Что же происходит с нашим климатом? Такие вопросы нередко можно было слышать в истекшую навигацию, тем более что в ряде периодических изданий часто появлялись весьма разноречивые публикации на эту тему.
Действительно, минувшее лето на востоке Арктики в этом году весьма разительно отличалось от нескольких предшествовавших. Певекчанам памятны штормовые северозападные ветры с пургой и снегом, разразившиеся в середине июня. Затем в июле наступила жара, достигшая 27° в Певеке, что превысило абсолютный максимум 1972 года. Всю первую декаду июля держались высокие температуры, аномалия которых (отклонение от средних значений) достигла в низовьях Колымы рекордных значений в +8,5°. В июле же своеобразие атмосферных процессов определило редко наблюдавшееся сочетание высокого уровня на баре Колымы при высоких температурах воздуха. Кромка дрейфующих льдов повсеместно отступила далеко к северу, морские воды за лето накопили огромное количество тепла, и поэтому, естественно, замерзание морей нашего района произошло значительно позже средних многолетних сроков. Навигация была проведена успешно и закончена в плановые сроки. С другой стороны, в западном районе Арктики преобладали холодные северные ветры, лед начал таять поздно, морская вода не успела прогреться, ранние морозы привели к ранним срокам замерзания. Навигационные условия сложились трудные, что потребовало отвлечения всех наших ледоколов на помощь западным судам.
Обычно в таких случаях говорят, что старожилы такого не упомнят, что в природе происходит нечто непонятное и виной тому служит как человеческая деятельность, так и внешние космические воздействия.
Причиной разноречивости слухов служит трудное положение, сложившееся в современной науке, в долгосрочном прогнозировании природных явлений, особенно погоды и климата.

1. Долгосрочные прогнозы

Прогноз — это предвидение будущего развития природных процессов на основе знания предшествующих и текущих событий. Прогноз является как бы вершиной современной науки, ее последней стадией.
Процесс познания любого явления складывается из трех основных этапов: анализа, синтеза и прогноза. Сначала явление всесторонне изучается, затем разнообразные установленные закономерности сводятся воедино — синтезируются, на основе чего предоставляется возможность выработать суждение о будущем течении событий — явление прогнозируется.
Как известно, абсолютная истина непознаваема. Чем больше мы знаем, тем больше мы знаем, чего мы не знаем. Поэтому, в принципе, абсолютно точный прогноз невозможен теоретически. Но приближенное решение проблемы вполне реально и практически крайне необходимо.
Морской лед — основное препятствие для нормального мореплавания в Арктике — есть в конечном счете суммарный продукт климата и погоды. Поэтому решение проблемы долгосрочного ледового прогноза неразрывно связано с решением проблемы предсказания погоды и предвидения изменений климата. Эта проблема в современной науке является одной из труднейших и первоочередных. Правда, полного решения ее в ближайшие годы не предвидится. Как говорил еще М. В. Ломоносов, «когда человек научится предсказывать погоду, ему нечего будет желать от бога».
Трудности прогностической работы и невысокая оправдываемость гидрометеорологических прогнозов вообще вынудили исследователей углубиться в изучение причинно-следственных связей между явлениями, в характеристики гидрометеорологического режима, в тонкости термодинамических и гидрофизических взаимоотношений.
В последнее время осуществляется широкая комплексная программа по совместному изучению ледовых и гидрометеорологических процессов с целью разработки математических моделей крупномасштабных процессов и создания численных методов прогноза ледовых условий.
В результате многочисленных проработок среди большинства прогнозистов сложилось твердое убеждение в том, что если ледовые явления определяются воздействием атмосферы, то в окончательном виде задачу ледовых прогнозов можно решить только при условии надежного метеорологического и синоптического прогноза.
В связи с этим целесообразно вкратце рассмотреть положение, сложившееся с долгосрочным прогнозом в смежных гидрометеорологических науках — в метеорологии и климатологии.
