1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Имея в виду основные климатообразующие факторы

Климатообразующие факторы

Содержание

  1. Введение
  2. Астрономические или планетные факторы
  3. Географические факторы
  4. Влияние человека
  5. Что мы узнали?

Бонус

  • Тест по теме

Введение

Не бывает одной причины. Данный тезис подтверждает и наличие не одного, а нескольких факторов, влияющих на формирование и эволюцию климата на Земле. Один или даже два фактора сформировали бы климатические пояса, которые имели бы чёткие границы и совпадали бы с параллелями.

В реальности же получается совсем иная картина: климатические пояса на Земле выражены не столь идеально. Объясняется это тем, что климат на определенном участке суши, к примеру, в Евразии, сформировался благодаря совокупности всех климатообразующих факторов: астрономических, географических и влиянию человека на природу.

Астрономические или планетные факторы

К астрономическим или планетным факторам относятся:

  • уровень солнечной радиации;
  • циркуляция воздушных масс;
  • влагооброт;
  • вращение Земли вокруг Солнца и своей оси.

Уровень солнечной радиации влияет на передачу солнечного тепла через космическое пространство. Вращение Земли обуславливает образование пассатов и муссонов, а также различных циклонов, которые, в свою очередь, влияют на температуру воздуха, режим осадков и их распределения по всей территории земного шара. Формирование различных климатических поясов в зависимости от географической широты стало возможным благодаря шарообразной форме нашей планеты.

рис. 1. Астрономические климатообразующие факторы

Географические факторы

К географическим климатообразующим факторам относятся:

  • широта места;
  • рельеф;
  • подстилающая поверхность;
  • океанические течения.

На формирование климата на определенном участке влияет распределение суши и моря. Например, температура воздуха, влажность, степень континентальности климата напрямую зависят от удаленности суши от берегов океана. Для полного описания климата очень важно знать и какой рельеф в данной местности. Горы, направление горных хребтов являются серьёзным барьером для вторжения воздушных масс. Степная зона, наоборот, способствует проникновению континентальных или океанических воздушных масс.

Немаловажную роль в формировании климата играют и течения в океанах и морях. К примеру, теплые течения содействуют повышению температуры и увеличению осадков. Холодные же, напротив, влияют на понижение температурного режима и сокращение осадков. Что касается подстилающей поверхности, под которой понимаются компоненты земной поверхности, взаимодействующие с атмосферой, то её характер напрямую влияет на формирование климата.

Рис.2. Географические климатообразующие факторы

Влияние человека

Влияние человека на природу и климат – это, можно сказать, современный климатообразующий фактор. Он стал возможен благодаря развитию человеческого общества, и не всегда его влияние со знаком «плюс». К примеру, в больших городах наблюдается повышение температуры воздуха, а запыленность вызывает туманы, смоги, которые препятствуют проникновению солнечных лучей и увеличивают осадки. Кроме того, загрязнение атмосферы привело к появлению так называемых кислотных дождей, которые «заражают» почву и водоёмы.

Рис.3. Влияние хозяйственной деятельности человека на климат планеты

Разрушение озонового слоя – ещё один бич современности, порожденный научно-техническим прогрессом. Чрезмерное использование фреона, который можно найти в различных аэрозолях и холодильных установках, несёт огромную опасность для планеты – избыток ультрафиолетового излучения.

Что мы узнали?

Климат нашей родной планеты напрямую зависит от совокупности всех факторов, которые, в свою очередь, имеют влияние на общее количество солнечной радиации на Земле, а также её распределения по полушариям, континентам и сезонам. Итак, ещё раз перечислим все климатообразующие факторы: астрономические, географические и влияние человека. Данная статья способствует закреплению изученного материала по географии, и поможет к подготовке домашнего задания к уроку в 7 классе.

§ 8. Климат и климатообразующие факторы

• Что называется погодой? •Какими метеорологическими элементами характеризуется погода? Каковы причины изменения погоды?

Климат; климатообразующие факторы: географическая широта, распределение суши и океана, отдаленность территории от океанов и морей, морские течения, высота местности над уровнем моря, рельеф.

1. Понятие о климате. Климат — это многолетний режим погоды, типичный для данной местности. Он, как и погода, характеризуется совокупностью значений метеорологических элементов. Основными из них являются температура и осадки, их изменения в течение года. Данные для научного обобщения берутся за многолетний период (обычно за 35 или 100 лет). Описание климата включает не только средние значения метеорологических элементов, но также их годовой и суточный ход, крайние значения, повторяемость.

