Климат земли определяется в основном. Климат общие сведения. Семиаридный климат низких широт

Все мы знаем, как изменчива погода, но, несмотря на это, замечаем в ней некоторые постоянные свойства, типичные для каждой определенной местности. Такие постоянные свойства погоды называются климатом. Известно, что климат Сочи теплее климата Москвы, хотя иногда по радио можно услышать, что сегодня температура в Сочи была ниже, чем в Москве.

Так что же такое климат?

Понятие «климат» гораздо сложнее определения погоды. Ведь погоду можно все время непосредственно видеть и ощущать, можно сразу описать словами или цифрами метеорологических наблюдений. Чтобы составить себе даже самое приблизительное представление о климате местности, в ней нужно прожить по крайней мере несколько лет. Конечно, не обязательно ехать туда, можно взять за много лет данные наблюдений метеорологической станции этой местности. Однако такой материал - это многие и многие тысячи различных цифр. Как же разобраться в этом изобилии цифр, как найти среди них те, что отражают свойства климата данной местности?

Эта задача непростая, и поэтому климатология (наука, изучающая климат) для характеристики его свойств использует многочисленные разнообразные приемы обработки метеорологических наблюдений.

Самый простой из этих приемов - вычисление средних многолетних величин метеорологических элементов (температуры, влажности, осадков, скорости ветра и т. д.). Множество цифр, характеризующих, например, температуру воздуха в 7 часов утра в различные дни января за 10 или 20 лет (т. е. 310 или 620 цифр), складывают и сумму делят на число наблюдений. Так получают среднюю многолетнюю температуру для 7 часов утра января. Такую же операцию можно проделать для всех остальных постоянных сроков наблюдений (1, 7, 13 и 19 часов) и получить среднюю температуру января для этих часов суток. Если затем сложить средние величины для всех четырех сроков и разделить полученную сумму на 4, получим среднюю многолетнюю температуру января. Средние величины для различных местностей и разных месяцев года легко сравнивать, их легко нанести на географическую карту и, таким путем наглядно изобразить географическое распределение средней температуры, среднего количества осадков и других метеорологи-ческих элементов.

Как бы ни были удобны средние величины, они не отражают всех свойств климата

Многие редкие и необычные отклонения от средних условий - также важное свойство климата. Например, в Японии, на Филиппинах, на юге США редкие жестокие ураганы причиняют громадные разрушения и уносят человеческие жизни. Но это свойство климата никак нельзя определить по средним скоростям ветра. Средние величины температуры не отражают заморозки весной и осенью, случаи необычайной летней жары с засухой, необычные зимние морозы. Поэтому, помимо вычисления средних величин метеорологических элементов, среди данных наблюдений за много лет климатологи обращают внимание на самую высокую и самую низкую температуру, самую позднюю дату весеннего заморозка и самую раннюю дату осеннего и т. д.

Все же и этого недостаточно. Ведь погода воздействует на нас сразу всеми своими элементами, а средние и крайние величины выводят для каждого из этих элементов в отдельности. Известно, что одинаковый мороз переносится человеком весьма различно при сильном ветре и безветрии. Однако по средним и крайним значениям температуры и скорости ветра зимой мы не сможем определить, как часто в этой местности бывает сильный мороз при сильном ветре: ведь самая низкая температура и самый сильный ветер почти наверняка наблюдались в разное время.

Оказалось необходимым в дополнение к другим методам использовать и так называемый «комплексный» метод. Вся шкала возможных на земном шаре значений температуры от самых жестоких морозов до самой удушающей жары делится на промежутки, например по 5 градусов. Каждый промежуток, или градация, получает свое условное обозначение. Например, градация от 2° до 7° обозначается 5°, от 7° до 12° - 10° и т. д. Так же поступают с остальными элементами - скоростью ветра, влажностью воздуха и др. Затем для каждого дня определяют, в какой промежуток попадает наблюдавшаяся температура, выписывают условное обозначение этой градации. Затем определяют условные обозначения для каждого из остальных элементов. После обработки материалов всего многолетнего периода подсчитывают, сколько раз за эти годы наблюдался каждый из воз-можных комплексов, метеорологических элементов.

Теперь должно быть понятно, почему ученые климатом какой-либо местности называют свойственный ей сложный многолетний режим погоды со всеми возможными колебаниями погодных условий.

Климат играет огромную роль в жизни человека

Изучая особенности климата, можно узнать, какие сельскохозяйственные растения выгодно разводить в той или иной местности, какие методы применять при их выращивании, где лучше строить поселения, насколько утеплять жилище, где готовиться к снежным заносам зимой и т. д. Для предсказания погоды, борьбы с вредными свойствами климата, нужно знать не только свойства климата, но и то, как они формируются, почему климаты разных местностей отличаются друг от друга.

Древние греки думали, что климат зависит только от наклона падающих на Землю солнечных лучей . По-гречески слово «климат» означает наклон. Греки знали, что чем выше солнце над горизонтом, чем круче солнечные лучи падают на земную поверхность, тем должно быть теплее.

Плавая на север, греки попадали в места с более холодным климатом. Они видели, что солнце в полдень здесь стоит ниже, чем в то же время года в Греции. А в жарком Египте оно, наоборот, поднимается выше. Теперь нам известно, что атмосфера пропускает в среднем три четверти тепла солнечных лучей до земной поверхности и только одну четверть задерживает. Поэтому сначала земная поверхность нагревается солнечными лучами, и только потом уже от нее начинает нагреваться воздух. Этим определяется разница в климатах между вечно жаркими тропическими странами, где солнце в полдень круглый год поднимается высоко, а дважды или один раз в год стоит прямо над головой, и ледяными пустынями Арктики и Антарктики, где несколько месяцев солнце вообще не показывается из-за горизонта.

Различия климата на одной и той же географической широте

Однако на одной и той же географической широте даже по степени тепла климаты могут очень резко отличаться друг от друга. Так, например, в Исландии в январе средняя температура воздуха равна почти 0° , а на той же широте в Якутии она ниже - 48°. По другим свойствам (количеству осадков, облачности и т. д.) климаты на одной широте могут отличаться друг от друга даже сильнее, чем климаты экваториальных и полярных стран. Эти различия климатов зависят от свойств земной поверхности, воспринимающей солнечные лучи. Белый снег отражает почти все падающие на него лучи и поглощает только 0,1-0,2 части приносимого ими тепла, а черная мокрая пашня, наоборот, почти ничего не отражает. Еще важнее для климата разная теплоемкость воды и суши, т. е. разная их способность запасать тепло. Днем и летом вода значительно медленнее нагревается, чем суша, и оказывается холоднее ее. Ночью и зимой вода остывает гораздо медленнее, чем суша, и оказывается, таким образом, теплее ее.

Испарения тепла

Кроме того, на испарение воды в морях, реках, озерах и на влажных участках суши затрачивается очень большое количество солнечного тепла. За счет охлаждающего действия испарения в орошаемом оазисе бывает не так жарко, как в окружающей его пустыне.

Значит, две местности могут получать совершенно одинаковое количество солнечного тепла, но по-разному его использовать. Из-за этого температура земной поверхности даже на двух соседних участках может отличаться на много градусов. Поверхность песка в пустыне летним днем нагревается до 80°, а температура почвы и растений в соседнем оазисе оказывается на несколько десятков градусов холоднее.

Соприкасающийся с почвой, растительным покровом или водной поверхностью воздух либо нагревается, либо охлаждаете в зависимости от того, что теплее - воздух или земная поверхность. Так как именно земная поверхность в первую очередь получает солнечное тепло, то она в основном передает его воздуху. Нагревшийся самый нижний слой воздуха быстро перемешивается с лежащим над ним слоем, и таким путем тепло от земли все выше распространяется в атмосферу.

Однако так бывает далеко не всегда. Например, ночью земная поверхность охлаждается быстрее воздуха, и он отдает ей свое тепло: поток тепла направляется вниз. А зимой над заснеженными просторами материков в наших умеренных широтах и над полярными льдами такой процесс идет непрерывно. Земная поверхность здесь или совсем не получает солнечного тепла, или получает его слишком мало и поэтому непрерывно отбирает тепло у воздуха. Если бы воздух был неподвижен, и не существовало ветра, то над соседними различно нагретыми участками земной поверхности покоились бы массы воздуха с разными температурами. Их границы можно было бы проследить до верхних пределов атмосферы. Но воздух непрерывно движется, и его течения стремятся уничтожить эти различия.

