Гидравлика, гидрология и метеорология (стр. 57 )

21. КЛИМАТ

21.1. Климатообразующие факторы

К л и м а т о м  называют сочетание атмосферных условий, соответствующих конкретной территории за многолетний период. В сущности, это многолетнее состояние погоды. Наука о климате называется климатологией.

К внешним процессам, влияющим на глобальный климат Земли, относятся: приток солнечной радиации и его возможные изменения; изменения состава атмосферы, вызванные извержениями вулканов, притоком пыли из космоса, землетрясениями, падением метеоритов и астероидов и др.

К внутренним процессам относятся: взаимодействие атмосферы с океаном, поверхностью суши и ледников; движение и изменение площади материков; изменение мощности и направления течений; облачность и растительный покров, антропогенные изменения и др.

Действие этих факторов носит сложный, запутанный характер с прямыми и обратными связями, с трудом поддающимися исследованиям и прогнозам. Каждому состоянию глобального климата соответствуют свои закономерности в теплообороте, влагообороте и атмосферной циркуляции.

Основные климатообразующие факторы – солнечная радиация, циркуляция атмосферы, подстилающая поверхность, а в последнее столетие – хозяйственная деятельность человека. Еще древние греки установили решающее значение лучистой энергии Солнца для климата. Ведь «климат» в переводе с греческого – «наклон» земной поверхности к солнечным лучам. Количество солнечной энергии, поступающей на дневную поверхность, зависит от географической широты. Географическая широта данного места определяет полученную высоту солнца над горизонтом, продолжительность дня и ночи, приход – расход лучистой энергии Солнца. В зависимости от прихода солнечного тепла поверхность земного шара делят на пять широтных термических поясов: тропический, расположенный между тропиками (23,5є с. ш. и 23,5є ю. ш.); два умеренных, простирающихся к северу и югу от тропиков до полярных кругов (66,5є с. ш. и 66,5є ю. ш.); два полярных пояса, лежащие между полярными кругами и полюсами. Суммарная радиация за полярным кругом составляет всего 2300…2500 МДж/м2 в год, а в тропиках – 5850…9200 МДж/м2 в год.

С атмосферной циркуляцией связан приход на данную местность воздушных масс разного географического происхождения и обладающих разной температурой, влажностью и другими характеристиками. Например, города Новгород и Магадан расположены примерно на одной широте (около 68є с. ш.). Но если климат Новгородской области умеренный, его определяют циклоны, приходящие с Атлантического океана: средняя температура января – 7…–10єС, июля 16…17єС, количество осадков 750 мм за год, выпадающих больше всего осенью и зимой, то климат Магадана – резко континентальный (хотя г. Магадан расположен на берегу Охотского моря), определяется сибирским антициклоном зимой, муссоном – летом; средняя температура января  – 25єС, июля 10…15єС, осадки (600 мм) выпадают преимущественно летом. Подстилающая поверхность перераспределяет тепло, влагооборот изменяет направление воздушных течений. Способность аккумулировать и отдавать тепло, отражать радиацию, испарять влагу между сушей и морем сильно различаются. Отсюда различия в давлении воздуха, воздушных течениях и ветрах, выпадении осадков. Над поверхностью океанов и на побережьях создается влажный морской климат, а в глубине континентов, в пустынях складывается сухой континентальный климат.

На климат сильное влияние оказывает рельеф местности. Горные хребты являются препятствием на пути движущихся воздушных масс и ветров и влияют на климат прилегающих районов. На наветренных склонах, обращенных к влажным воздушным массам, осадков выпадает больше, климат мягче, чем на противоположных склонах (Кавказ, Гималаи, Памир и др.).

В горах весь комплекс климатических условий изменяется с высотой, создавая в ы с о т н у ю  к л и м а т и ч е с к у ю  з о н а л ь н о с т ь. Смена высотных климатических зон напоминает смену климатических зон в широтном направлении. Лиственные леса сменяются хвойными лесами, кустарниками, альпийскими лугами и, наконец, за снеговой линией – зоной постоянного снега и льда.

В ы с о т а  н а д  у р о в н е м  м о р я, даже незначительная, влияет на формирование климата: снижаются атмосферное давление, температура и влажность воздуха, меняется направление ветра, увеличивается осадки (в высокогорных районах до определенного предела).

С н е ж н ы й  и  л е д я н о й  п о к р о в  увеличивают альбедо, снижают температуру, создают температурные инверсии. На таяние тратится большое количество тепла атмосферы. М о р с к и е  т е ч е -  н и я  имеют большое значение для климата прибрежных районов. Гольфстрим, несущий теплые воды из тропиков, создает на омываемых им берегах мягкий климат с очень теплой влажной зимой и повышенным количеством осадков. Наоборот, холодные течения делают климат суровым и холодным.

Р а с т и т е л ь н о с т ь, особенно, леса, благотворно воздействует на климат, тепло - и влагооборот. Озера и водохранилища смягчают климат прибрежных районов.