Климат в отличие от погоды ха­рактеризуется устойчивостью. Он из­меняется только на протяжении очень длительного времени. Однако колебания климата можно наблюдать и за более короткое время (например, 30—35 лет). Климат, как и все мете­орологические элементы, изменя­ется на земной поверхности от экватора к полюсам, а на од­ной и той же широте — при движе­нии от побережий материков к их внутренним частям. В горных странах климатические условия изменяются от подножий к вершинам гор.

Климат имеет очень большое значение для процес­сов, происходящих на земной поверхности. Он оказывает большое влияние на разрушение горных пород и рельеф, пита­ние рек и водоемов, их состояние, развитие почв. Богатство рас­тительного и животного мира также определяется климатом. Климатические условия влияют на здоровье человека, образ его жизни.

В современный период большое воздействие на климат оказывает человек и его хозяйственная деятельность (рис.34, 35). Последствия сказываются на природных условиях жизни человека (рис.36).

2. Зависимость климата от географической широты и отдаленности территории от океанов и морей. Основные факторы формирования климата — географическая широта; распределе­ние суши и океана; отдаленность тер­ритории от морей и океанов; морские течения; высота над уровнем моря; рельеф. Они называются климатообразующими факторами (рис. 37).

Главный климатообразующий фактор — географическая широта. В основном от нее зависит количест­во солнечного тепла, которое полу­чает земная поверхность. Поэтому температура воздуха изменяется от экватора к полюсам. В этом направ­лении изменяются все остальные ме­теорологические элементы (атмосферное давление, ветры, влажность, облачность, осадки) и кли­мат в целом.

Важными климатообразующими факторами являются распределение суши и моря и отдаленность территории от морей и океанов (рис. 38). Суша и море нагреваются и охлаждаются по-разному. Поэтому на одной и той же широте наблюдаются значительные различия в температуре и распределении осадков. Так, на параллели 60° с. ш. средняя температура января в Атлантиче­ском океане и около западных берегов Европы равна 0 °С. Возле восточ­ных берегов Балтийского моря она равна -8 °С, на востоке Восточно-Ев­ропейской равнины — -14 °С, на Енисее — -30 °С, на Лене — -40 °С. В этом же направлении уменьшается количество осадков. На за­паде Европы их выпадает свыше 1000 мм, на Восточно-Европейской рав­нине — около 500 мм, на востоке Сибири — 300 мм.

Не меньшие различия существуют в амплитудах температур, давлении, характере и времени выпадения осадков. Поэтому раз­личают морской и континентальный климат.

3. Морские течения и климат. Большое влияние на кли­мат оказывают морские течения. Они переносят тепло из одних широт в другие и ведут к похолоданию или потеплению климата. Побережья материков, омываемые холодными течениями, холод­нее их внутренних частей, расположенных на тех же широтах. Холодные течения усиливают сухость климата. Они охлаждают нижние слои воз­духа, а холодный воздух, как известно, становится более плот­ным и тяжелым и не может подниматься. Это не способствует образованию облаков и осадков. Климат побережий, омываемых теплыми течениями, теплее и мягче, чем внутри материка. От теплых же течений воздух нагревается и увлажняется. При под­нятии вверх он становится перенасы­щенным, образуются облака, выпада­ют осадки.

Примером разного влияния на климат теплых и холодных течений может служить климат восточного побережья Север­ной Америки и западного побережья Европы между 55-й и 70-й параллелями. Американское побережье омывается холодным Лабрадорским течением, европейское — теплым Северо-Атлантическим. На американском побережье среднегодовые температуры от 0 до -10 °С, на европейском — от +10 до 0 °С. Продолжительность безморозного периода на американском побережье — 60 дней в году, а на европейском — от 150 до 210 дней. На полуострове Лабрадор — безлесные пространства, в Европе — хвойные и смешанные леса.

4. Рельеф и климат. Велико и разнообразно влияние рельефа на климат. Горные поднятия и хребты — механические преграды на пути движения воздуха. В ряде случаев горы являются границей об­ластей с разным климатом, потому что они препятствуют обмену возду­хом. Так, сухость климата централь­ной части Азии в значительной мере объясняется наличием крупных гор­ных систем на ее окраинах.

Расположение горных склонов и хребтов по отношению к океанам и сторонам горизонта является при­чиной разного распределения осад­ков. Наветренные склоны гор полу­чают осадков больше, чем подветренные, так как воздух при поднятии по склонам гор охлаждается, перенасы­щается и выделяет обильные осадки (рис. 39). Именно на наветренных склонах горных стран располагаются наиболее влажные районы Земли. Например, на южных склонах Гималаев выпа­дает много осадков, поэтому там бо­гатый растительный и животный мир. Северные склоны Гималаев су­хи и пустынны.