Движение воздуха на морем

Представим себе, что воздух движется над морем с температурой воды 10°, и на своем пути проходит над теплым островом с температурой поверхности 20°. Над морем температура воздуха такая же, как воды, но, как только поток переходит через береговую линию и начинает продвигаться в глубь суши, температура его самого нижнего тонкого слоя начинает повышаться и приближается к температуре суши. Но вот поток доходит до противоположного берега острова, вступает снова на море и начинает охлаждаться - тоже снизу вверх.

Если воздушное течение с моря переходит на покрытый снегом материк и движется над ним многие тысячи километров, то оно охладится на несколько километров вверх. Если холодный или теплый участок простирается на сотни километров, то его влияние на атмосферу можно будет проследить только на сотни метров вверх, при меньших размерах - высота еще меньше.

Три вида климата - большой, средний и малый

Большой климат складывается под влиянием только географической широты и самых больших участков земной поверхности - материков, океанов. Именно этот климат изображают на мировых климатических картах. Большой климат изменяется плавно и постепенно на больших расстояниях, не менее тысяч или многих сотен километров.

Особенности климатов отдельных участков протяженностью в несколько десятков километров ( , лесной массив , большой город и т. д.) относят к среднему (местному) климату, а более мелких участков (холмы, низины, болота, рощи и т. д.) - к малому климату. Без такого разделения нельзя было бы разобраться, какие различия климата главные, какие - второстепенные.

Иногда говорят, что создание Московского моря на канале имени Москвы изменило климат Москвы. Это неверно. Площадь Московского моря для этого слишком мала.

Различный приток солнечного тепла на разных широтах и неодинаковое использование этого тепла земной поверхностью не могут полностью объяснить нам все особенности климатов, если не учесть значение характера циркуляции атмосферы.

Воздушные течения

Воздушные течения все время переносят тепло и холод из разных областей земного шара, влагу с океанов на сушу, а это приводит к возникновению циклонов и антициклонов.

Хотя циркуляция атмосферы все время меняется, и мы ощущаем эти изменения в сменах погоды, все же сравнение разных местностей показывает некоторые постоянные местные свойства циркуляции. В одних местах чаще дуют северные ветры, в других - южные. Циклоны имеют свои излюбленные пути движения, антициклоны - свои, хотя, конечно, в любом месте бывают любые ветры, и циклоны всюду сменяются антициклонами. В циклонах выпадают дожди и снегопады, а в антициклонах стоит ясная погода.

Климатом называют многолетний режим погоды, т.е. совокупность и последовательность смены погоды в данной местности, зависящей от ее географических условий.

Многолетний режим погоды оказывает влияние на всю неживую и живую природу. Почва, водоемы, растительность, животный мир находятся в тесной зависимости от климата. Например, в экваториальной области, где земная поверхность получает много тепла и влаги, растут влажные вечнозеленые леса. А области, расположенные около тропиков, тепла получают почти столько же, сколько на экваторе, но им не хватает влаги, и поэтому они покрыты скудной пустынной растительностью. Большая часть нашей страны занята хвойными лесами. Хвойные породы деревьев приспособились к суровому климату: к холодной продолжительной зиме, короткому теплому лету, К достаточному количеству осадков.

Один из выдающихся русских ученых - А.И. Воейков назвал реки продуктом климата. Действительно, многоводие рек, их режим, замерзаемость зависят от климата: большинство наших рек замерзает на холодный период, а весной при таянии снега разливается, выходит из берегов.

Климатические условия оказывают влияние на образование разнообразных типов почв.

Большое влияние климат оказывает на некоторые отрасли народного хозяйства, особенно на сельское хозяйство. Знания о климате используются в транспорте, строительстве, в курганном деле и других отраслях народного хозяйства.

Как формируется климат? В определении понятия климата указан основной признак - многолетний режим погоды. Соответственно погодообразующие факторы являются и климатообразующими. Климат формируется в результате сложных взаимодействий солнечной радиации и циркуляции воздуха с поверхностью земли. Климатообразующие факторы сами зависят от географических условий данной местности, к которым в первую очередь относится широта места, определяющая угол падения солнечных лучей, получение определенного количества тепла. Поступление тепла от Солнца зависит не только от широты места, но и от поверхности и прежде всего распределения суши и моря.

Над водной поверхностью формируется климат морской: с плавным ходом температуры, с небольшими суточными и годовыми амплитудами, большой облачностью, равномерным и достаточным количеством осадков. Над сушей образуется континентальный климат, отличающийся от морского резкими перепадами температур как в течение суток, так и года, меньшей облачностью, неравномерным выпадением осадкой (в теплый период больше, чем в холодный).

Например, Валенсия, расположенная на западном побережье Ирландии, находится под непосредственным влиянием Атлантического океана и имеет среднюю температуру самого теплого месяца +15,2°С, а холодного +7,2°С, т.е., годовая амплитуда 8,1°. С удалением от океана повышается средняя температура самого теплого месяца и понижается средняя температура самого холодного, растет амплитуда годовых температур. Например, в Нерчинске (Восточная Сибирь) годовая амплитуда достигает 53,2°.

Большая роль в формировании климата принадлежит рельефу: горные хребты п котловины, равнины, холмы, речные долины, овраги создают особые условия климата. Горы нередко являются климаторазделами. Так, Кавказское побережье Черного моря имеет климат влажный, субтропический: теплую зиму (средняя температура самого холодного месяца выше 0°), большое количество осадков. За горами - па Северном Кавказе удерживается морозная зима, выпадает малое количество осадков, часты засухи и пыльные бури. Главная причина в том, что Северный Кавказ отделен высокими юрами ОТ влажных п теплых ветров, которые все тепло и влагу Черного моря оставляют на западных склонах Кавказских гор.

На климат большое влияние оказывают морские течения. Академик В.В. Шулейкин назвал теплые течения «отопительными трубами нашей Земли». Теплые течения переносят огромное количество тепла из более низких широт в более высокие, холодные течения переносят холод из более высоких широт в низкие. Тепло и холод передаются воздуху, поэтому в местах, которые омываются теплыми течениями, годовая температура выше на 5-10°, чем па этих же широтах, омываемых холодными течениями.

Итак, климат зависит от широты места, разнообразия поверхности (прежде всего суша или море), морских течений, рельефа, высоты места над уровнем моря, удаленности от моря.

Поверхность Земли оказывает влияние на формирование климата не только через распределение солнечной радиации, но и циркуляцией воздуха. Влияние моря и суши на климат происходит через движение воздушных масс.

Климаты Земли. Различные географические условия, влияющие на климат, определяют его разнообразие. Изучая климат, ученые с давних времен пытались найти основные закономерности в его распределении. Основным климатообразующим фактором является солнечная радиация, от которой зависит распределение тепла - важнейшего элемента климата. А тепло на земной поверхности распределяется зонально, поэтому и климаты на Земле зональны. Ученые выделяют экваториальный климат, два тропических, два умеренных, два полярных (арктический, антарктический) и переходные - два субэкваториальных, два субтропических и два субполярных (субарктический и субантарктический). В каждой климатической зоне имеются внутренние различия, пи которым выделяются отдельные климатические области.

Климат экваториального пояса занимает области бассейнов рек Конго, Амазонки, побережье Гвинейского залива, Зондские острова. В экваториальном поясе происходит увлажнение тропического воздуха, принесенного пассатами. Формируется экваториальный воздух при пониженном давлении, слабых ветрах и при высоких температурах. Ввиду небольшой разницы в высоте Солнца в течение года годовой ход температур выражен слабо, средняя температура колеблется от +25 до +28°С. Сохраняется высокая относительная влажность-70-90%. Высокое положение Солнца над линией горизонта в течение круглого года обусловливает сильный нагрев поверхности Земли, а от нее и воздуха. Нагретый воздух, насыщенный водяными парами, в условиях пониженного давления поднимается вверх. Водяные пары конденсируются, на небе появляются кучевые облака, которые к полудню покрывают все небо. Процесс поднятия воздуха продолжается, кучевые облака переходят в кучево-дождевые, из которых после полудня выпадают ливневые осадки. В этом поясе годовое количество осадков превышает 2000 мм, Есть места, где количество осадков увеличивается до 5000 мм. Осадки в течение года распределяются равномерно. Высокие температуры в течение круглого года, большое количество осадков создают условия для развития па суше богатой растительности - влажных экваториальных лесов.

Климат субэкваториальных поясов распространен на огромных пространствах Бразильского нагорья (в Южной Америке), в Центральной Африке (к северу и востоку от бассейна реки Конго), в Азии (на полуостровах Индостан, Индокитай), в Северной Австралии.

Самой характерной особенностью климата этого пояса является смена воздушных масс по сезонам: летом вся область занята экваториальным воздухом, зимой - тропическим. В результате выделяются два сезона: влажный (летний) и сухой (зимний). В летний сезон климат мало, чем отличается от экваториального.