Микроциркуляционный метод долгосрочных метеорологических прогнозов, разработанный Г. Я. Вангенгеймом и А. А. Гирсом, является основным для Арктики. Его заблаговременность достигает 10 месяцев. Однако при всех неоспоримых достоинствах и преимуществах данного метода его точность недостаточно велика, для того чтобы его всегда можно было использовать при расчете ледовых явлений.
Как писал А. А. Гире, для аномалий температуры воздуха значения эффективности прогноза колеблются в пределах 2-4 процентов, а для аномалий давления — в пределах 3-6 процентов.
Ведущий советский прогнозист Т. В. Покровская в своей докторской диссертации 1969 года с удивительной смелостью и откровенностью привела оценку оправдываемости прогнозов знаков месячных аномалий температуры воздуха на европейской территории Союза. Эти прогнозы по всем месяцам года в среднем за 10 лет 1957-1966 гг. оправдались на 54 процента. Оценивая эту величину, Т. В. Покровская писала: «... следует иметь в виду невысокую оправдываемость, характерную вообще для современных методов долгосрочного прогнозирования. Поэтому приведенные оценки, показывающие хотя и небольшое, но систематическое превышение над случайностью, нельзя считать неудовлетворительными».
Характеризуя общее состояние дел с прогнозами погоды, руководитель Гидрометцентра СССР В. А. Бугаев с трибуны Пятого Всесоюзного метеорологического съезда, состоявшегося в конце июня 1971 года в Ленинграде, заявил, что на вопрос: «Справляется ли служба погоды со своими задачами?» — следует ответить: «Пока еще нет».
Слабая оправдываемость прогнозов погоды и гидрометеорологических прогнозов вообще породила так называемую проблему предсказуемости природных явлений.
Если прогноз основывается только на знании предшествующих и текущих процессов, то, естественно, возникает временной предел, за которым влияние начального состояния атмосферы или гидросферы перестает сказываться.
Широкие исследования, выполненные в различных странах, оценивают этот предел предсказуемости от 5-10 дней до 2-3 недель. Заметное улучшение прогнозов в пределах этого срока возможно лишь при условии усовершенствования глобальной системы наблюдений за погодой на всем земном шаре.
Весьма примечательно, что по свидетельству Е. П. Борисенкова, высказанному им весной 1972 года, не исключена возможность, что после 10-15-летней программы испытания численных методов прогнозов погоды с глобальной системой наблюдения за синоптическими процессами наукой на эту проблему будет наложено вето, как на проблему о вечном двигателе.
Таким образом, сложилась крайне парадоксальная ситуация: ледовые прогнозы, имеющие дело с консервативной, малоподвижной гидросферой, зависят от развития метеорологических прогнозов, оперирующих подвижной и изменчивой атмосферой. Атмосферные же прогнозы имеют неразрешимый предел, оцениваемый большинством исследователей всего лишь в несколько недель.
Одновременно с проблемой предсказуемости в прогностическом деле родилась и проблема причинности.
Долгое время среди гидрометеорологов и прогнозистов бытовало мнение о том, что достаточно вскрыть генетические связи между природными явлениями и проблема долгосрочного гидрометеорологического прогноза будет решена. Поскольку между причиной и следствием всегда лежит какой-то промежуток времени, то ясное знание причин предполагает возможность с достаточной точностью и заблаговременностью предвидеть, прогнозировать вызываемые данными причинами следствия.
Однако печальный опыт многолетней оперативно-прогностической работы с неопровержимой достоверностью показал, что многие гидрометеорологические связи, имеющие ясное, физически обоснованное причинно-следственное истолкование, с течением времени необъяснимым и непонятным образом подверглись существенным изменениям.
На первых порах изменения связей рассматривались как следствие просто неглубокой проработки вопроса или ошибочности исходных позиций того или иного автора.
Затем, по мере расширения исследований по районам и объектам, выявилась общая неустойчивость всех природных связей во времени.