Климатические условия в горах зави­сят от абсолютной высоты. С высотой тем­пература воздуха понижается, атмосфер­ное давление и влажность падают, коли­чество осадков до определенной высоты возрастает, а затем уменьшается, изменя­ются скорость и направление ветра. Климат в горах из­меняется на сравнительно коротких рас­стояниях и существенно отличается от климата соседних равнин.

*В чем сходство и различие погоды и климата?

Климатообразующие факторы

Вы уже знаете, что такое климат и от чего он зависит. Сегодня на уроке вы познакомитесь с основными факторами, влияющими на формирование климата России. А также, подробно изучите, как влияет географическая широта на климат. Узнаете новые понятия «солнечная радиация» и «радиационный баланс».

Климатообразующие факторы

Наряду с рельефом, климат влияет на формирование природных комплексов. Благодаря климату формируется речная система, почвенно-растительный покров, животный мир. Климат влияет на быт, жизнь человека, на особенность хозяйственной деятельности.

Климат – это многолетний режим погоды, характерный для данной местности

Основными климатическими показателями являются средние температуры самого теплого и самого холодного месяцев, а также годовое количество осадков.

Климат любой территории формируется под влиянием трех групп климатообразующих факторов: географическое положение, циркуляция воздушных масс и характер подстилающей поверхности (см. рис. 1).

Рис. 1. Основные климатические показатели

Географическая широта

Самую большую роль в формировании климата играет географическая широта. Это объясняется тем, что от географической широты, или от угла падения солнечных лучей, зависит количество тепла, поступающего на поверхность территории. Россия находится в средних и высоких широтах – этим объясняется небольшое количество солнечной энергии поступающей на большую часть её территории. Широтное положение обуславливает размещение России в трех климатических поясах: в арктическом, субарктическом и умеренном (см. рис. 2).

Рис. 2. Климатические пояса России

При этом основная часть территории расположена между 50º и 70º с. ш. и находится в умеренном и арктическом поясах. В самом большом по площади поясе – умеренном – проживает почти 95% населения России.

Циркуляция воздушных масс

Для формирования климата очень важно положение территории по отношению к атмосферным центрам. Области высокого и низкого атмосферного давления определяют направление господствующих ветров, а следовательно, и перемещение тех или иных воздушных масс. Влияние максимумов и минимумов давления меняется по сезонам (см. рис. 3).

Рис. 3. Схема движения воздуха в тропосфере, раскрывающая образование поясов атмосферного давления и связанных с ними осадков

Циркуляция атмосферы – перемещение воздушных масс над поверхностью Земли, приводящее к переносу тепла и влаги из одних районов в другие.

Климат России определяют арктические, умеренные и, отчасти, тропические воздушные массы.

Влияние океанов на климат России

Важным значением для формирования климата на территории нашей страны является наличие различных форм рельефа, растительный покров, а также близость и отдалённость от водных объектов. Рассмотрим подробнее положение России относительно океанов. Страна имеет выход к трем из них – к Северному Ледовитому, Тихому и Атлантическому. Чем ближе к морю, тем климат более мягкий и влажный, чем дальше, тем он контрастнее и суше. В Умеренных широтах преобладают западные ветры, поэтому свыше половины территории страны испытывает на себе влияние Атлантического океана, несмотря на то, что находится он дальше, чем другие. Роль Тихого океана значительна лишь только для Дальнего Востока. Северный Ледовитый океан, граница с которым наиболее протяжённая, оказывает влияние не только на прибрежные северные территории. Из-за равнинного рельефа и открытости нашей страны к северу его влияние на себе испытывают и южные регионы. Огромные размеры России повлияли на то, что преобладающая её часть лежит на большом удалении от океанов. Характерная черта удалённых от всех океанов территории – это господство континентального климата с небольшим количеством осадков и резкими различиями температуры лета и зимы. Амплитуда достигает здесь 90ºC, континентальность возрастает здесь с запада на восток по мере отдаления от Атлантического океана.

Влияние подстилающей поверхности

В России есть достаточно много территорий, климат которых отличается от соседних. Причиной таких климатических отклонений служит рельеф, наличие водных поверхностей и других особенностей подстилающей поверхности.

Подстилающая поверхность – поверхность, над которой формируется и находится воздух.

Рельеф – важный фактор формирования климата России. На севере и западе страны отсутствуют горы, именно поэтому воздух с Атлантического и Северного Ледовитого океанов свободно проникает во внутриконтинентальные районы (см. рис. 4).

Рис. 4. Влияние рельефа на проникновение воздушных масс с Атлантического и Северного Ледовитого океанов

На Дальнем Востоке хребты горных сооружений протягиваются параллельно побережью, препятствуя проникновению вглубь континента воздушных масс с Тихого океана, поэтому его воздействие ограничено узкой относительно небольшой территорией (см. рис. 5).