Большая влажность воздуха, поднятие его на высоту создают условия для образования облаков и обильного выпадения осадков. В этом поясе расположены места с наибольшим количеством осадков. Резко изменяются условия в зимний период, когда над территорией распространяется сухой тропический воздух. Устанавливается сухая погода, выгорают травы, а деревья сбрасывают листву.

Для растительного покрова субэкваториального пояса характерны саванны.

Климаты тропических поясов распространены по обе стороны от тропиков как на океанах, так и на материках, между саваннами и субтропиками. В условиях повышенного давления и малой облачности здесь формируется тропический воздух, отличающийся высокими температурами. Средняя температура самого теплого месяца превышает +30°С, в отдельные дни температура повышается до +50 о С, а температура поверхности почвы - до +80°С. Ввиду повышенного давления и нисходящих потоков воздуха конденсации водяных паров почти не, происходит. Поэтому осадков на большей части тропических поясов выпадает мало, менее 250 мм. Это вызывает образование величайших пустынь в мире - Сахары, Калахари, Западно-Австралийской, пустынь Аравийского полуострова.

Но в тропических поясах климат не везде засушлив. На восточных берегах материков, там, где пассаты дуют с океанов, выпадает большое количество осадков (Большие Антильские острова, восточное побережье Бразильского плоскогорья, восточное побережье Африки в южном полушарии). Климат этих областей немногим отличается от экваториального, хотя годовые колебания температуры значительны, так как больше разница в высоте Солнца по сезонам. Ввиду большого количества осадков и довольно высоких температур в этих местах растут влажные тропические леса.

Климаты субтропического пояса занимают большие пространства, тянущиеся полосой примерно между 25 и 40° широты в обоих полушариях. Для этого пояса характерна смена воздушных масс по сезонам: летом вся территория пояса занята тропическим воздухом, зимой - умеренным. Таким образом, в субтропическом поясе наблюдаются два климатических режима - умеренный и тропический. Выделяют несколько областей в западных частях материков: область Средиземного моря в Европе, Калифорния в Северной Америке, северная часть Чили в Южной Америке, юго-запад Африки и Австралии.

Особенности климата в этих областях состоят в том, что летом сюда перемещается область высокого давления из тропиков, где формируется тропический сухой воздух. В результате устанавливается сухая солнечная погода. Зимой сюда приходит воздух умеренных широт, проходит фронт, на котором образуются циклоны. С ними связана облачность и выпадение осадков. Зима теплая (средняя температура самого холодного месяца +8°С), влажная (с выпадением значительных дождей, которые нередко приводят к наводнениям на реках). Этот климат иногда называют средиземноморским.

Иной климатический режим наблюдается в областях Восточной Азии, юго-восточной части Северной Америки. Летом сюда поступают влажные тропические массы воздуха с океанов (летние муссоны), приносящие большую облачность и осадки. Зимние муссоны приносят потоки континентального сухого воздуха умеренных широт. Температура самого холодного месяца выше 0°, но значительно ниже, чем в областях на западе материков.

В Восточной Турции, Иране, Афганистане, Большом бассейне Северной Америки в течение круглого года преобладают сухие массы воздуха: летом - тропического, зимой - континентального воздуха умеренных широт. Лето здесь знойное, засушливое, зима короткая, влажная, хотя общее количество осадков не превышает 400 мм. Нередко в зимний период наблюдаются морозы, выпадает снег, но устойчивого снежного покрова не образуется. Суточные амплитуды температур велики (до 30°), большая разница и между самым теплым и самым холодным месяцами.

В центральных областях материков расположены пустыни.

Климат Земли обладает большим количеством закономерностей и формируется под действием множества факторов. При этом к нему справедливо относить самые разные явления в атмосфере. Климатическое состояние нашей планеты во многом определяет состояние природной среды и деятельности человека, особенно экономической.

Климатические условия Земли формируются тремя масштабными геофизическими процессами циклического типа:

Теплооборот - обмен теплом между земной поверхностью и атмосферой.
Влагооборот - интенсивность испарения воды в атмосферу и соотнесение её с уровнем выпавших осадков.
Общая атмосферная циркуляция - совокупность воздушных течений над Землей. Состояние тропосферы определяется особенностями распределения воздушных масс, за что отвечают циклоны и антициклоны. Циркуляция атмосферы возникает из-за неодинакового распространения атмосферного давления, что обусловлено разделением планеты на сушу и водоемы, а также неравномерным доступом к ультрафиолету. Интенсивность солнечных лучей определяется не только географическими особенностями, но и близостью океана, частотой осадков.

Климат стоит отличать от погоды, которая представляет собой состояние окружающей среды в текущий момент. Однако характеристики погоды часто являются объектом изучения климатологии или даже важнейшими факторами в изменении климата Земли. В развитии земного климата, а также погодных условий особую роль играет уровень тепла. Также на климат влияют морские течения и особенности рельефа, в частности - близость горных массивов. Не меньшая роль принадлежит господствующим ветрам: теплым или холодным.

В изучении климата Земли тщательное внимание уделяется таким метеорологическим явлениям, как атмосферное давление, относительная влажность, параметры ветра, температурные показатели, осадки. Также стараются учитывать в составлении общей планетарной картины солнечную радиацию.

Климатообразующие факторы

Астрономические факторы: яркость Солнца, соотношение Солнца и Земли, особенности орбит, плотность материи в космосе. Эти факторы влияют на уровень солнечной радиации нашей планеты, суточные изменения погоды, распространение тепла между полушариями.
Географические факторы: вес и параметры Земли, сила тяжести, компоненты воздуха, масса атмосферы, течения в океане, характер земного рельефа, уровень моря и т.д. Данные особенности определяют уровень получаемого тепла в соответствии с погодным сезоном, континентом и полушарием земли.

Промышленная революция привела к включению в список климатообразующих факторов активной человеческой деятельности. Тем не менее, на все характеристики климата Земли в большей степени влияет энергия Солнца и угол падения ультрафиолетовых лучей.

Типы климата Земли

Существует множество классификаций климатических поясов планеты. Различные исследователи берут за основу разделения, как отдельные характеристики, так и общую циркуляцию атмосферы или географическую составляющую. Чаще всего основанием для выделения отдельного типа климата становится солярный климат - приток солнечного излучения. Также важна близость водоемов и соотношение суши с морем.

Самая простая классификация выделяет 4 базовых пояса в каждом земном полушарии:

экваториальный;
тропический;
умеренный;
полярный.

Между основными зонами существуют переходные участки. Они носят такие же названия, но с приставкой «суб». Первые два климата вместе с переходами можно назвать жаркими. В экваториальном при этом много осадков. Умеренный климат имеет более явные сезонные отличия, особенно в случае с температурой. Что касается холодного климатического пояса, то это самые суровые условия, вызванные отсутствием солнечного тепла и водяного пара.

Данное разделение учитывает атмосферную циркуляцию. По преобладанию воздушных масс проще же делить климат на океанический, материковый, а также климат восточных или западных берегов. Некоторые исследователи определяют континентальный, морской и муссонный климат дополнительно. Нередко в климатологии встречаются описания горного, аридного, нивального и гумидного климатов.

Озоновый слой

Под этим понятием подразумевают слой стратосферы с повышенным уровнем озона, который формируется из-за влияния солнечного света на молекулярный кислород. Благодаря поглощению ультрафиолета атмосферным озоном обеспечивается защита живого мира от сгорания и повсеместных раковых заболеваний. Без озонового слоя, появившегося 500 млн. лет назад, первые организмы не смогли бы выйти из воды.

Со второй половины XX века принято говорить о проблеме «озоновой дыры» - местном уменьшении концентрации озона в атмосфере. Основной фактор такого изменения имеет антропогенную природу. Озоновая дыра может привести к повышению смертности живых организмов.

Глобальные изменения климата Земли

(Повышение средней температуры воздуха за последнее столетие, начиная с 1900-х годов )

Масштабные трансформации климата некоторые ученые рассматривают как естественный процесс. Другие же считают, что это предвестие глобальной катастрофы. Под подобными изменениями подразумевают сильный прогрев воздушных масс, повышение уровня засушливости и смягчение зим. Также речь идет о частых ураганах, тайфунах, наводнениях и засухах. Причиной изменения климата является нестабильность Солнца, что ведет к магнитным бурям. Также играют свою роль изменения земной орбиты, очертаний океанов и материков, извержения вулканов. Парниковый эффект также часто связывают с губительной деятельностью человека, а именно: загрязнением атмосферы, уничтожением лесов, распахиванием суши, сжиганием топлива.