Изменение, казалось бы, ясных причинно-следственных связей, а также невозможность вообще обнаружить какие-либо закономерности в ходе природных процессов привели многих исследователей к выводу о том, что «лапласовский детерминизм изжил себя», о том, что необходимо рассматривать природные явления как случайный, стохастический процесс с использованием аппарата теории вероятностей.
По их мнению, периодичности в природных явлениях либо являются следствием случайных процессов, либо эти периодичности неустойчивы во времени, либо, наконец, их вообще не существует.
В работах Ю. М. Алехина прямо сказано, что любое гидрометеорологическое явление представимо как результат бесконечного большого числа случайностей.
Последовавшие за этим специальные опыты, проведенные с целью предсказания случайных колебаний на основе теории экстраполяции стационарных случайных процессов, привели к малоутешительному результату, выявив большую прогностическую ошибку. В целом в настоящее время наблюдается общий упадок различных школ географического детерминизма (причинной предопределенности) и сокращение внимания к причинно-следственным взаимосвязям в географическом анализе. Насколько это полезно и целесообразно, сказать трудно. Ясно одно, что это явление связано с общими прогностическими неудачами во всех областях географии на современном этапе.
В заключение обзора хотелось бы отметить, что автору в данном вопросе более импонирует точка зрения известного советского ученого Н. А. Козырева, который считает «причинность фундаментальным свойством мира». Имеющиеся недоразумения и крайние взгляды легко объясняются формальным использованием и применением математических и расчетных методов без попытки вникнуть в суть явления. Н. А. Козырев в этой связи отмечал, что так называемые точные науки глубоко не соответствуют реальной действительности. И доводя свою мысль до парадоксального афоризма, он разъяснял, что в настоящее время, например, биология является более точной наукой, чем математика, ибо она старается ответить на вопрос «почему?» Точные же науки в большинстве лишь описывают процесс, отвечая на вопрос «как?» Выход из создавшейся удивительной ситуации Н. А. Козырев видит в том, что необходимо уничтожить разрыв между точными науками и естествознанием, положив в основу первых принцип причинности.

2. Долгосрочные прогнозы и солнечная активность

Многочисленные наблюдения показывают, что текущая эпоха характеризуется существенными изменениями климата. Началось прогрессивное похолодание месячных температур воздуха в высоких широтах, изменились привычные пути Циклонов. В связи с этим стала увеличиваться ледовитость арктических морей, стабилизировался уровень Каспийского моря, началось снижение уровня Аральского моря. Причины климатических изменений в атмосферных условиях активно обсуждаются учеными разных стран. Однако единого мнения не выработано. Если одни считают, что атмосфера испытывает постоянный нагрев от активной энерговыделяющей деятельности человечества, то другие полагают, что климат находится в неустойчивом равновесии. Единственное, с чем соглашаются все, — это необходимость разработки научных методов, которые позволили бы уловить тенденцию климатических изменений, ибо с этим связаны жизненно важные проблемы перспективного планирования народнохозяйственных мероприятий.
Многолетний опыт прогностической работы огромной армии синоптиков, метеорологов, климатологов, гидрологов, океанологов показал, что построение прогноза только на базе знания предшествующих и текущих природных событий, к сожалению, не дает удовлетворительной заблаговременности и оправдываемости.
Вырваться из сложившегося замкнутого круга, преодолеть «предел предсказуемости» можно лишь в том случае, если прогноз будет опираться не только на знание предшествующей истории и складывающейся обстановки, но и на знание каких-либо природных элементов в будущем, расчет которых возможен с достаточной точностью на годы и десятилетия. К таким элементам будущего, к таким прогностическим предикторам относятся любые факторы, поддающиеся астрономическому учету: от приливных сил до солнечной активности, при определении, конечно, характера связи между астрономическими и земными явлениями.