Рис. 5. Влияние Тихого океана

Большое влияние на климат оказывает и абсолютная высота местности. В горах формируется особый горный климат, который изменяется с высотой, при этом сильно расчлененный рельеф горных стран приводит к большой мозаичности климатических условий. В горах северо-восточной и южной Сибири много межгорных котловин, куда зимой стекает и застаивается холодный воздух. Более легкий теплый воздух при этом вытесняется и поднимается вверх, поэтому с подъемом от поверхности в тропосферу температура не понижается, а наоборот увеличивается, что препятствует выпадению осадков (см. рис. 6).

Рис. 6. Выхолаживание воздуха в межгорных котловинах

Зимы в котловинах не только очень холодные, но и малоснежные. В крупном межгорном понижении на северо-востоке России в поселке Оймякон находится полюс холода северного полушария земли. Летом в котловинах значительно теплее, чем на окружающих горных склонах, но осадков тоже мало (см. рис. 7).

Рис. 7. Оймякон – полюс холода северного полушария

Влияние рельефа на климат заметно и на равнинах. Возвышенности и низменности, речные долины и междуречья отличаются по температуре, количеству осадков, режиму ветров, однако эти различия менее контрастны, чем в горах. Когда горы расположены на пути влажных воздушных масс, на их наветренных склонах резко возрастает количество осадков. В горах расположены наиболее влажные районы нашей страны, даже на невысоком Урале на западных склонах, осадков почти в два раза больше, чем на окружающих равнинах.

Солнечная радиация

Главную роль в формировании климата играет географическая широта. Именно от неё зависит угол падения солнечных лучей, а значит и количество солнечной радиации, поступившее на определённую территорию.

Солнечная радиация – это излучение солнцем, света и тепла.

Поверхности Земли достигает одна двухмиллиардная часть солнечного излучения. Часть солнечной радиации достигает земной поверхности в неизменённом виде – это прямая радиация. Другая часть рассеивается, проходя через атмосферу, насыщенную частичками пыли, водяного пара, кристаллами льда, каплями воды. Чем больше облачность и запылённость атмосферы, тем больше рассеивание радиации.

Рассеянная радиация – солнечная радиация, претерпевшая рассеяние в атмосфере.

Вся радиация, достигшая поверхности Земли, образует суммарную солнечную радиацию. Часть радиации отражается от земной поверхности. Например, свежевыпавший снег отражает до 90% суммарной радиации, песок до 40%, пашня до 5%, вода около 5%. Оставшаяся часть, получившая название поглощается земной поверхностью (поглощенная радиация). Нагретая земная поверхность сама становится источником теплового излучения, то есть часть земного тепла уходит в космическое пространство (см. рис. 8).

Рис. 8. Распределение солнечной радиации

Радиационный баланс

Радиационный баланс – разница между тепловыми потоками солнечной радиации.

Радиационный баланс – часть солнечной энергии расходуется на нагревание приземного слоя, на таяние снега, на испарение. Радиационный баланс определяет важнейший климатический показатель – температуру воздуха. Величина радиационного баланса определяется широтой. На крайнем юге России он превышает 50 ккал/см/год, на севере менее 10 ккал/см/год. Однако существуют области, где радиационный баланс менее 5 ккал/см/год или даже отрицательный (см. рис. 9).

Рис. 9. Радиационный баланс

Почти на всей территории нашей страны, за исключением районов Крайнего Севера, радиационный баланс в среднем за год положительный, а это значит что, земная поверхность получает тепла больше, чем излучает.

Список литературы

  1. География России. Природа. Население. 1 ч. 8 класс / В.П. Дронов, И.И. Баринова, В.Я Ром, А.А. Лобжанидзе.
  2. В.Б. Пятунин, Е.А. Таможняя. География России. Природа. Население. 8 класс.
  3. Атлас. География России. Население и хозяйство. – М.: Дрофа, 2012.
  4. В.П.Дронов, Л.Е Савельева. УМК (учебно-методический комплект) «СФЕРЫ». Учебник «Россия: природа, население, хозяйство. 8 класс». Атлас.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Климатообразующие факторы и циркуляция атмосферы (Источник).
  2. Урок-презентация «Климатообразующие факторы» (Источник).
  3. Зависимость климата от подстилающей поверхности (Источник).
  4. Солнечная радиация (Источник).
  5. Солнечная радиация (Источник).
  6. Радиационный баланс (Источник).
  7. Солнечная радиация (Источник).

Домашнее задание

  1. Почему при отвесном падении солнечных лучей земная поверхность получает существенно больше тепла, чем при их наклонном падении?
  2. В какое время года различия в величинах суммарной солнечной радиации между севером и югом нашей страны больше? Почему?
  3. Можно ли загореть в пасмурный летний день?