Глобальное потепление климата

(Изменение климата в сторону потепления за вторую половину XX века )

Повышение средней температуры Земли регистрируется со второй половины XX века. Ученые считают, что причиной этого является высокий уровень парниковых газов из-за человеческой активности. Последствием повышения глобальной температуры становится изменение осадков, рост пустынь, учащение экстремальных погодных явлений, вымирание некоторых биологических видов, повышение уровня моря. Хуже всего то, что в Арктике это приводит к уменьшению ледников. Всё вместе это способно радикально изменить среду обитания разных животных и растений, сдвинуть границы природных зон и вызвать серьезные проблемы с сельским хозяйством и иммунитетом человека.

Климат — это многолетний режим погоды, характерный для той или иной местности. Он проявляется в закономерной смене всех наблюдаемых в этой местности типов погоды.

Климат оказывает влияние на живую и неживую природу. В тесной зависимости от климата находятся водные объекты, почва, растительность, животные. Отдельные отрасли экономики, прежде всего сельское хозяйство, также очень сильно зависят от климата.

Климат формируется в результате взаимодействия многих факторов: количества солнечной радиации, поступающей на земную поверхность; циркуляции атмосферы; характера подстилающей поверхности. При этом климатообразующие факторы сами зависят от географических условий данной местности, прежде всего от географической широты.

Географическая широта местности определяет угол падения солнечных лучей, получение определенного количества тепла. Однако получение тепла от Солнца зависит еше и от близости океана. В местах, находящихся вдали от океанов, осадков выпадает немного, да и режим их выпадения отличается неравномерностью (в теплый период больше, чем в холодный), облачность невысокая, зима холодная, лето теплое, годовая амплитуда температуры большая. Такой климат называется континентальным, так как он типичен для мест, расположенных в глубине континентов. Над водной поверхностью формируется морской климат, для которого характерны: плавный ход температуры воздуха, с небольшими суточными и годовыми амплитудами температур, большая облачность, равномерное и достаточно большое количество атмосферных осадков.

Большое влияние на климат оказывают и морские течения. Теплые течения согревают атмосферу в тех районах, где они протекают. Так, например, теплое Северо-Атлантическое течение создает благоприятные условия для произрастания лесов в южной части Скандинавского полуострова, при этом большая часть острова Гренландия, лежащего примерно на тех же широтах, что и Скандинавский полуостров, но находящегося вне зоны влияния теплого течения, круглый год покрыта толстым слоем льда.

Большая роль в формировании климата принадлежит рельефу. Вы уже знаете, что с подъемом местности на каждый километр температура воздуха понижается на 5-6 °С. Поэтому на высокогорных склонах Памира средняя годовая температура — 1 °С, хотя находится он чуть севернее тропика.

Большое влияние на климат оказывает расположение горных хребтов. Например, Кавказские горы задерживают влажные морские ветры, и на их наветренных склонах, обращенных к Черному морю, выпадает значительно больше осадков, чем на подветренных. При этом горы служат препятствием для холодных северных ветров.

Проявляется зависимость климата и от господствующих ветров. На территории Восточно-Европейской равнины в течение почти всего года преобладают западные ветры, приходящие с Атлантического океана, поэтому зимы на этой территории сравнительно мягкие.

Районы Дальнего Востока находятся под действием муссонов. Зимой здесь постоянно дуют ветры из глубины материка. Они холодные и очень сухие, поэтому осадков выпадает мало. Летом, наоборот, ветры приносят с Тихого океана много влаги. Осенью, когда ветер с океана утихает, погода обычно стоит солнечная, тихая. Это лучшее время года в данном районе.

Климатические характеристики представляют собой статистические выводы из многолетних рядов наблюдений за погодой (в умеренных широтах используются 25-50-летние ряды; в тропиках их длительность может быть меньше), прежде всего над следующими основными метеорологическими элементами: атмосферным давлением, скоростью и направлением ветра, температурой и влажностью воздуха, облачностью и атмосферными осадками. Учитывают также продолжительность солнечной радиации, дальность видимости, температуру верхних слоев почвы и водоемов, испарение воды с земной поверхности в атмосферу, высоту и состояние снежного покрова, различные атмосферные явления и наземные гидрометеоры (росу, гололед, туманы, грозы, метели и пр.). В XX в. в число климатических показателей вошли характеристики элементов теплового баланса земной поверхности, таких как суммарная солнечная радиация, радиационный баланс, величины теплообмена между земной поверхностью и атмосферой, затраты тепла на испарение. Применяются также комплексные показатели, т. е. функции нескольких элементов: различные коэффициенты, факторы, индексы (например, континентальности, засушливости, увлажнения) и пр.

Климатические пояса

Многолетние средние значения метеорологических элементов (годовые, сезонные, месячные, суточные и т. д.), их суммы, повторяемости и пр. носят название климатических норм: соответствующие величины для отдельных дней, месяцев, лет и пр. рассматриваются как отклонение от этих норм.

Карты с показателями климата называют климатическими (карта распределения температуры, карта распределения давления и др.).

В зависимости от температурных условий, преобладающих воздушных масс и ветров выделяют климатические пояса.

Основными климатическими поясами являются:

экваториальный;
два тропических;
два умеренных;
арктический и антарктический.

Между основными поясами расположены переходные климатические пояса: субэкваториальный, субтропический, субарктический, субантарктический. В переходных поясах воздушные массы меняются по сезонам. Они поступают сюда из соседних поясов, поэтому климат субэкваториального пояса летом сходен с климатом экваториального пояса, а зимой — с климатом тропического; климат субтропических поясов летом сходен с климатом тропических, а зимой — с климатом умеренных поясов. Это связано с сезонным перемещением над земным шаром поясов атмосферного давления вслед за Солнцем: летом — к северу, зимой — к югу.

Климатические пояса подразделяются на климатические области. Так, например, в тропическом поясе Африки выделяют области тропического сухого и тропического влажного климата, а в Евразии субтропический пояс подразделяется на области средиземноморского, континентального и муссонного климата. В горных областях формируется высотная поясность вследствие того, что с высотой температура воздуха понижается.

Разнообразие климатов Земли

Классификация климатов дает упорядоченную систему для характеристики типов климата, их районирования и картографирования. Приведем примеры типов климата, преобладающих на обширных территориях (табл. 1).

Арктический и антарктический климатические пояса

Антарктический и арктический климат господствует в Гренландии и Антарктиде, где средние месячные температуры ниже О °С. В темное зимнее время года эти регионы совершенно не получают солнечной радиации, хотя там бывают сумерки и полярные сияния. Даже летом солнечные лучи падают на земную поверхность под небольшим углом, что снижает эффективность прогрева. Большая часть приходящей солнечной радиации отражается льдом. Как летом, так и зимой в возвышенных районах Антарктического ледникового покрова преобладают низкие температуры. Климат внутренних районов Антарктиды гораздо холоднее климата Арктики, поскольку южный материк отличается большими размерами и высотами, а Северный Ледовитый океан смягчает климат, несмотря на широкое распространение паковых льдов. Летом во время коротких потеплений дрейфующий лед иногда тает. Осадки на ледниковых покровах выпадают в виде снега или мелких частичек ледяного тумана. Внутренние районы ежегодно получают всего 50-125 мм осадков, но на побережье может выпадать и более 500 мм. Иногда циклоны приносят в эти районы облачность и снег. Снегопады часто сопровождаются сильными ветрами, которые переносят значительные массы снега, сдувая его со скат. Сильные стоковые ветры с метелями дуют с холодного ледникового шита, вынося снег на побережье.

Таблица 1. Климаты Земли

Тип климата	Клима-тический пояс	Сред-няя темпе-ратура, °С	Режим и коли-чество атмо-сферных осадков, мм	Циркуляция атмосферы	Территория
Тип климата	Клима-тический пояс		Режим и коли-чество атмо-сферных осадков, мм	Циркуляция атмосферы	Территория
Экваториальный	Эквато-риальный		В течение года. 2000	В области пониженного атмосферного давления формируются теплые и влажные экваториальные воздушные массы	Экваториальные области Африки, Южной Америки и Океании
Тропический муссонный	Субэква-ториальный		Преиму-щественно во время летнего муссона, 2000		Южная и Юго-Восточная Азия, Западная и Центральная Африка, Северная Австралия
Тропический сухой	Тропи-ческий		В течение года, 200		Северная Африка, Центральная Австралия
Средиземноморский	Субтро-пический		Преиму-щественно зимой, 500	Летом — антициклоны при высоком атмосферном давлении; зимой — циклоническая деятельность	Средиземноморье, Южный берег Крыма, Южная Африка, Юго-Западная Австралия, Западная Калифорния
Субтропический сухой	Субтро-пический		В течение года. 120	Сухие континентальные воздушные массы	Внутренние части материков
Умеренный морской	Умеренный		В течение года. 1000	Западные ветры	Западные части Евразии и Северной Америки
Умеренный континентальный	Умеренный		В течение года. 400	Западные ветры	Внутренние части материков
Умеренный муссонный	Умеренный		Преиму-щественно во время летнего муссона, 560		Восточная окраина Евразии
Субарктический	Субарк-тический		В течение года, 200	Преобладают циклоны	Северные окраины Евразии и Северной Америки
Арктический (антарктический)	Аркти-ческий (антарк-тический)		В течение года, 100	Преобладают антициклоны	Акватория Северного Ледовитого океана и материк Австралия

Субарктический континентальный климат формируется на севере материков (см. климатическую карту атласа). Зимой здесь преобладает арктический воздух, который образуется в областях высокого давления. На восточные районы Канады арктический воздух распространяется из Арктики.