Одним из самых действенных в прогностическом деле факторов в силу своей физической обоснованности, возможности долгосрочного предвидения, а также многочисленности посвященных ей научных исследований является так называемая солнечная активность, т.е. совокупность процессов, происходящих на Солнце. В том, что Солнце оказывает могущественное воздействие на все земные процессы, сейчас уже никого убеждать не приходится. Достаточно лишь напомнить, что согласно космическим исследованиям последних лет орбита Земли находится «внутри» Солнца. Солнечная корона распространяется далеко за те пределы, по которым совершает свой путь наша планета, подвергаясь непрерывному воздействию истекающего из Солнца переменчивого высокоионизированного потока горячей плазмы — «солнечного ветра». Основной показатель солнечной активности — количество пятен, выражаемое относительными числами Вольфа, — связан со всеми характеристиками солнечных процессов: от количества хромосферных вспышек и протуберанцев до космических лучей, радиоволнового и рентгеновских излучений.
Однако необходимость использования данных о солнечной активности для предвидения земных явлений до сих пор встречает скрытое и явное сопротивление. Неизжитый поныне скептицизм в отношении солнечно-земных, гелиоклиматических связей основан на том, что сами эти связи оказались неустойчивыми во времени. Для очень многих элементов иногда обнаруживалось хорошее совпадение: параллельность или однофазность хода с солнечной активностью. Но проходили десятилетия, и эти ранее казавшиеся устойчивыми связи постепенно нарушались, исчезали и даже меняли знак на обратный. Неустойчивость солнечно-тропосферных связей во времени одни исследователи воспринимали как доказательство отсутствия связи, другие искали причины, почему это происходит.
Действительно, сложилась странная ситуация. С одной стороны, 11 -летняя цикличность, являющаяся одной из главных характеристик солнечной активности, прослежена геологами в стратиграфии осадочных тонкослоистых пород различного рода на протяжении сотен миллионов лет, что со всей очевидностью свидетельствует о наличии солнечного влияния на гидрометеорологические процессы, от которых зависит толщина отложения. С другой стороны, сопоставление длительных рядов гидрометеорологических элементов с числами Вольфа в подавляющем большинстве опытов дает крайне низкий коэффициент связи, близкий к нулю, что якобы свидетельствует об отсутствии однозначной связи. Для того чтобы разрешить это противоречие, разобраться в этой загадочной ситуации, необходимо рассмотреть подробнее, каковы закономерности изменения самой солнечной активности.
Исследования последних лет привели нас к следующим результатам. Солнечная активность, выражаемая многолетними циклами различных порядков, оказывает существенное влияние на процессы в физико-географической оболочке Земли, создавая в каждом конкретном географическом районе определенные климатические условия с определенной изменчивостью. Полный механизм взаимодействия солнечной активности с земной атмосферой современная наука еще не раскрыла. Поэтому задачу долгосрочного гелиогеофизического прогноза приходится решать пока с противоположной стороны, рассматривая любой климатический элемент как конечный результат сложного, многостепенного, многократно опосредованного через атмосферную циркуляцию механизма солнечного взаимодействия.
Существенно важно уяснить, что в каждом отдельном году каждого 11-летнего солнечного цикла механизм солнечно-атмосферного взаимодействия весьма различен. Это положение вытекает из совокупного рассмотрения, во-первых, закона Швабе — Вольфа, согласно которому в течение одного цикла и непрерывно между смежными циклами изменяется количество солнечных пятен, и, во-вторых, закона Шперера, согласно которому в течение одного цикла и прерывно (обратите внимание — прерывно! — В. К.) между смежными циклами изменяется широта положения пятен на поверхности Солнца. Именно в силу этого каждый год 11-летнего цикла, т.е. каждая фаза цикла, имеет определенную гелиофизическую значимость.
В каждый год 11-летнего цикла механизм солнечно-земного взаимодействия работает по-своему, приводя к определенному результату, который выражается определенным значением климатического элемента. Поэтому в каждом 11-летнем цикле исследуемый климатический элемент, будь то уровень, сток, ледовитость, температура и т. д., в данных физико-географических условиях должен иметь свой определенный ход.
