15. Криосфера: состав, роль ледяного покрова

Криосфера - прерывистая и непостоянная по конфигурации оболочка Земли в зоне теплового взаимодействия атмосферы, гидросферы и литосферы. Характеризуется отрицательной или нулевой температурой, при которой вода, содержащаяся в криосфере в парообразном, свободном или химически и физически связанном с др. компонентами виде, может существовать в твёрдой фазе (лёд, снег, иней и др.).

Криосфера простирается от верхних слоев земной коры до нижних слоев ионосферы, прерываясь в переменных по мощности сегментах, временно или устойчиво прогретых выше 0°С. Нижняя граница совпадает с подошвой слоя мёрзлых и охлажденных горных пород. Этот слой характеризуется большой устойчивостью и достигает максимальной глубины залегания от поверхности Земли в высоких широтах – в Антарктиде (свыше 4 км) и Субарктике (около 1,5 км), но отличается сезонной изменчивостью и выклинивается в средних и низких широтах. Верхняя граница Криосфера проходит на высотах около 100 км над уровнем моря в разреженных слоях атмосферы, над сильно охлажденной мезопаузой, содержащей серебристые облака.

Криосфере свойственны эпизодические, кратковременные, сезонные, многолетние и многовековые криогенные образования: мигрирующие системы облаков, содержащих атмосферные льды; кратковременный, сезонный и многолетний снежный покров, аккумулирующий эти льды и конденсирующий водяные пары; сезонномёрзлые (ежегодно и в отдельные годы) почвы и горные породы, содержащие лёд в пустотах и порах: сезонный и многолетний ледяной покров пресных и солёных водоёмов, объединяющий льды атмосферного, поверхностного и внутриводного происхождения; сезонные и многолетние наледи поверхностных и подземных вод; горные ледники и ледниковые покровы полярных островов и материков; толщи мёрзлых горных пород, содержащие подземные льды различного генезиса (конституционные, сегрегационные, трещинно-жильные, погребённые, пещерные и др.) и не оттаивающие многие годы, века и тысячелетия. Определённая высотная приуроченность криогенных образований и циркумполярный характер их распространения связаны с неравномерным распределением солнечной радиации по широте и высоте над уровнем моря.

Роль ледяного покрова

Размеры областей распространения криогенных образований дают представление о масштабах их участия в круговороте воды на Земле, а значительный объём многовековых скоплений поверхностного и подземного льда свидетельствует об устойчивости низкотемпературной ветви этого процесса. Значительна роль Криосферы в ходе всех планетарных климатообразующих процессов, вместе с которыми она подвержена суточным, годовым и многолетним колебаниям. В криолитозоне криосфера порождает специфические криогенные и посткриогенные явления и соответствующие формы рельефа. Определённое влияние оказывает криосфера на жизнедеятельность растений, животных и отдельные виды хозяйственной деятельности человека.

Влияние на климат

Уже известный русский климатолог А. И. Воейков [1871, 1889] высказал несколько важных положений, свидетельствующих о влиянии снежного покрова на климат: температура поверхности снега обычно ниже, чем поверхности оголенной почвы и приземного слоя воздуха; из-за сильного охлаждения воздуха над снежной поверхностью возникает инверсия температуры; особенно мощное охлаждающее влияние на воздух снежный покров оказывает на равнинах и в котловинах; даже в среднем за много лет над холодной снежной поверхностью заметно повышенное атмосферное давление; из-за больших затрат тепла на таяние и испарение снега май в умеренных широтах значительно холоднее сентября, и эта разница возрастает в многоснежных районах.

Если принять среднюю за год площадь снежного и ледяного покровов в обоих полушариях равной 62 млн км2, то при неизменных облачности и приходе солнечной радиации ее часть, поглощаемая всей планетой, снижается из-за снежного покрова более чем на 4%. Это способствует значительной широтной дифференциации климата.