Континентальный субрктический климат в Азии характеризуется самой большой на земном шаре годовой амплитудой температуры воздуха (60-65 °С). Континентальность климата достигает здесь предельной величины.

Средняя температура в январе изменяется по территории от -28 до -50 °С, а в низинах и котловинах вследствие застаивания воздуха его температура еше ниже. В Оймяконе (Якутия) зарегистрирована рекордная для Северного полушария отрицательная температура воздуха (-71 °С). Воздух очень сухой.

Лето в субарктическом поясе хотя и короткое, но довольно теплое. Средняя месячная температура в июле составляет от 12 до 18 °С (дневной максимум — 20-25 °С). За лето выпадает больше половины годовой суммы осадков, составляющей на равнинной территории 200-300 мм, а на наветренных склонах возвышенностей — до 500 мм в год.

Климат субарктического пояса Северной Америки менее континентален по сравнению с соответствующим климатом Азии. Здесь менее холодная зима и более холодное лето.

Умеренный климатический пояс

Умеренный климат западных побережий материков имеет ярко выраженные черты морского климата и характеризуется преобладанием морских воздушных масс в течение всего года. Он наблюдается на Атлантическом побережье Европы и Тихоокеанском побережье Северной Америки. Кордильеры являются естественной границей, отделяющей побережье с морским типом климата от внутриконтинентальных районов. Европейское побережье, кроме Скандинавии, открыто для свободного доступа морского умеренного воздуха.

Постоянный перенос морского воздуха сопровождается большой облачностью и обусловливает затяжные весны, в отличие от внутри континентальных районов Евразии.

Зима в умеренном поясе на западных побережьях теплая. Отепляющее влияние океанов усиливается теплыми морскими течениями, омывающими западные берега материков. Средняя температура в январе — положительная и изменяется по территории с севера на юг от 0 до 6 °С. При вторжениях арктического воздуха она может понижаться (на Скандинавском побережье до -25 °С, а на французском — до -17 °С). При распространении тропического воздуха к северу температура резко повышается (например, она нередко доходит до 10 °С). Зимой на западном побережье Скандинавии отмечаются большие положительные отклонения температуры от средней широтной (на 20 °С). Аномалия температуры на Тихоокеанском побережье Северной Америки меньше и составляет не более 12 °С.

Лето редко бывает жарким. Средняя температура в июле составляет 15-16 °С.

Даже днем температура воздуха редко превышает 30 °С. Из-за частых циклонов для всех сезонов характерна пасмурная и дождливая погода. Особенно много пасмурных дней бывает на западном побережье Северной Америки, где перед горными системами Кордильер циклоны вынуждены замедлять свое движение. В связи с этим большим однообразием характеризуется режим погоды на юге Аляски, где нет времен года в нашем понимании. Там царствует вечная осень, и о наступлении зимы или лета напоминают лишь растения. Годовое количество осадков составляет от 600 до 1000 мм, а на склонах горных хребтов — от 2000 до 6000 мм.

В условиях достаточного увлажнения на побережьях развиты широколиственные леса, а в условиях избыточного — хвойные. Недостаток летнего тепла снижает верхнюю границу леса в горах до 500-700 м над уровнем моря.

Умеренный климат восточных побережий материков имеет муссонные черты и сопровождается сезонной сменой ветров: зимой преобладают северо-западные потоки, летом — юго-восточные. Он хорошо выражен на восточном побережье Евразии.

Зимой с северо-западным ветром на побережье материка распространяется холодный континентальный умеренный воздух, что является причиной низкой средней температуры зимних месяцев (от -20 до -25 °С). Преобладает ясная, сухая, ветреная погода. В южных районах побережья осадков мало. Север Приамурья, Сахалин и Камчатка нередко попадают под влияние циклонов, перемещающихся над Тихим океаном. Поэтому зимой там мощный снежный покров, особенно на Камчатке, где его максимальная высота достигает 2 м.

Летом с юго-восточным ветром на побережье Евразии распространяется морской умеренный воздух. Лето теплое, со средней температурой июля от 14 до 18 °С. Часты осадки, которые обусловлены циклонической деятельностью. Годовое их количество составляет 600-1000 мм, причем большая часть выпадает летом. В это время года часты туманы.

В отличие от Евразии, восточное побережье Северной Америки характеризуется морскими чертами климата, которые выражаются в преобладании зимних осадков и морском типе годового хода температуры воздуха: минимум наступает в феврале, а максимум — в августе, когда океан наиболее теплый.

Канадский антициклон, в отличие от Азиатского, неустойчив. Он образуется вдали от побережья и часто прерывается циклонами. Зима здесь мягкая, многоснежная, сырая и ветреная. В снежные зимы высота сугробов достигает 2,5 м. При южном ветре часто бывает гололедица. Поэтому некоторые улицы отдельных городов на востоке Канады имеют железные перила для пешеходов. Лето прохладное и дождливое. Годовое количество осадков — 1000 мм.

Умеренный континентальный климат наиболее отчетливо выражен на Евроазиатском материке, особенно в районах Сибири, Забайкалья, севера Монголии, а также на территории Великих равнин в Северной Америке.

Особенностью умеренного континентального климата является большая годовая амплитуда температуры воздуха, которая может достигать 50-60 °С. В зимние месяцы при отрицательном радиационном балансе происходит выхолаживание земной поверхности. Особенно велико охлаждающее влияние поверхности суши на приземные слои воздуха в Азии, где зимой образуется мощный Азиатский антициклон и преобладает малооблачная, безветренная погода. Формирующийся в области антициклона умеренный континентальный воздух имеет низкую температуру (-0°...-40 °С). В долинах и котловинах вследствие радиационного выхолаживания температура воздуха может понижаться до -60 °С.

В середине зимы континентальный воздух в нижних слоях становится даже холоднее арктического. Этот очень холодный воздух Азиатского антициклона распространяется на Западную Сибирь, Казахстан, юго-восточные районы Европы.

Зимний Канадский антициклон по сравнению с Азиатским антициклоном менее устойчив из-за меньших размеров Североамериканского материка. Зимы здесь менее суровы, и их суровость не возрастает к центру материка, как в Азии, а, наоборот, несколько уменьшается в связи с частым прохождением циклонов. Континентальный умеренный воздух в Северной Америке имеет более высокую температуру, чем континентальный умеренный воздух в Азии.

На формирование континентального умеренного климата существенное влияние оказывают географические особенности территории материков. В Северной Америке горные хребты Кордильер являются естественной границей, отделяющей побережье с морским климатом от внутри материковых районов с континентальным климатом. В Евразии умеренный континентальный климат формируется на огромном пространстве суши, примерно от 20 до 120° в. д. В отличие от Северной Америки Европа открыта для свободного проникновения морского воздуха с Атлантики глубоко во внутренние районы. Этому способствует не только западный перенос воздушных масс, господствующий в умеренных широтах, но и равнинный характер рельефа, сильная изрезан- ность побережий и глубокое проникновение в сушу Балтийского и Северного морей. Поэтому над Европой формируется умеренный климат меньшей степени континентальности по сравнению с Азией.

Зимой морской атлантический воздух, перемещающийся над холодной поверхностью суши умеренных широт Европы, долго сохраняет свои физические свойства, и его влияние распространяется на всю Европу. Зимой по мере ослабления атлантического влияния температура воздуха с запада на восток понижается. В Берлине она составляет в январе 0 °С, в Варшаве -3 °С, в Москве -11 °С. При этом изотермы над Европой имеют меридиональную направленность.