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

Основные климатообразующие факторы

Выделяют три главных климатообразующих фактора и факторы, влияющие на климат. Главные факторы — это факторы, определяющие климат в любой точке земного шара. К ним относятся: солнечная радиация, циркуляция атмосферы и рельеф местности.

Солнечная радиация — фактор, определяющий поступление солнечной энергии на те или иные участки земной поверхности. Количество тепла обусловливается геграфической широтой. От количества тепла напрямую зависят все жизненные процессы на Земле, а также другие показатели климата — давление, облачность, осадки, циркуляция атмосферы и т.д.

Циркуляция атмосферы — фактор, предопределяющий движение воздушных масс как по вертикали, так и по земной поверхности. Благодаря этому осуществляется межширотный обмен воздуха, а также перераспределение его от поверхности в верхние слои атмосферы и наоборот. Воздушные массы переносят облака, что определяет осадки; они в значительной мере перераспределяют давление, температуру и влажность воздуха, образуют ветры.

Рельеф — фактор, качественно изменяющий влияние двух первых климатообразующих факторов. Горные поднятия и хребты имеют специфический температурный режим и режим осадков в зависимости от экспозиции, ориентации склонов и высоты хребтов. Они могут отражать большое количество солнечной энергии, создавать обширные затененные горные районы, а наиболее высокие вершины, удаленные от равнины на тысячи метров, солнечной энергии получают меньше и нередко покрыты льдами и снежниками в течение года. Горы служат механическими преградами на пути движения воздушных масс и фронтов, в ряде случаев являются границами климатических областей, иногда изменяют характер атмосферы или исключают возможность обмена воздухом. На поверхности Земли немало районов, где благодаря этому выпадает или очень много осадков, или их недостаточно. Так, сухость Центральной Азии объясняется тем, что по ее окраинам возвышаются мощные горные системы.

В горах климатические условия меняются с изменением высоты: с ее увеличением понижается температура воздуха, атмосферное давление падает, влажность убывает, количество осадков возрастает до определенной высоты, а затем уменьшается, ветер сложно меняется по скорости и направлению, изменяются и другие показатели климата. Все это позволяет выделить специфические для гор высотные климатические пояса.

Влияние равнинных поверхностей суши и поверхности Мирового океана сказывается в том, что они практически не искажают прямого воздействия двух первых климатообразующих факторов, получая соответствующее широте количество тепла и не искажая направления и скорости движения воздушных масс.

Кроме главных существуют факторы, оказывающие существенное влияние на климат в определенных (зачастую обширных) районах. В частности, распределение суши и моря и удаленность территории от морей и океанов. Суша и море нагреваются и охлаждаются по-разному. Морские воздушные массы существенно отличаются от континентальных, но при продвижении в глубь материков они изменяют свои свойства. Поэтому на одной и той же широте наблюдаются значительные различия в температурном режиме и распределении осадков. Так, на параллели 60° с.ш. средняя температура января в Атлантике 0°, в Санкт-Петербурге уже -8°, в Приуралье -14°, на Енисее -30°, а на Лене -40°С. Количество осадков уменьшается в этом же направлении: в прибрежных районах Норвегии их выпадает свыше 1000 мм, в Европейской части России — около 500 мм, в Восточной Сибири — около 300 мм в год. Различны и другие показатели климата. Эти различия между прибрежным и внутриконтинентальным климатом позволяют выделить два подтипа климатов: морской и континентальный (иногда выделяют промежуточный подтип — переходный от морского к континентальному).

Погода Архангельск из Норвегии

Норвежский сайт Yr.no на русском Архангельская область

1. Основные климатообразующие факторы

1.1. Радиационные факторы климата

Внутриконтинентальное положение моря в приполярном районе, его вытянутость с севера на юг (от 68 до 64° с. ш.) придают радиационному режиму Белого моря своеобразные черты и неоднородность.

В холодное время года небольшое количество теплоты, которое поступает на поверхность моря в течение короткого дня при малых высотах Солина, в значительной степени отражается льдами; на севере моря в течение всего декабря тянется полярная ночь. В теплое время года происходит прогревание водной поверхности в связи со значительным притоком солнечной радиации в течение длинного полярного дня. На 64° с. ш. наибольшая высота Солнца в полдень во время летнего солнцестояния достигает 49°, а на 68° с. ш. — 45° [32, 33].

