Климат и его оценка

Лекция 9. Климат и его оценка

      Климатом называют определенную последовательность атмосферных процессов, которая создается в конкретной местности в результате взаимодействия солнечной радиации, атмосферной циркуляции и земной поверхности. Эти процессы закономерно распределяются по временам года, сезонам, периодам. Таким образом, климат - это многолетний режим наблюдаемой погоды, обусловленный географическим положением территории. Все разнообразие климатов на Земле изучает наука - климатология.

Климатообразующие факторы.

      Основные факторы климатообразования: солнечная радиация, общая циркуляция атмосферы, подстилающая поверхность (вода, суша с особенностями рельефа, раститель-ности и др.). Каждый из элементов климата является результатом взаимодействия всех климатообразующих факторов.

      Солнечная радиация - основной источник энергии для всех процессов, протекающих на Земле, распределяется по поверхности неодинаково: на экваторе - максимум, на полюсах - минимум. В соответствии с этим на земном шаре выделены тропический, два полярных и два умеренных широтных  пояса. Неравномерное нагревание в этих областях, над сушей, морем определяет общую атмосферную циркуляцию. Переносимые ветром массы воздуха изменяют температуру и влажность воздуха, обусловливают выпадение осадков. Например, западный перенос, преобладающий в умеренном поясе северного полушария, определяет влажный теплый климат Западной Европы. В Центральной Азии климат резко континентальный, так как в эти районы не проникает влажный воздух с западных и восточных морей. Подстилающая атмосферу поверхность Земли определяет радиационный и водный баланс, направление ветров и воздушных течений, трансформирует состав и свойства масс воздуха. Надо льдами и снегом радиационный баланс отрицательный, поэтому в Антарктиде низкие температуры даже летом. Над океанами высокое испарение обусловливает влажный климат с низкими амплитудами суточного и годового хода температур воздуха, а над пустынями - наоборот. Существенное влияние на климат оказывает рельеф. В горных районах климат резко меняется на небольших расстояниях в зависимости от высоты (вертикальная зональность) и перераспределения осадков. Склоны южной экспозиции получают больше солнечной радиации и отличаются от северных составом растительности, уровнем расположения границ климатических зон.

      Таким образом, процессы формирования климата (изменения теплооборота, влагооборота и циркуляции атмосферы) обусловлены географической обстановкой. Это: географическая широта, высота над уровнем моря, распределение суши и водной поверхности на Земном шаре, рельеф суши, океанические течения, растительный, снежный (ледяной ) покров.

       Географическая широта определяет зональность в распре-делении элементов климата. Солнечная радиация поступает в четкой зависимости от широты местности из-за высоты стояния солнца и продолжительности солнечного сияния по временам года. По этой же причине наблюдается зональное распределение температуры воздуха, хотя оно нарушается в результате циркуляции атмосферы. Зональность температуры воздуха влечет за собой зональные изменения других элементов климата.

Рекомендуемые материалы

      С высотой над уровнем моря уменьшается атмосферное давление, усиливается солнечная радиация и эффективное излучение, температура и влажность воздуха уменьшаются. Поэтому в горах формируется высотная (вертикальная) климатическая зональность, которая напоминает смену климатических зон в горизонтальном (широтном) направлении. Но, если  смена зон по широте местности происходит на расстоянии тысяч километров, то в горах зоны меняются по высоте нескольких километров. При достаточной влажности и температуре в горных системах сначала растут лиственные леса, выше - хвойные и кустарники, над ними располагаются альпийские луга, а за снеговой линией - зона постоянного снега и льда.  Верхняя граница леса на экваторе достигает 3800 м, в сухих субтропиках - 4500 м и резко снижается от умеренных широт к полярным с уменьшением летних температур ниже +10^оС. Земледелие в горах возможно в пределах лесной зоны.

      Положение суши и моря весьма существенно влияет на формирование климата и определяет подразделение климатов на морской и континентальный. С увеличением континентальности климата, изменяется суточный и годовой ход температуры, облачности, осадков.

      Рельеф местности изменяет климат не только при изменении высоты над уровнем моря. Большое влияние на климатообразование оказывает наличие горных областей, направление и высота горных хребтов в них, экспозиция и крутизна склонов, ширина долин. Воздушные течения задерживаются и отклоняются хребтами, фронты деформируются, увеличивается скорость ветра в узких долинах, возникают местные ветры. При перетекании воздуха через хребты, на наветренных склонах увеличивается облачность и количество осадков, на подветренных склонах, наоборот, облачность и влажность воздуха уменьшается, температура растет. Эти особенности распространяются на значительные территории.

      Океанические течения создают резкие различия температуры воды и воздуха над ней и сильно влияют на циркуляцию атмосферы. Постоянные течения планетарного масштаба оказывают на атмосферу климатическое значение. Теплое течение Гольфстрима повышает среднегодовые температуры воздуха над Атлантическим океаном и западной Европой. Над холодными океаническими течениями резко уменьшается облачность, особенно в зоне пассатов, что является определяющим фактором существования прибрежных пустынь.

Микроклимат.

      Климат, характерный для данной зоны, подвержен изменениям в зависимости от рельефа, растительности, экспозиции склона и других свойств подстилающей поверхности. В результате формируются местные особенности климата, которые существенно меняются на небольших расстояниях и называются микроклиматом местности.