Обращенность Евразии и Северной Америки широким фронтом к Арктическому бассейну способствует глубокому проникновению на материки холодных воздушных масс в течение всего года. Интенсивный меридиональный перенос воздушных масс особенно характерен для Северной Америки, где часто арктический и тропический воздух сменяют друг друга.

Тропический воздух, поступающий на равнины Северной Америки с южными циклонами, также медленно трансформируется из-за большой скорости его перемещения, большого влагосодержания и сплошной низкой облачности.

Зимой следствием интенсивной меридиональной циркуляции воздушных масс являются так называемые «скачки» температур, их большая межсуточная амплитуда, особенно в районах, где часты циклоны: на севере Европы и Западной Сибири, Великих равнинах Северной Америки.

В холодный период выпадают в виде снега, формируется снежный покров, который предохраняет почву от глубокого промерзания и создает запас влаги весной. Высота снежного покрова зависит от продолжительности его залегания и количества выпадающих осадков. В Европе устойчивый снежный покров на равнинной территории образуется к востоку от Варшавы, максимальная высота его достигает 90 см в северо-восточных районах Европы и Западной Сибири. В центре Русской равнины высота снежного покрова составляет 30-35 см, а в Забайкалье — менее 20 см. На равнинах Монголии, в центре антициклонической области снежный покров образуется лишь в отдельные годы. Отсутствие снега наряду с низкой зимней температурой воздуха обусловливает наличие многолетней мерзлоты, чего больше не наблюдается нигде на земном шаре под этими широтами.

В Северной Америке на Великих равнинах снежный покров незначителен. К востоку от равнин во фронтальных процессах все чаше начинает принимать участие тропический воздух, он обостряет фронтальные процессы, что и вызывает обильные снегопады. В районе Монреаля снежный покров удерживается до четырех месяцев, а высота его достигает 90 см.

Лето в континентальных областях Евразии теплое. Средняя температура июля составляет 18-22 °С. В засушливых районах юго-востока Европы и Средней Азии средняя температура воздуха в июле достигает 24-28 °С.

В Северной Америке континентальный воздух летом несколько холоднее, чем в Азии и Европе. Это связано с меньшей протяженностью материка по широте, большой изрезанностью его северной части заливами и фьордами, обилием крупных озер и более интенсивным по сравнению с внутренними районами Евразии развитием циклонической деятельности.

В умеренном поясе годовое количество осадков на равнинной территории материков изменяется от 300 до 800 мм, на наветренных склонах Альп выпадает более 2000 мм. Большая часть осадков выпадает летом, что связано в первую очередь с увеличением влагосодержания воздуха. В Евразии отмечается уменьшение осадков по территории с запада на восток. Кроме того, количество осадков уменьшается и с севера на юг в связи с уменьшением повторяемости циклонов и увеличением сухости воздуха в этом направлении. В Северной Америке уменьшение осадков по территории отмечается, наоборот, в направлении к западу. Как вы думаете почему?

Большая часть суши в зоне континентального умеренного климата занята горными системами. Это — Альпы, Карпаты, Алтай, Саяны, Кордильеры, Скалистые горы и др. В горных районах климатические условия существенно отличаются от климата равнин. Летом температура воздуха в горах быстро падает с высотой. Зимой при вторжении холодных воздушных масс температура воздуха на равнинах нередко оказывается ниже, чем в горах.

Велико влияние гор на осадки. Осадки увеличиваются на наветренных склонах и на некотором расстоянии перед ними, а на подветренных — ослабевают. Например, различия в годовом количестве осадков между западными и восточными склонами Уральских гор местами достигают 300 мм. В горах с высотой осадки увеличиваются до определенного критического уровня. В Альпах уровень наибольшего количества осадков приходится на высоты около 2000 м, на Кавказе — 2500 м.

Субтропический климатический пояс

Континентальный субтропический климат определяется сезонной сменой умеренного и тропического воздуха. Средняя температура самого холодного месяца в Средней Азии местами ниже нуля, на северо-востоке Китая -5...-10°С. Средняя температура самого теплого месяца лежит в пределах 25-30 °С, при этом дневные максимумы могут превышать 40-45 °С.

Наиболее сильно континентальность климата в режиме температуры воздуха проявляется в южных районах Монголии и на севере Китая, где в зимнее время года расположен центр Азиатского антициклона. Здесь годовая амплитуда температуры воздуха составляет 35-40 °С.

Резко континентальный климат в субтропическом поясе для высокогорных областей Памира и Тибета, высота которых составляет 3,5-4 км. Климат Памира и Тибета характеризуется холодной зимой, прохладным летом и малым количеством осадков.

В Северной Америке континентальный засушливый субтропический климат формируется в замкнутых плато и в межгорных котловинах, расположенных между Береговым и Скалистыми хребтами. Лето жаркое и сухое, особенно на юге, где средняя температура июля выше 30 °С. Абсолютный максимум температуры может достигать 50 °С и выше. В Долине Смерти была зарегистрирована температура +56,7 °С!

Влажный субтропический климат характерен для восточных побережий материков к северу и югу от тропиков. Основные области распространения — юго-восток США, некоторые юго-восточные районы Европы, север Индии и Мьянмы, восточный Китай и южная Япония, северо-восточная Аргентина, Уругвай и юг Бразилии, побережье провинции Натал в ЮАР и восточное побережье Австралии. Лето во влажных субтропиках продолжительное и жаркое, с такими же температурами, как и в тропиках. Средняя температура самого теплого месяца превышает +27 °С, а максимальная +38 °С. Зимы мягкие, со средними месячными температурами выше 0 °С, но случайные заморозки оказывают губительное влияние на плантации овошей и цитрусовых. Во влажных субтропиках средние годовые суммы осадков колеблются от 750 до 2000 мм, распределение осадков по сезонам довольно равномерное. Зимой дожди и редкие снегопады приносятся главным образом циклонами. Летом осадки выпадают в основном в виде грозовых ливней, связанных с мощными затоками теплого и влажного океанического воздуха, характерными для муссонной циркуляции Восточной Азии. Ураганы (или тайфуны) проявляются в конце лета и осенью, особенно в Северном полушарии.

Субтропический климат с сухим летом типичен для западных побережий материков к северу и югу от тропиков. В Южной Европе и Северной Африке такие климатические условия характерны для побережий Средиземного моря, что послужило поводом называть этот климат также средиземноморским. Аналогичный климат в южной Калифорнии, центральных районах Чили, на крайнем юге Африки и в ряде районов на юге Австралии. Во всех этих районах жаркое лето и мягкая зима. Как и во влажных субтропиках, зимой изредка бывают морозы. Во внутренних районах летом температуры значительно выше, чем на побережьях, и часто такие же, как в тропических пустынях. В целом преобладает ясная погода. Летом на побережьях, близ которых проходят океанические течения, нередко бывают туманы. Например, в Сан-Франциско лето прохладное, туманное, а самый теплый месяц — сентябрь. Максимум осадков связан с прохождением циклонов зимой, когда преобладающие воздушные потоки смешаются по направлению к экватору. Влияние антициклонов и нисходящие потоки воздуха над океанами обусловливают сухость летнего сезона. Среднее годовое количество осадков в условиях субтропического климата колеблется от 380 до 900 мм и достигает максимальных величин на побережьях и склонах гор. Летом обычно осадков не хватает для нормального роста деревьев, и поэтому там развивается специфический тип вечнозеленой кустарниковой растительности, известный под названиями маквис, чапараль, мал и, маккия и финбош.

Экваториальный климатический пояс

Экваториальный тип климата распространен в экваториальных широтах в бассейнах Амазонки в Южной Америке и Конго в Африке, на п-ве Малакка и на островах Юго-Восточной Азии. Обычно среднегодовая температура около +26 °С. Из-за высокого полуденного стояния Солнца над горизонтом и одинаковой продолжительности дня в течение всего года сезонные колебания температуры невелики. Влажный воздух, облачность и густой растительный покров препятствуют ночному охлаждению и поддерживают максимальные дневные температуры ниже +37 °С, более низкие, чем в более высоких широтах. Среднее годовое количество осадков во влажных тропиках колеблется от 1500 до 3000 мм и распределяются они по сезонам обычно равномерно. Осадки в основном связаны с внутритропической зоной конвергенции, которая располагается немного севернее экватора. Сезонные смещения этой зоны к северу и югу в некоторых районах приводят к формированию двух максимумов осадков в течение года, разделенных более сухими периодами. Ежедневно тысячи гроз прокатываются над влажными тропиками. В промежутках между ними солнце светит в полную силу.