В последнее столетие  х о з я й с т в е н н а я  д е я т е л ь н о с т ь  человека – вырубка и насаждение лесов, лесных полос, создание водохранилищ, распашка степей и лугов, сжигание углеродного топлива и другие действия существенно влияют на климат.

21.2. Классификация климатов

Сочетание климатообразующих факторов в различных географических условиях создает разные типы климатов. В распределении климатов на равнине существует широтная, а в городах – вертикальная зональность, нарушаемая влиянием местных факторов.

На территории СНГ выделяют следующие типы климатов:

1. Климат восточной Арктики. Такой климат присущ центру Арктического бассейна. Средние температуры варьируют от – 40єС зимой до 0єС летом. Наиболее теплая атлантико-европейская область Арктики, где в процессе циклонической деятельности происходят выносы теплого атлантического воздуха. На Шпицбергене средняя температура января – 16єС, июля 5єС, среднегодовая – 8єС. Сумма осадков равна 320 мм.

В азиатской (восточно-сибирской) части Арктики температура в феврале – 33єС, в июле 4єС, среднегодовая – 15єС. Осадков выпадает 100…200 мм.

2. Климат тундр (субарктический). В Азии в этом климате располагается полюс холода (Оймякон с абсолютным минимумом  –71єС). Средняя температура самого теплого месяца не выше 12єС, осадков менее 300 мм. Как ни малы осадки, они превышают испаряемость, и вследствие вечной мерзлоты происходит заболачивание земель. В тундре выражен муссон: летом преобладают ветры на материк, зимой – с материка.

3. Континентальный климат умеренных широт. Здесь выделяют три подтипа.

А. Климат тайги. Такой климат имеет наибольшая часть России, которая простирается от Корелии на восток до Камчатки с нарастанием континентальности и суровости зимы. В европейской части России зима умеренно холодная со средней температурой января –7–15єС, а в Восточной Сибири температура января –25…–48єС (резко континентальный климат). Весна в Сибири наступает позже, чем в европейской части, заморозки в сибирской тайге возможны даже летом, но средняя температура июля 14…18єС. Осень в западных районах продолжительная, в восточных – короткая с быстрым нарастанием холодов. Годовая сумма осадков по зоне составляет 350…600 мм. Эта территория в Сибири характеризуется наличием вечной мерзлоты.

Б. Климат лиственных лесов. Это зона простирается от западных границ СНГ до р. Оби у г. Новосибирска. Зима в западных районах этой зоны мягкая с частыми оттепелями, пасмурная, на востоке более суровая со средними температурами января –4…–18єС, лето теплое со средними температурами июля 17…20єС. Годовая сумма осадков убывает с запада на восток от 700 до 400 мм.

В. Климат степей и полупустынь. Эта зона охватывает среднее и нижнее течение Дона, Среднее и Нижнее Поволжье, Северный Кавказ, Южный Урал, южные районы Западной и Восточной Сибири. В зоне годовая сумма осадков (250…450 мм) меньше годовой суммы испаряемости, часто наблюдаются засухи и суховеи, нередки пыльные бури. Средняя температура июля 20…25єС. Зима малоснежная, в восточных районах – суровая. Особенно большие контрасты температур в полупустынных районах Прикаспийской низменности, где в июле средняя температура 25єС, в январе – 8єС, а осадков выпадает всего 150 мм в год.

4. Климат горных районов (Кавказ, Урал, Саяны, Алтай и др.). Это другая разновидность континентального климата умеренных широт. Здесь ярко представлена вертикальная зональность от климатов степей, затем лесостепи, лиственных и хвойных лесов, альпийских лугов до климата ледников и вечных снегов. Температура зависит от высоты и ориентации склонов, направления господствующих ветров и других факторов. В горных районах осадки обильнее, чем у подножий, и убывают с запада на восток. На ветреных склонах Западного Алтая осадки достигают 1600 мм в год, а на южных, восточных склонах, в замкнутых котловинах – менее 200 мм. На наветренных склонах накапливается мощный снежный покров и снижается снеговая линия.

5. Муссонный климат. Он типичен для приморья Тихого океана. Муссоны умеренных широт являются продолжением тропических и субтропических муссонов и наблюдаются примерно до широты северного Сахалина. Зимой окраина материка оказывается на периферии Азиатского антициклона и преобладает перенос холодного воздуха из Восточной Сибири. Поэтому зима холодная и сухая. Летом приходят циклоны с Тихого океана, лето теплое и влажное. Например, в Хабаровске средняя температура января – 22єС, июля 21єС, годовое количество осадков 569 мм, из которых зимой выпадает только 99 мм.

На Камчатке и в северных районах Приморья зима мягче (в январе –16…–20єС), летом 8…16єС. Осадки составляют 500…600 мм, из которых половина выпадает зимой.

6. Океанический климат умеренных широт. Такой климат присущ Алеутским и Командорским островам. Лето и зима – холодные, острова покрыты тундрой.

7. Микроклимат. Это местный климат небольшой территории, формирующийся под влиянием особенностей подстилающей поверхности и других факторов, определяющих своеобразие режима радиации, температуры и влажности воздуха и почвы, скорости ветра и т. д.