      В одной зоне будут различные микроклиматы для леса, долины реки, полей и т.д. Особенности их проявляются прежде всего в приземном слое воздуха и на высоте нескольких метров (или десятков метров) сглаживаются при перемешивании воздуха ветром.

      Прежде всего, для микроклимата характерна своя амплитуда температур в течение суток. Неровности рельефа с изменениями высот в пределах десятков метров действуют прежде всего на распределение солнечной радиации. Склоны южной экспозиции нагреваются больше, поэтому в ясные дни без ветра температура склона южной экспозиции может быть на 10^оС выше, чем северного. Колебания температур в понижениях больше, чем на возвышенностях. Ночью темпера-тура опускается ниже за счет стекания в понижения холодного воздуха, что может вызвать заморозки, которых не будет на высокой ровной поверхности.

      Рельеф также влияет на распределение снежного покрова (с холмов снег сдувается в низины) и скорость его таяния. В результате, почвы на вершинах и склонах южной экспозиции будут иметь меньший запас влаги, по сравнению с северными склонами и понижениями.          

     Таким образом, микроклимат может влиять на сроки сева (раньше на южных склонах), условия произрастания растений.

      Фитоклимат - это микроклимат, формирующийся среди растительности, которая и определяет его особенности. В лесу, например, зимой теплее, чем на поле, освещенность всегда меньше. Летом в посевах развитых высокостебельных культур (кукуруза, подсолнечник, хлопчатник) температура почвы на 15-20^оС ниже, чем на открытых участках.

       Микроклимат и фитоклимат изучают путем сравнения наблюдений за метеорологическими элементами на станции и в различных точках территории по формам рельефа и под разной растительностью. Измеряют температуру воздуха и поверхности почвы, влажность воздуха, направление и скорость ветра, интенсивность и баланс солнечной радиации над посевами и в них. Для этого используются переносные метео-рологические приборы. По результатам наблюдений составляются карты микроклимата для хозяйств, что позволяет рационально использовать климатические ресурсы в сельско-хозяйственном производстве.

     Путем улучшения микроклимата сельскохозяйственных угодий можно повысить урожайность культур. Для северных холодных и избыточно увлажненных районов основным приемом является удаление избытка влаги в почве и выбор наиболее прогреваемых участков рельефа. Для южных  областей наиболее важно создание запасов воды в почвах путем снегозадержания и орошения, а также - снижение интенсивности испарения почвой и растениями, для чего создаются лесные полосы. Лесные полосы сильно уменьшает скорость воздушного потока и его турбулентность в припочвенном слое на расстоянии 15-20 высот деревьев. Поэтому наиболее эффективны лесные полосы высотой около 20 метров с чередованием через каждые 500 м.  

Классификация климатов Земного шара.

      Разнообразие климатов на Земле определяется различным сочетанием факторов климатообразования. В связи с очень большим количеством таких сочетаний и параметров, характеризующих климат, предложено много классификаций климатов (Л.С.Берга, В.Каппена, Б.П.Алисова, Е.Е.Федорова и др.).

     Л.С.Берг выделил типы климатов в соответствии с географическими ландшафтами.

            1. Климат вечного мороза. Для районов с отрицательной средней годовой температурой (в горах - выше снеговой линии).

            2. Климат тундр. Зима холодная, продолжительная, лето холодное (0 - 12^оС в самый теплый месяц) короткое. Два подтипа: а) континентальный, с большой амплитудой годового хода температуры, б) океанический, с малой амплитудой годового хода температуры.

            3. Климат тайги. Умеренный, с холодной зимой. Подтипы: а) западный, с облачной зимой и повышенным количеством осадков, б) восточносибирский, с очень холодной мало-снежной зимой.

            4. Климат лиственных лесов умеренной зоны. Более высокие температуры зимой и летом, чем в зоне тайги.

            5. Муссонный климат. Зима сухая теплая, лето дождливое.

            6. Климат степей. Осадки выпадают преимущественно летом. Подтипы: а) зима холодная или умеренная, лето теплое, б) зима теплая, лето жаркое.

            7. Средиземноморский климат субтропиков. Лето жаркое сухое, зима теплая, влажная.

            8. Климат зоны субтропических лесов. Зима теплая (более 2^оС в самый холодный месяц), лето жаркое, дождливое.

            9. Климат внутриматериковых пустынь умеренного пояса. Зима прохладная, лето жаркое без осадков.

            10. Климат тропических пустынь. Лето очень жаркое, зима теплая. Осадков очень мало.

            11. Климат саванн (тропические лесостепи). Среднегодовая температура воздуха выше 18^оС. Выражен сухой сезон зимой и весной, влажный с большим количеством осадков - летом. В некоторых районах наблюдаются муссоны.

            12. Климат влажных тропических лесов. Среднегодовая температура выше 18^оС, сухой период короткий или отсутствует, осадков очень много.

Информация в лекции "2 - Информация и ее свойства" поможет Вам.

      Во многих типах климатов распространены горные ландшафты со сменой климата в зависимости от высоты над уровнем моря.

Агроклиматическое районирование.

       Агроклиматическое районирование – это деление территории по признаку соответствия агроклиматических ресурсов потребностям культурных растений. Оно заключается в выделении на определенной территории районов с различными агроклиматическими условиями. Это требуется для размещения культур и выбора приемов их возделывания в зависимости от особенностей климатических факторов.

     Существуют общее и частное районирование.