Климат - статистический многолетний режим погоды, одна из основных географических характеристик той или иной местности. Под многолетним режимом понимается совокупность всех условий погоды в данной местности за период, по крайней мере, в несколько десятков лет; типичная годовая смена этих условий и возможные отклонения от нее в отдельные годы; сочетания условий погоды, характерные для различных ее аномалий. Термин «климат» был введен в научный оборот 2200 лет назад древнегреческим астрономом Гиппархом и означает по-гречески «наклон» («klimatos»). Ученый имел в виду наклон земной поверхности к солнечным лучам, различие которого от экватора к полюсу уже тогда считалось главной причиной различий погоды в низких и высоких широтах. Позднее климатом назвали среднее состояние атмосферы в определенном районе Земли, которое характеризуется чертами, практически неизменными на протяжении одного поколения, то есть порядка 30-40 лет. К таким чертам относятся амплитуда колебания температур, атмосферное давление, атмосферная циркуляция. С развитием наблюдений за погодой с помощью метеорологических зондов и спутников понятие климата было распространено на высокие слои атмосферы.

Описания климата различных местностей включались в географическое описание со времен Древней Греции. Бесценным источником являются летописи, в которых хронисты, как правило, отмечали природные явления. Современная система метеорологических наблюдений начала складываться с 18 в., а повсеместно распространилась лишь к началу 20 в. Для выявления особенностей климата, как типичных, так и редко наблюдаемых, необходимы многолетние ряды метеорологических наблюдений. В умеренных широтах используются 25-50-летние ряды; в тропиках их длительность может быть меньше; иногда (например, для Антарктиды, высоких слоев атмосферы) приходится ограничиваться менее продолжительными наблюдениями, учитывая, что последующий опыт может внести уточнения в предварительные представления. При изучении климата океанов, помимо наблюдений на островах, используют сведения, полученные в разное время на судах в том или ином участке акватории, и регулярные наблюдения на кораблях погоды. Повсеместно используются данные спутникового наблюдения. Представления о климате прошлого получают из данных археологических и геологических исследований. Достоверные результаты дает метод дендрохронологии. Ценнейшие результаты получены при исследовании кернов антарктических льдов, полученных российскими учеными при глубоком бурении в 1990-2000-х гг.

Из всех планет Солнечной системы только Земля обладает уникальной атмосферой и гидросферой, благоприятной для развития на земной поверхности высших форм жизни. Определяется это удачными стеченьями многих обстоятельств: и тем, что Солнце "спокойная" звезда, и тем, что Земля расположена на оптимальном от него расстоянии, и тем, что у нее имеется массивный спутник - Луна, и химическим составом первичной Земли и многими другими причинами.

Наука о климате - климатология изучает причины формирования разных типов климата, их географическое размещение и взаимосвязи климата и других природных явлений. Климатология тесно связана с метеорологией – разделом физики, изучающим краткосрочные состояния атмосферы, т.е. погоду.

Главными факторами, ответственными за возникновение комфортных климатических условий на Земле, являются величина солнечной радиации, давление и теплоемкость земной атмосферы, определяемая составом и влажностью воздуха. Наклон же оси собственного вращения планеты (по отношению к эклиптике) предопределяет смену времен года, зональность и контрастность климата.

Климатические характеристики

Климатические характеристики представляют собой статистические выводы из многолетних рядов наблюдений, прежде всего над следующими основными метеорологическими элементами: атмосферным давлением, скоростью и направлением ветра, температурой и влажностью воздуха, облачностью и атмосферными осадками. Учитывают также продолжительность солнечной радиации, дальность видимости, температуру верхних слоев почвы и водоемов, испарение воды с земной поверхности в атмосферу, высоту и состояние снежного покрова, различные атмосферные явления и наземные гидрометеоры (росу, гололед, туманы, грозы, метели и пр.). В 20 в. в число климатических показателей вошли характеристики элементов теплового баланса земной поверхности, таких, как суммарная солнечная радиация, радиационный баланс, величины теплообмена между земной поверхностью и атмосферой, затраты тепла на испарение. В последние годы добавляются такие параметры как контроль за содержанием CO, концентрацией загрязнений, толщина озонового слоя.

Многолетние средние значения метеорологических элементов (годовые, сезонные, месячные, суточные и т.д.), их суммы, повторяемости и прочие носят название климатических норм; соответствующие величины для отдельных дней, месяцев, лет и прочее рассматриваются как отклонение от этих норм.

Различают макроклимат и микроклимат:

Макроклимат (греч makros - большой) - климат крупнейших территорий, это климат Земли в целом, климатических поясов, а также крупных регионов суши и акваторий океанов или морей. В макроклимате определяется уровень солнечной радиации и закономерности атмосферной циркуляции;

Микроклимат (греч. mikros - маленький) - часть местного климата. Микроклимат в основном зависит от рельефа, лесных насаждений, различий в увлажнении почвогрунтов, весенне-осенних заморозков, сроков таяния снега и льда на водоемах. Учет микроклимата имеет существенное значение для размещения сельскохозяйственных культур, для строительства городов, прокладки дорог, для любой хозяйственной деятельности человека, а также для его здоровья.

Чтобы раскрыть условия формирования климата, необходимо определить его причины. Их называют климатообразующими факторами. Основные климатообразующие факторы приведены на схеме.

На Земле при условии однородной, достаточно влажной поверхности различия в климате любых участков Земли зависели бы от радиационного баланса и циркуляции атмосферы. В этом случае климатические пояса располагались бы строго зонально и границы их совпадали бы с параллелями. На самом деле климатические пояса выражены не столь идеально. Это объясняется тем, что климат различных участков Земли формируется под влиянием всех климатообразующих факторов.

Солнечная радиация - источник энергии всех процессов, происходящих в атмосфере. За счет солнечной радиации происходит передача тепла Солнцем через космическое пространство. Шарообразная форма Земли определяет различия климата в зависимости от географической широты, а наклонное положение оси вращения Земли - сезонность климата. Циркуляция воздушных масс в атмосфере влияет на режим осадков и географию их распределения на земном шаре, температуру воздуха.

Для характеристики климата очень важно знать, как в данном месте распределяется суша и море. Удаленность от берегов океана в глубь материков отражается на режиме температуры, влажности, определяет степень континентальности данного климата. Теплые течения в морях и океанах способствуют повышению температуры в прибрежных районах суши и увеличению осадков. Холодные течения, наоборот, понижают температуру на окраинах материков и препятствуют выпадению осадков. Климат восточных и западных побережий Южной Америки, Австралии и Африки, находящихся в пределах одного тропического климата, различен. Это объясняется именно наличием там океанических течений.

При обращении Земли вокруг Солнца угол между полярной осью и перпендикуляром к плоскости орбиты остается постоянным и составляет 23̊ 30̍. Этим движением объясняется изменение угла падения солнечных лучей на земную поверхность в полдень на определенной широте в течение года. Чем больше угол падения солнечных лучей на Землю в данном месте, тем эффективнее Солнце нагревает поверхность. Только между Северным и Южным тропиками (от 23̊ 30̍ с.ш. до 23̊ 30̍ ю.ш.) солнечные лучи в определенное время года падают на Землю вертикально, и здесь Солнце в полдень всегда высоко поднимается над горизонтом. Поэтому в тропиках обычно тепло в любое время года. В более высоких широтах, где Солнце стоит ниже над горизонтом, прогревание земной поверхности меньше. Там наблюдаются значительные сезонные изменения температуры (чего не бывает в тропиках), а зимой угол падения солнечных лучей сравнительно невелик и дни существенно короче. На экваторе день и ночь всегда имеют равную продолжительность, тогда как на полюсах день продолжается всю летнюю половину года, а зимой Солнце никогда не восходит над горизонтом. Длительность полярного дня лишь отчасти компенсирует низкое стояние Солнца над горизонтом, и в результате лето здесь прохладное. В темные зимы полярные районы быстро теряют тепло и сильно выхолаживаются. Величина инсоляции (приходящей солнечной радиации) меняется во времени и от места к месту в соответствии с изменением угла, под которым солнечные лучи падают на поверхность Земли: чем выше Солнце над головой, тем она больше. Изменения этого угла определяются в основном обращением Земли вокруг Солнца и ее вращением вокруг своей оси.

Велико воздействие на климат и рельефа. Так, в горах на разной высоте местности над уровнем моря климатические условия различаются; на климат влияет направление горных хребтов, служащих препятствием для ветра и вторжения воздушных масс. Равнины, наоборот, позволяют континентальным или океаническим воздушным массам беспрепятственно проникать в соседние районы.

Климат в большой степени зависит от характера подстилающей поверхности, под которой понимают компоненты земной поверхности, взаимодействующие с атмосферой. Лес, например, уменьшает суточную амплитуду температур почвы и, значит, окружающего воздуха. Снег уменьшает потери тепла почвой, но он отражает значительное количество солнечных лучей, и Земля поэтому нагревается слабо.