На большей части моря число часов с солнечным сиянием составляет 1200—1600 за год, из них на лето приходится 690—850 ч. В Онежском и Кандалакшском заливах продолжительность солнечного сияния равна около 1600 ч за год, за летний период— 800—825 ч [32]. Максимальная продолжительность солнечного сияния приходится на июль, когда отмечается минимум облачности. В это время на большей части моря насчитывается в среднем 270—300 ч в месяц с солнечным сиянием, на заливах— 300—320 ч. Почти везде отношение фактической продолжительности солнечного сияния к возможной составляет 46—54%, однако без солнца бывает в среднем 1—3 дня. Минимальная продолжительность солнечного сияния приходится на декабрь и составляет 0—6 ч. В это же время число дней без солнца колеблется от 27 до 31.

Солнечная радиация поступает на поверхность моря в виде прямой радиации и рассеянной атмосферой и облаками. В приполярных шпротах вследствие преобладания пасмурной погоди и небольших высот Солнца рассеянная радиация в среднем за год больше прямой [24]. Снежный покров увеличивает рассеянную радиацию и в зимние месяцы она превышает прямую в 2—4 раза. Только летом, когда уменьшается облачность и возрастает высота Солнца, прямая радиация становится равной рассеянной или превосходит ее. Количество суммарной радиации определяется теми же факторами, которые влияют на ее слагаемые. Наименьшее годовое значение суммарной радиации наблюдается в Воронке и равно 3063 МДж/м 2 [24]. К югу радиация растет и достигает наибольшего значения в Онежском заливе — 3 285 МДж/м 2 . Наибольших значений суммарная радиация достигает в июне (578— 612 МДж/м 2 ), наименьших — в декабре (0,0— 4,0 МДж/м 2 ). Большая часть солнечной радиации, поступающей к поверхности воды летом, поглощается ею (88—90%). Альбедо, т. е. отражательная способность поверхности моря, зависит от ее физического состояния и меняется в широких пределах. Зимой, когда ледовая поверхность покрыта снегом, альбедо достигает 84% [32, 33]. В Воронке в июне поглощенная радиация равна 528 МДж/м2, в Кандалакшском заливе — 570 МДж/м2.

В среднем за год эффективное излучение поверхности моря, т. е. разность между тепловым (длинноволновым) излучением моря и тепловым излучением атмосферы, наименьшее в Воронке (1102 МДж/м 2 ): здесь средняя годовая температура водной поверхности почти вдвое ниже, чем, например, в Двинском заливе, где эффективное излучение составляет 1462 МДж/м 2 . Кроме того, в Воронке в теплое время года повторяемость пасмурного неба (особенно по нижней облачности) и туманов больше, чем в южной части моря, что увеличивает противоизлучение атмосферы и компенсирует часть потерн тепла поверхностью моря.

С октября по февраль радиационный баланс имеет отрицательный знак (—25. ..— 205 МДж/м 2 ), т. е. расходная часть баланса превышает приходную. В марте он близок или равен нулю, а с апреля по сентябрь баланс положителен. Наибольшее значение отмечается в нюне, когда поглощенная радиация максимальна п составляет около 469 МДж/м 2 в Бассейне и 432 МДж/м 2 в Двинском заливе [24]. Энергия, соответствующая радиационному балансу, частично передается воздуху, но основное количество энергии накапливается в водной массе, преобразуется и участвует в адвективном обмене тепла течениями. Общий приход—расход тепла в деятельном слое моря составляет тепловой баланс. В расходной части теплового баланса основная роль принадлежит эффективному излучению (35%). затрате тепла на испарение (29%) и турбулентному теплообмену (20%). Главную роль в поступлении тепла играет поглощенная солнечная радиация (67%) и адвекция тепла течениями (26%). Относительная доля тепла, приносимого в море речным стоком, невелика и составляет 2%. В среднем за год как поступление, так и расход тепла составляет 3 482 МДж/м 2 [24].

1.2. Циркуляция атмосферы

Для акватории Белого моря в любые сезоны года характерна частая смена воздушных масс, связанная с прохождением барических образований. Согласно данным за период 1967—1976 гг., в среднем погода на море в течение года в 71% случаев (262 дня) определяется действием циклонических и в 29% случаев (ЮЗ дня)—антицнклоннческнх полей атмосферного давления (табл. 1.1).

