О климате материкового ледника известно весьма немного, так как наблюдения там были немногочисленны; если не считать экспедиций, постоянно менявших свое местопребывание, то на материковом леднике имелись лишь две станции с относительно длительным сроком наблюдения (около года).
Условия погоды во внутренней части Гренландии в основном обусловлены тем, что поверхность ее поднимается на высоту в 2—3 тыс. м. На этой высоте над нами находятся только две трети атмосферы, и что имеет особое значение для погоды, содержание водяного пара в этих двух третях чрезвычайно низко по сравнению с тем его количеством, которое содержится во всей атмосфере. Значение этого обстоятельства заключается в том, что большая влажность воздуха препятствует излучению тепла от поверхности земли, то есть ее охлаждению.
Согревающее действие солнца ограничивается в области материкового оледенения следующим обстоятельством. Известно, что независимо от степени нагрева наивысшая температура льда не может превышать. Нетрудно понять, что температура на поверхности внутренних районов страны за исключением отдельных изолированных горных вершин, никогда не превышает.
Данные наблюдений показывают, что в действительности температура внутри области материкового ледника практически никогда не превышает точку замерзания воды, а лишь иногда приближается к ней. Имеются, однако, сведения, что положительная температура наблюдалась на высоте 2700 метров во внутренней части Южной Гренландии, что можно объяснить притоком теплого воздуха, имеющего над поверхностью моря 15—16° тепла, или тем, что измерение происходило в непосредственной близости от более или менее крупной, свободной ото льда, облученной солнцем горной вершины.
Наиболее низкие наблюдавшиеся температуры достигали —64° и —65°. Такие температуры отмечались неоднократно в течение одного года и, следовательно, не являются редкостью. Температура от — 40° до — 55° бывает довольно часто. Эти низкие температуры, однако, отмечаются лишь при безветрии или слабом ветре. Сильный ветер всегда приносит повышение температуры; нередко такое повышение в течение суток может достигать 20° или более. Это результат вышеупомянутого явления, состоящего в том, что сильное охлаждение при излучении отражается лишь на слоях воздуха, близких к земной поверхности, и что усиление ветра вызывает смешение этого воздуха с воздухом более высоких слоев, где температура выше.
Наиболее низкие температуры, как уже отмечалось выше, составляли от — 60° до — 65° в самые холодные месяцы и около — 30° в «летние» месяцы. Наивысшие температуры составляли летом около — 3 до — 5° и зимой от —15 до —20°. Заслуживает внимания то обстоятельство, что температура может подниматься относительно высоко даже в самое холодное время года.
Выше уже говорилось, что для климата Гренландии характерно, в частности, переменное влияние холодного арктического воздуха и мягкого воздуха более южных широт, вследствие чего, естественно, вызывал споры вопрос о том, может ли умеренный воздух с юга действительно достичь внутренней, наиболее высоко расположенной части материкового ледника. Ответом на этот вопрос до некоторой степени является приведенная выше схема, на которой изображен разрез участка земной коры, включающего Канаду, Гренландию, Исландию и лежащие между ними моря. Следует отметить, что вертикальный масштаб, естественно, намного крупнее горизонтального; изображенные на схеме теплый и холодный фронты даны в масштабе, соответствующем высоте суши, и показывают примерный разрез циклона, который находится над морем между Канадой и Гренландией.
Следует учесть, что теплый воздух с юга проходит вдоль теплого фронта, поднимаясь на относительно большие высоты. И поскольку высота Гренландии как раз такова, что если фронт поднимется до высоты, хотя бы немного меньшей указанной на схеме, то Гренландия послужит препятствием, вполне достаточным, чтобы помешать продвижению фронта к востоку. В таком случае теплый воздух, следовательно, не сможет проникнуть в область материкового ледника. Поскольку высота теплого фронта, как упомянуто выше, показана в масштабе суши, то из схемы можно сделать вывод о возможности проникновения теплого воздуха в область материкового ледника. Осуществление этой возможности зависит от метеорологических условий в каждом отдельном случае, например, от направления, в котором поток теплого воздуха встречается с побережьем, от его скорости и пр.