С развитием на Земле человеческого общества появился новый фактор, влияющий на климат планеты. В городах температура воздуха выше, чем в окрестностях. Запыленность воздуха способствует образованию туманов, облаков, что ведет к сокращению продолжительности солнечного сияния и выпадению осадков. Хозяйственная деятельность человека порой имеет необратимое пагубное влияние на климат. Например, загрязнение атмосферы двуокисью серы и окислами азота породило такое явление, как кислотные дожди, отравляющие почву и водоемы, губящие леса. Эти загрязнения переносятся на большие расстояния воздушными массами и вместе с осадками выпадают далеко от источников загрязнения. Только в США и Западной Европе ими уничтожено уже более 30 млн. га, являющихся «легкими» планеты. Кислотные дожди выпадают и на территории России.

Другой опасностью является разрушение озонового слоя, особенно над Антарктидой. Этот слой защищает нашу Землю от избытка ультрафиолетового излучения. Причина разрушения озонового слоя - производство и использование фреона в холодильных установках, в аэрозолях.

Исторический обзор

Исследования осадочных отложений, ископаемых остатков флоры и фауны, радиоактивности горных пород и др. показывают, что климат Земли в различные эпохи существенно менялся. В течение последних сотен миллионов лет (до антропогена) Земля, по-видимому, была более теплой, чем в настоящее время: температура в тропиках была близка к современной, а в умеренных и высоких широтах гораздо выше современной. В начале палеогена (около 70 млн. лет назад) температурные контрасты между экваториальными и приполярными областями начали возрастать, однако до начала антропогена они были меньше ныне существующих. В антропогене температура в высоких широтах резко снизилась и возникли полярные оледенения. Последнее сокращение ледников в Северном полушарии закончилось, по-видимому, около 10 тыс. лет назад, после чего постоянный ледовый покров остался главным образом в Северном Ледовитом океане, в Гренландии и на др. арктических островах, а в Южном полушарии - в Антарктиде.

Для климата Европы нескольких последних тысячелетий (по другим континентам нет достаточного количества данных, но можно предположить, что тенденции совпадают с европейскими) характерны ритмичные колебания в сравнительно узких пределах. Сухие и теплые периоды несколько раз сменялись более влажными и прохладными. Примерно за 500 лет до н. э. осадки заметно увеличились, и климат стал более прохладным. В начале н. э. он был сходен с современным. В 12-13 вв. климат был более мягким и сухим, чем в начале н. э., но в 15-16 вв. опять произошло значительное похолодание и увеличилась ледовитость морей. С 17 до середины 19 вв. климат оставался холодным и влажным, ледники наступали. Со 2-й половины 19 в. началось новое потепление, особенно сильное в Арктике, но охватившее почти весь земной шар. Колебания климата происходят и с меньшими амплитудами - например, 1950-е гг. были теплее, чем предыдущее десятилетие.

Типы климатов Земли

Климатические условия на Земле очень разнообразны из-за сочетания различных климатообразующих факторов. Существует несколько научных классификаций типов климатов Земли. Согласно классификации, предложенной профессором МГУ Б. П. Алисовым, выделяется семь основных климатических поясов - экваториальный, два тропических, два умеренных и два полярных. В этих поясах климат образуется под воздействием воздушных масс одного типа. Между основными поясами располагаются шесть переходных поясов, характеризующихся сезонной сменой преобладающих воздушных масс. Например, в субтропических поясах летом господствует тропический воздух, а зимой - воздух умеренных широт. Границы поясов определяют по среднему положению атмосферных фронтов между основными типами воздушных масс, а в каждом из широтных поясов различают четыре подтипа климата: материковый, океанический, климат западных берегов и климат восточных берегов. Материковый климат складывается под влиянием воздушных масс, образовавшихся на суше, а океанический создают воздушные массы, сформировавшиеся над океаном.

Экваториальный климатический пояс на карте климатических поясов отмечен красным цветом. Здесь весь год господствуют экваториальные
воздушные массы, а температура воздуха неизменна (+24... +28 °С). Постоянные ветры пассаты, формирующиеся над океаном, приносят обильные осадки, годовая сумма которых в среднем составляет от 1000 до 3000 мм, а на наветренных склонах гор достигает 6000 мм. Количество осадков превышает испарение. В условиях жаркого и влажного климата произрастают густые экваториальные леса.

Тропический климатический пояс протянулся двумя широкими полосами вдоль Северного и Южного тропиков Земли. В его пределах выделяют области с материковым и океаническим климатом. В районах с материковым тропическим климатом жаркое (до + 40 °С) лето и прохладная зима (+15 °С), облачность невелика и осадков выпадает мало (менее 250 мм). Это районы тропических пустынь, таких как Сахара, Аравийская пустыня, пустыни Австралии и др. Океанический тропический климат похож на экваториальный, но отличается от него перепадами температур по сезонам года. Лето над океанами тёплое (+20... +27 °С), а зима прохладная (+10... +15 °С). Облачность в этих районах велика, но осадков выпадает немного, ливни характерны лишь для тропических циклонов.

Умеренный климатический пояс располагается двумя полосами в Северном и Южном полушариях (от 40-45° с. и ю. широты почти до полярных кругов). В его пределах ярко выражены области с морским и континентальным климатом. Весь год в этом поясе господствуют умеренные воздушные массы и отчетливо проявляются различия по сезонам года. Морской умеренный климат формируется на окраинах материков. В областях низкого давления зарождается большое количество циклонов. Лето прохладное (до +20 °С), а зима тёплая (от +5 °С), осадков выпадает от 500 до 1000 мм. Континентальный умеренный климат господствует в центральных районах материков, лето здесь жаркое (+26 °С), а зима холодная (до -24 °С), средняя норма осадков от 200 до 450 мм.

Арктический и антарктический климатические пояса - самые холодные районы планеты. Несколько месяцев в году Солнце не показывается над горизонтом - стоит полярная ночь, а летом устанавливается полярный день. Весь год здесь находится область повышенного давления, преобладают восточные ветры. Облаков почти не бывает, и осадков выпадает очень мало. В Арктике средние температуры от -40 °С зимой до 0 °С летом. В центральных районах Антарктиды среднегодовые температуры -50... -60 °С, на побережье теплее -10 °С.

Климат будущего планеты Земля

Судя по прогнозам учёных и метеорологов из разных стран, можно понять, что будущее человечества выглядит весьма мрачно. В основном все прогнозы основаны на результатах работы сложных компьютерных систем моделирования климата Земли. Изучая тенденции изменения климата, специалисты пришли к выводу, что в ближайшие 50 лет температура на поверхности Земли в среднем вырастет на 2-3 градуса, в ближайшие 100 лет - на 4-5 градусов. Оценив эти цифры можно сказать, что такой подъём температуры не так страшен, как это кажется. Из-за глобального потепления климата на 4 градуса воды расположенных на экваторе океанов станут теплее на 3 градуса. На поверхности материков температура станет выше в среднем на 5 градусов, а на полюсах - почти на 8 градусов. В районах Арктики ожидается полное оттаивание льда. Если рассматривать средние широты, где расположены районы Северной Канады, Аляски и России, то можно сказать, что жители этих территорий уже ощущают на себе задатки глобального потепления ранее холодных территорий. Климат станет не только теплее, но и влажнее, то есть осадков станет больше.

Если взять показатели смертности в Европе, то учёные прогнозируют, что в Северной Европе смертность уменьшится из-за смягчения климата, а в Южной Европе она увеличится в связи с засухой и жарой. Также вероятнее всего потепление принесёт за собой стихийные пожары, которые загубят огромные территории лесопосадок. Уже сегодня потепление начало влиять на стиль жизни многих Европейцев, которые толпами отправляются на Средиземное море в поисках прохлады. В субтропиках же наоборот ожидается уменьшение количества дождя на 30 процентов. За этим последует высыхание огромной полосы земли от Средиземноморской Европы и Северной Африки через Средний Восток до Центральной Азии. Климат станет жарким и сухим, почвы - не плодородными. Засуха и голод - будущее этих земель. Но это не самое страшное, что ждёт нас в ближайшие сто лет. Самой главной "бомбой" в ожидаемом прогнозе является оттаивание "вечной мерзлоты", которое приведёт к высвобождению торфяников Сибири, которые хранят в себе огромные запасы метана - одного из самых мощных парниковых газов на планете, который в 21 раз эффективнее, чем углекислый газ задерживает тепло в атмосфере. И что случится с планетой при выделении хотя бы малого количества этого газа в атмосферу, страшно подумать.