В 1625 г. сэр Фрэнсис Бэкон обратил внимание на то, что кроме су­точных и сезонных вариаций метеорологических элементов существуют многолетние их циклы. В 1957 г. Дж.К.Чарлсуэрт уже выявил около 150 таких циклов различной продолжительности. В 70-х годах А.С.Монин и Ю.А.Шишков выделяли многочисленные цик­лы с периодом от миллиарда до десятков лет. Хорошо известны короткопериодные колебания метеорологических элементов: 5—6-летние, 9— 14-летние и др. Все циклы, накладываясь друг на друга, создают сложный интегральный ход изменения метеорологических элементов. В последние два-три десятилетия на естественные климатические циклы все заметнее влияют колебания, связанные с антропогенным воздействием.

При изучении многолетних изменений современного климата, чтобы исключить случайные вариации, осредняют метеорологические дан­ные за промежуток времени, чаще всего за десять лет. Ана­лиз таких "скользящих" значений для температуры воздуха выполнен по ряду стран Се­верного полушария — Россия. Канада. США (Аляска). Китай. — и он показал, что в большинстве континентальных районов за период инструментальных метеорологических наблюдений в целом действительно отмечается заметное повышение температуры воздуха (до 2.4° С в Якут­ске за 1830-1495 гг.). Однако в районах, примыкающих к северным морям, прирост температуры воздуха за все время метеорологических измерений, несмотря на ее коле­бания в отдельные годы, прак­тически отсутствует. Это дает основание полагать, что в Арктике и некоторых смеж­ных регионах из-за близости морей и слабого техногенно­го воздействия современные потепления-похолодания не выходят за пределы естест­венной вековой цикличности климата.

Можно выделить два пери­ода с отчетливо выраженным повышением температуры воздуха на севере: с конца XIX в. по 40-е годы XX в. (этот период называют "потеплени­ем Арктики") и с середины 60-х годов до настоящего вре­мени. Последнее потепление пока не достигает размеров первого. Более того, в начале 90-х годов на ряде арктичес­ких метеостанций наблюда­лось заметное похолодание. Однако последующие годы оказались достаточно теплы­ми, что явилось причиной со­хранения общей тенденции потепления климата в наши дни.

Среднегодовая температу­ра воздуха на севере России за 1965 — 1995 гг. увеличилась на различных метеостанциях от 0.4 до 1.8°С. Тренд этих значе­ний в указанные 30 лет со­ставляет 0.02—0.03°С/год в ус­ловиях Европейского Севера. 0.03—0.07 — на севере Запад­ной Сибири и 0.01 — 0.08°С/год - в Якутии. При этом потепление обусловлено главным образом повышени­ем зимней температуры возду­ха. Продержится ли эта тен­денция или сменится другой? Этот вопрос должен интере­совать нас особо — более 65% огромной территории России занято вечной мерзлотой, ко­торая чутко реагирует на ма­лейшие изменения климата и поэтому отнюдь не является вечной.

Эволюция мерзлоты и народное хозяйство

Скованные льдом горные породы встречаются на севе­ре Европейской России. Ура­ла, севере Западной Сибири (примерно до широтного от­резка Оби), на большей части Восточной Сибири. Забайка­лья и Дальнего Востока. От­рицательные температуры проникают в землю до глуби­ны 1300—1500 м. минималь­ные их среднегодовые значе­ния достигают -1б°С. Вечно - мерзлый покров литосферы в плане выглядит так: вдоль верхнего (северного) края России, он почти сплошной, с редкими дырами и прорезями в виде таликов под крупными озерами и реками, мощность мерзлоты здесь максимальна, а температура минимальна. К югу становится все больше таликовых прорех, толща мерзлоты уменьшается, тем­пература ее повышается, и у нижнего, южного края облас­ти вечной мерзлоты от сплошного покрова остаются одни лоскутки — острова мерзлых пород мощностью в несколько метров или десят­ков метров с температурой, близкой к нулю.

