Малый ледниковый период. Как климат изменил историю, 1300–1850 - Брайан Фейган

Даты сбора урожаев винограда, полученные из документов городских властей и записей об уплате десятины, а также из архивов винодельческих хозяйств, дают общее представление о годах с прохладными или теплыми летними месяцами, причем наилучшие результаты дает сопоставление такой информации с анализом годичных колец деревьев и сведениями из других научных источников. Историк климата Кристиан Пфистер сосредоточил внимание на двух ключевых месяцах, которые выделяются в более холодные периоды: это холодный март и прохладный и сырой июль. Такие условия отмечались в 1570–1600-х, в 1690-х и в 1810-х. Судя по всему, это были самые холодные десятилетия малого ледникового периода[56].

Историки климата – находчивые исследователи. Например, им известно, что Компания Гудзонова залива требовала от своих капитанов и управляющих в Канадской Арктике ежедневно вести учет погоды даже в самых отдаленных местах. Поскольку люди обычно работали на компанию в течение долгого времени, записи о ледовых условиях, первых оттепелях и снегопадах, сделанные одними и теми же сотрудниками, удивительно точны для конца XVIII – начала XIX века: по ним можно с точностью до недели или нескольких дней проследить, как год от года, на протяжении многих лет, менялись даты первых снегопадов и весенних оттепелей. Испанские ученые используют исторические записи о проведении молебнов о дожде или прекращении ливней. Богослужебные ритуалы строго контролировались церковью и проводились в разных формах и масштабах. В кризисные годы учащались крестные ходы и паломничества. Таким образом, записи об этих событиях тоже помогают ученым составить картину климатических колебаний.

Подобные исторические документы позволяют выявить небольшие погодные колебания от десятилетия к десятилетию, но как эти колебания связаны с общим изменением климата – вопрос для будущих исследований. В последние годы для сопоставления показателей, рассчитанных на основе исторических источников, с результатами анализа годичных колец деревьев и другими научными данными используются статистические методы. Благодаря этому мы знаем, например, что в XVI веке в Центральной Европе все времена года были холоднее, чем в период с 1901 по 1960 год, при этом зимы и весны были холоднее примерно на 0,5 °C, а в осенние месяцы выпадало примерно на 5 % больше осадков. С 1586 по 1595 год в этом регионе установилась почти непрерывная череда холодных зим, когда температура воздуха была примерно на 2 °C ниже средних значений начала XX века. Те же данные свидетельствуют о том, что в Швейцарии десятилетия с 1691 по 1700 год и с 1886 по 1895 год были самыми холодными за последние пять веков.

При всем богатстве и разнообразии архивных материалов нам приходится во многом полагаться на научные данные для получения информации о климате малого ледникового периода во все годы. Эту информацию частично дают ледяные керны, добываемые из глубины гренландских льдов, антарктического ледяного щита (включая керны с Южного полюса) и горных ледников вроде ледника Куэлкайя в Перуанских Андах. Изучение ледяных кернов сопряжено с серьезными техническими трудностями. Дело в том, что под воздействием сложных процессов годовые снежные пласты погружаются все глубже и глубже в ледник, пока наконец не спрессовываются в лед. Ученым приходится изучать различные текстуры, характерные для летнего и зимнего льда, чтобы восстановить историю осадков в далеком прошлом. Изменения количества выпадавшего снега особенно важны, поскольку они дают ключевую информацию о скорости потепления или похолодания во время внезапных климатических сдвигов.

Два керна из гренландского ледяного щита, известные как GISP-1 и GISP-2, представляют особый интерес для исследователей малого ледникового периода. Годовые слои керна GISP-2 соотносятся с календарными годами с погрешностью ±1 %, что делает его исключительно полезным для датировки изменений температуры, которые, в свою очередь, выявляются изотопным методом – по изменению относительного содержания во льду дейтерия (D) от года к году или даже от сезона к сезону. Его понижения свидетельствуют о низких температурах – наподобие таких, какие установились в XIV веке в Гренландии, когда там выдались самые холодные зимы за последние 700 лет. Реконструкция климата при помощи ледяных кернов открывает широкие перспективы для изучения кратковременных циклов потеплений и похолоданий, повлиявших на средневековые поселения норвежцев в Гренландии.

До 1960-х исследования годичных колец деревьев проводились в основном на юго-западе США. Астроном Эндрю Дуглас вписал свое имя в историю науки, определив возраст древних поселений индейцев по годичным кольцам в высохших потолочных балках. С тех пор с юго-запада США были получены тысячи образцов годичных колец, так что сегодня ученые могут проследить распространение сильных засух по всему региону год за годом в течение тысячи лет. Поначалу методы датировки по годичным кольцам применялись только в районах с выраженными сезонами осадков, но теперь они настолько совершенны, что у нас есть высокоточные схемы колец немецких и ирландских дубов по меньшей мере за 8000 лет.

В настоящее время реконструкция климата по годичным кольцам деревьев ведется более чем в 380 местах по всему Северному полушарию. У нас уже есть первые графики температурных колебаний по годам и десятилетиям вплоть до 1400 года и ранее, с весьма надежными показателями после 1600 года[57]. Оценки температур, полученные путем статистического регрессионного анализа показаний современных приборов, а также выведенные из исторических и прочих источников, крайне важны для выяснения того, насколько теплым был конец ХХ века по сравнению с более ранними временами.

Крупные извержения вулканов, подобные тому, что разрушило древние города Геркуланум и Помпеи в 79 году н. э., – это впечатляющие и зачастую катастрофические события. О крупнейших из них можно узнать по структуре годичных колец деревьев и мелкой пыли в ледяных кернах. Извержения вулканов приводят к серьезным климатическим последствиям из-за выбросов мелких частиц пепла, которые годами остаются в атмосфере. Гипотезы о связи извержений с погодой существуют уже давно. Бенджамин Франклин предложил теорию, согласно которой из-за вулканического пепла температура на Земле может понижаться. В 1913 году ученый из Бюро погоды США Уильям Хамфрис использовал данные наблюдений за грандиозным извержением Кракатау в Юго-Восточной Азии в 1883 году, чтобы установить корреляцию между извержениями вулканов в прошлом и глобальными изменениями температуры. Вулканический пепел примерно в 30 раз эффективнее заслоняет Землю от солнечной радиации, чем препятствует потере ею тепла. За три года, пока оседает пепел от крупного извержения, средняя температура на значительной части земного шара может снизиться на целый градус или даже больше. Наиболее сильно эти последствия проявляются в течение следующего лета после извержения.