Зимой (ноябрь — март) преобладают области низкого давления (77%), которые в 37% случаев являются малоподвижными или малоградиеитнымн и в 13%—хорошо выраженными циклонами, переметающимися с запада и северо-запада из районов Атлантического океана. Двигаясь с большими скоростями (50—70 км/ч) на восток и юго-восток (рис. 1.1 а), они за сутки могут достигать акватории Белого моря. В передней части этих циклонов, как правило, наблюдается вынос теплого и влажного воздуха, что вызывает снегопады, иногда оттепель, штормовой ветер; в тыловых частях — резкие похолодания, штормовой ветер, снегопады с ухудшением видимости. Выходы южных и юго-западных циклонов на акваторию Белого моря отмечаются значительно реже, их повторяемость составляет ответственно 3 и 8%. С ними также связаны штормовые ветры, снегопады с ухудшением видимости и повышения температуры воздуха до оттепели. Зимой акватория моря значительно реже находится под влиянием области повышенного дав пения (23%), которую создают в основном малоградиентные барические поля пли стационарные антициклоны (15%). реже—отроги азорскнх антициклонов (3%) или скандинавские антициклоны (4%) м крайне редко наблюдаемые карские вторжения холодных воздушных масс (1%).

В весенний период, как и зимой, сохраняется еще большая неустойчивость погоды п относительно быстрая смена синоптических процессов. Наибольшую повторяемость имеют поля пониженного давления, определяемые малоподвижными циклопами (36%). Циклоны, перемещающиеся с запада, с районов Исландии и Норвежского моря, формируют погоду в 11% случаев (рис. 1.1 б). Повторяемость области высокого давления но сравнению с зимним сезоном увеличивается: в 20% случаев они связаны состационарнымп антициклонами и в 10% случаев с прохождениями антициклонов. Повторяемость полей высокого давления, обусловленных прохождением карских и азорских антициклонов, равна 3%. В течение весеннего периода происходит перестройка структуры сезонного барического поля, которая к концу мая уже преобретает летний характер.

Значительный приток тепла от Солнца способствует нагреву не только в умеренных, но и в северных шпротах. Разность температур между широтами уменьшается, что приводит к уменьшению горизонтальных градиентов давления и ослаблению интенсивности циркуляции атмосферы. Траектории циклонов располагаются южнее, над материком европейской части СССР.

Повторяемость циклонических полей летом остается на уровне весенних, увеличивается до 15% повторяемость полей пониженного давления, связанных с прохождением западных циклонов, число «ныряющих» циклонов по сравнению с зимой несколько уменьшается (11%). Глубина, а также скорости перемещения последних небольшие (25— 30 км/ч). На акваторию Белого моря они выносят влажный и прохладный воздух с Атлантики. При выходе южных циклонов (6%) обычно наблюдаются восточные и северо-восточные ветры со скоростью 12 м/с и более. Как и весной наибольшую повторяемость в летний период имеют стационарные антициклоны (17%), а наименьшую — азорские (3%) и карские (1%) (рис. 1.1 в). Чаще всего наблюдается вхождение антициклонов со Скандинавии (11%), что всегда обусловливает на акватории Белого моря холодную погоду с ветрами северных направлений.

Начало осеннего сезона обычно характеризуется активизацией атмосферной циркуляции и увеличением повторяемости полей низкого давления (73%). Они создаются в большинстве случаев «ныряющими» (19%), западными (8%), юго-западными (10%) и малоподвижными циклонами (31%) (рис. 1.1 г). Скорость перемещения циклонов осенью увеличивается по сравнению с летним сезоном. В годы с сильно развитой циклонической деятельностью, с частыми прохождениями юго-западных, западных и «ныряющих» циклонов, которые приносят с Атлантики влажную прохладную воздушную массу, на акватории Белого моря отмечается ненастная осень, с частыми штормовыми ветрами, дождями. В октябре дожди часто сменяются «зарядами» мокрого снега, ухудшающими видимость. Повторяемость полей повышенного давления осенью составляет 27% и обусловливается в основном стационарными (14%) и скандинавскими (11%) антициклонами. Вторжения холодных карских и теплых отрогов азорских антициклонов наблюдаются редко, их повторяемость составляет 1%.

1.3. Роль подстилающей поверхности в формировании климата

Важную роль в формировании климата моря играет состояние его поверхности и температура воды. Белое море каждую зиму покрывается льдом. Раньше всего лед образуется в устье Мезени — примерно в конце октября, а позднее всего—у Терского берега Горла и Воронки. Наибольшего развития ледовый покров достигает в марте. Обычно льдом покрывается около 90% плошали моря. Под влиянием ветра и течении лед носит плавучий характер. Неподвижный припайный лед формируется в основном в Кандалакшском, Онежском и Двинском заливах. В других районах моря припай не имеет значительного развития. В мае море полностью освобождается ото льдов.

Вследствие различной теплопроводности, излучательной и отражательной способности водная поверхность и ледовые поля по-разному влияют на формирование потоков тепла и влаги в атмосферу, по-разному поглощают и отражают солнечную радиацию. Альбедо снега колеблется от 30 до 95%, ледяного покрова—-от 40 до 50%, водной поверхности— от 10 до 12%. Эти различия сказываются на приходную часть радиационного баланса. Эффективное излучение, зависящее от температуры поверхности моря, происходит к тому же при различных условиях облачности и влагосодержания (над водой они больше, чем над льдом) и влияет на расходную часть радиационного баланса. Сказанное относится не только к физически неоднородным поверхностям (лед, вода), но и к областям теплых и холодных течений.