Если бы изменчивость солнечной активности была бы не цикличной, а правильной периодической и характеризовалась бы одинаковыми по высоте и продолжительности периодами, то ход климатического элемента внутри 11 -летнего периода должен был бы быть идентичен ходу этого элемента в другом 11-летнем периоде. Однако реальные 11-летние циклы в действительности далеко не одинаковы как по высоте, так и по продолжительности. Следовательно, ход климатического элемента в 11-летнем цикле должен изменяться в зависимости от высоты цикла.
В-третьих, согласно закону Хелла, от одного 11-летнего цикла к другому меняется на обратную магнитная полярность биполярных групп солнечных пятен.
Имея в виду, что наша Земля — магнит, нетрудно представить, что данный закон является центральным для понимания причин изменения солнечно-земных связей.
Помимо чисто климатических прогнозов, относящихся к величинам, осредненным за цикл или часть его, опираясь на солнечную активность, возможно составление прогнозов, относящихся к конкретному году, сезону и месяцу. Опытная разработка таких прогнозов в течение последних шести лет показала справедливость исходного тезиса о том, что одинаковому уровню солнечной активности соответствует одинаковая степень интенсивности атмосферной циркуляции, приводящая к одинаковым реальным гидрометеорологическим явлениям климатического порядка. Задача прогнозиста заключается в том, чтобы определить, каков будет уровень солнечной активности в прогнозируемом году и затем в предшествующей истории отыскать один год или лучше несколько лет с соответствующей активностью Солнца. Эти годы можно рассматривать как годы-аналоги (похожие по облику) или, точнее, как годы-гомологи (похожие и по происхождению, и по генезису), согласно которым определяется конкретная ожидаемая величина прогнозируемого гидрометеорологического явления пропорционально ожидаемому уровню солнечной активности. Например, годами-гомологами для 1973 года являются 1952, 1933 и 1910 годы, для 1974 года — 1953, 1934 годы, для 1975 — 1954 и 1935 годы.
Поскольку в предлагаемом методе входящим аргументом является кодовое число Вольфа, то прогнозу поддаются такие явления, которые в какой-то мере осреднены самой природой и выступают как интегральный продукт взаимодействия атмосферы и гидросферы: например, годовые уровни озер, годовой сток рек, ледовитость морей и так далее.
Естественно, что в некоторых районах некоторые элементы гидрометеорологического режима вовсе не поддаются предвидению данным способом.
А как же быть с конкретной погодой? Что нас ожидает в будущем? Чтобы ответить на этот вопрос, уместно вспомнить, что «узор краткосрочного прогноза вышивается на канве долгосрочного прогноза».
В связи с наступившей с 20-го цикла (он начался в 1964 году) эпохой низкой солнечной активности в течение ближайших трех 11-летних циклов (до 2000 года) следует ожидать не тех климатических процессов и погодных явлений, которые мы пережили в 20-60-х годах текущего столетия и которые «помнят старожилы», а тех, которые наблюдались на рубеже XIX-XX века и на рубеже XVIII-XIX века.
Короче говоря, в ближайшие десятилетия климат на Земле станет примерно таким, каким он был в пушкинские времена.
На будущий же, 1975 год, следует ожидать среднее из того, что наблюдалось на соответствующей фазе 22-летнего цикла, т.е. в 1954 и 1935 годах. Поэтому в 1975 году весна в Певеке наступит попозже, лето будет прохладнее, осень по­ влажнее, морские льды будут располагаться ближе к берегу и осеннее замерзание не задержится так долго, как это произошло в нынешнюю осень.
Единственным критерием истины является практика. Предоставляем читателям на будущий год проверить справедливость этих слов и выводов.

Газета «Полярная звезда», 2 ноября 1974 года