В Гренландии наблюдается иногда состояние погоды, аналогичное тому, какое бывает при циклонических условиях в Дании; как правило, циклоны вызывают выпадение осадков, что почти» всегда сопровождается некоторым повышением температуры, и «мягкой погодой». Конечно, понятие «мягкая погода» весьма относительно; в данном случае, на материковом леднике она может выражаться в поднятии температуры, например, с —40 до —30°. Имеется также и другое характерное различие между циклонами в Гренландии и в Дании: необходимо помнить, что в Дании упомянутое «смягчение» погоды часто сменяется холодной погодой, которая вызывается прохождением холодного фронта, то есть последующим вторжением потока холодного воздуха. Такое явление часто отсутствует в области материкового оледенения, по-видимому, потому, что поток холодного воздуха имеет меньшую вертикальную мощность, чем поток теплого воздуха, ибо холодный воздух тяжелее теплого и он не может подниматься над поверхностью материкового ледника.
Можно было бы ожидать, что на материковом леднике количество осадков окажется весьма небольшим, потому что воздух, даже «теплый», очень холоден и поэтому не может содержать много водяных паров, которые бы выпадали в виде осадков. Между тем измерения, правда, весьма немногочисленные, показывают, что осадков здесь лишь не намного меньше, чем на той же широте на побережье, а именно около 200 мм. Следует отметить, что при оценке количества осадков могут быть серьезные погрешности в связи с существующими на материковом леднике своеобразными условиями. Вследствие преобладания на леднике морозной погоды выпавший снег не слепляется, а бывает обычно сухим и охлажденным и легко поднимается при малейшем ветре, отчего часть этого поднятого в воздух вихрящегося снега неизбежно должна попасть в дождемеры. Снег постоянно перемещается с одного места на другое, и неизвестно, сколько снега выпало в данном месте и сколько принесено ветром с других мест, поэтому количество выпавших осадков вряд ли может быть точно учтено.
Влияние ветров и потоков воздуха на климат
Более сильные ветры во внутренних частях материкового ледника представляют собой воздушные потоки, проходящие в прилегающих к Гренландии районах на высоте 2—3 км. Однако кроме них наблюдаются довольно слабые ветры, дующие весьма устойчиво в одном и том же направлении. Эти воздушные потоки направлены вниз по склону, то есть к океану, и постоянно отклоняются несколько вправо. Так, к востоку от наиболее возвышенных частей поверхности ледника ветры дуют преимущественно с запада на восток, а к западу от них — наоборот, с востока на запад. В приземном слое этих потоков воздух постоянно наполнен снежной пылью. Эти особые, присущие области материкового ледника, ветры являются прямым следствием охлаждающего действия льда. Так как воздух является плохим проводником тепла, то охлаждение ограничивается самыми ниж¬ними слоями воздуха, но именно вследствие этого оно еще больше усиливается. Поскольку холодный воздух тяжелее теплого, воздух низших слоев становится тяжелее воздуха в более высоких слоях и тяжелее воздуха на той же высоте над морем. Вследствие этого наиболее холодные и тяжелые нижние слои воздуха скатываются вниз по склонам. Под влиянием вращения земли эти воздушные потоки, в конце концов, направляются не прямо вниз по склону, а отклоняются вправо. Если эти довольно слабые ветры попадают в прибрежных районах в узкие ущелья, то они, так же как и водные потоки при подобных условиях, могут перейти в сильные ветры. Такое явление известно и в других странах.
Потоки воздуха, стекающего по склонам ледника, вряд ли достигают большой мощности; считают, что она равна нескольким сотням метров. Этот воздух должен заменяться новым. Вследствие того, что стекание воздуха происходит над всей поверхностью ледника, компенсирующий сток воздуха может поступить только сверху путем опускания в более высоких воздушных слоях, в которых воздух, в свою очередь, вероятно, сменяется за счет притока воздуха из окружающих частей атмосферы над морем. Этот процесс, по-видимому, препятствует тому, чтобы охлаждающее действие ледника могло распространяться на большую высоту, в связи с чем температура воздуха над внутренними областями материкового ледника (на сравнительно небольшой высоте), вероятно, равна температуре воздуха на соответствующей высоте над морем. В этом, однако, еще нет пол¬ной ясности, так как имеющиеся фактические данные наблюдений весьма малочисленны.