Северный край страны на­селен крайне скудно. На ог­ромных просторах арктичес­ких холодных пустынь, тунд­ры, лесотундры, тайги и гор­ных степей, на равнинах, пло­скогорьях и в горах на 1 км2 территории приходится ме­нее одного человека. В Ямало-Ненецком национальном ок­руге этот показатель равен 0.6 чел./км2, в Корякии и на Чукотке — 0.1—0.2, а в Эвен­кии и на Таймыре и вовсе 0.03—0.06 чел./км2.

Тем не менее хозяйствен­ное значение области вечной мерзлоты, или криолитозоны, как ее называют мерзлотове­ды, трудно переоценить. Она, по сути, стратегический тыл экономики России, ее топлив­но-энергетическая база и ва­лютный цех. Это — более 30% разведанных запасов всей нефти страны, около 60% при­родного газа, неисчислимые залежи каменного угля и тор­фа, большая часть гидроэнер­горесурсов, запасов цветных металлов, золота и алмазов, огромные запасы древесины и пресной воды. Значительная часть природных богатств уже вовлечена в хозяйственный оборот. Создана дорогостоя­щая и уязвимая инфраструкту­ра: нефтегазопромысловые объекты, магистральные нефте- и газопроводы протяженностью в тысячи километров, шахты и карьеры, гидроэлект­ростанции, возведены города и поселки, построены автомо­бильные и железные дороги, аэродромы и порты. На веч­ной мерзлоте стоят Магадан, Анадырь, Якутск, Мирный, Но­рильск, Игарка, Надым, Ворку­та, даже в границах Читы име­ются острова вечной мерзло­ты. В настоящее время хорошо разработаны методы прогно­зирования последствий стро­ительства на вечной мерзлоте. Однако труднопредсказуемые изменения климата меняют мерзлотные условия гораздо сильнее.

Быстрое оттаивание мерз­лых пород может обернуться катастрофическими последст­виями. Верхние горизонты вечномерзлых пород (мощно­стью от 2 до 50 м, з иногда и более) содержат лед в виде мелких линзочек и жилок, а также клиновидной (полиго­нальной в плане) решетки или пластовых залежей мощнос­тью до 30—(0 м. На некото­рых участках северных рав­нин лед составляет до 90°ь объема мерзлых пород. По оценкам Б.И.Втюрина. запасы подземных льдов криолитозо­ны России составляют 19 тыс. км3, что дает право иногда на­зывать вечную мерзлоту под­земным оледенением.

Оттаивание насыщенных льдом пород из-за потепления климата будет сопровождать­ся просадками земной по­верхности и развитием опас­ных мерзлотных геологичес­ких процессов — термокарста, термоэрозии, солифлюкции. Начнется массовое разруше­ние зданий и инженерных со­оружений, построенных на мерзлом грунтовом основа­нии. Такие последствия потеп­ления климата могут стать ра­зорительными для экономики.

Ключ к прогнозу мерзлотно-климатических изменений

Мерзлотоведы в состоянии количественно оценить гряду­щие изменения вечной мерз­лоты на любой срок, но толь­ко в том случае, если досто­верно известны исходные климатические параметры. За­гвоздка в том, что долгосроч­ные метеорологические про­гнозы далеки от совершенства, а их достоверность и оправдываемость оставляют же­лать лучшего. В итоге на осно­ве разноречивых прогнозов климата получаются различ­ные мерзлотные прогнозы.

Существуют сценарии зна­чительного и умеренного по­тепления климата в области вечной мерзлоты в XXI в., име­ется даже вариант похолода­ния. Так, по расчетам М.К.Гавриловой, к середине грядуще­го столетия среднегодовая температура воздуха в Сибири и на Дальнем Востоке повы­сится на 4— 10° С, вследствие чего вечная мерзлота будет оттаивать и со временем со­хранится только в высоких го­рах и на равнинах севера Вос­точной Сибири и Дальнего Востока. О.А.Анисимов и Ф.Э.Нельсон считают, что уве­личение глобальной темпера­туры воздуха на 2° С приведет к полному оттаиванию мерз­лых пород на 15 — 20% терри­тории криолитозоны. Одна­ко, как мы уже отмечали, мете­орологические данные за последние 10—15 лет показы­вают, что экстремальные сце­нарии изменения климата не оправдываются, потепление идет, но более скромными темпами.