Несмотря на относительно небольшие размеры Белого моря, его водным массам с их большой теплоемкостью принадлежит заметная роль как второго источника тепла. Значительную часть тепла, накопленного в теплое время года, море отдает в атмосферу осенью н в начале зимы, когда оно еще не покрыто льдами. За ноябрь—декабрь теряется около половины годового запаса тепла, получаемого от Солнца и путем адвекции теплых вод Баренцева моря. В середине и во второй половине зимы значительный теплообмен с атмосферой происходит в местах разводий, трещин и над свободными ото льда участками поверхности. Вследствие этого температура воздуха, например, в январе, над наиболее глубоководной центральной частью Бассейна с ее большими теплозапасами и в Воронке на 2 — 3°С выше, чем у южного побережья моря, а ход изолиний температуры воздуха соответствует ходу изолиний температуры воды.

Немаловажную роль в формировании климата моря играет его средиземное положение. Почти сплошное кольцо окружающей суши придает некоторым частям моря, особенно мелководным п изолированным, значительную континентальность. Она проявляется в увеличении годовых и суточных амплитуд температуры воздуха, повторяемости и продолжительности низких температур, в значительном горизонтальном градиенте всех характеристик температурного режима воздуха в прибрежных районах, в уменьшении облачности и влажности воздуха над ними, в возникновении летней бризовой циркуляции воздуха.
Летом относительно холодная водная поверхность, особенно в Воронке (благодаря свободному доступу более холодных баренцевоморских вод), способствует образованию туманов при выносе теплых воздушных масс с суши и увеличению случаев плохой видимости, а также некоторому увеличению облачности.

Состояние поверхности моря влияет и на циркуляцию атмосферы. Над относительно теплыми водами моря в октябре—декабре воздушные массы дополнительно прогреваются, и тем самым создаются условия для поддержания циклонической деятельности. что приводит к высокой повторяемости облачности, сильных и штормовых ветров осенью и в начале зимнего периода, когда море еще свободно от льдов. У побережья Кольского полуострова в зоне теплого (зимой) баренцевоморского течения создаются значительные температурные контрасты между сушей и морем, неустойчивость в приземном слое воздуха, которая проявляется в режиме больших скоростей ветра и осадков. Береговая зона с ее изрезанностью, различной ориентацией, формами рельефа и острова оказывают существенное влияние на ветровом поток. Оно выражается в увеличении повторяемости определенных направлений ветра на заливах и в Горле, в усилении ветра около выступающих мысов.

Влияние подстилающем поверхности как климатообразующего фактора на режим отдельных метеорологических элементов и явлении в различные сезоны более подробно рассмотрено в соответствующих главах.

Климатообразующие факторы

Что такое климатообразующие факторы

Климат — многолетний режим погоды, характерный для определенной местности. На Земле он очень отличается по широте — от жаркого и засушливого на экваторе, до ледяных шапок полюсов. Формируется под воздействием определенных факторов, о них и пойдет речь в этой статье.

Это факторы, под влиянием которых формируется климат в локальной местности. Они бывают основными, второстепенными, внешними и внутренними.

Основные климатообразующие факторы

Солнечная радиация.

Один из основных поставщиков тепловой энергии. Количество поглощенного тепла зависит от географической широты, которая определяет угол падения солнечных лучей к верхнему слою атмосферы. На экваторе лучи падают под прямым углом, поэтому этот регион получает наибольшее количество тепла. По мере удаления от экватора угол становится острее и потоки солнечной энергии «проскальзывают» мимо, на полюсах поглощение вообще минимальное. Также от солнечной радиации зависят атмосферная циркуляция, давление и осадки.

Циркуляция атмосферы.

Этот фактор определяет перемещение воздушных масс во всех направлениях — горизонтальном и вертикальном. Воздух движется из холодных областей высокого давления к зонам низкого — более теплым. Обеспечивает обмен воздуха между широтами и его циркуляцию от поверхности к верхнему слою атмосферы и обратно. Движение воздушных масс способствует распределению влажности по климатическим поясам, перемещению облаков и выпадению осадков. Так, в экваториальной зоне выпадает много дождей из-за высокого испарения и приноса влажного воздуха из тропиков и субтропиков.

Циркуляция атмосферы в зонах, прилегающих к экватору создает сезонность. Муссоны, дующие со стороны моря, приносят дождевые облака и наступает сезон дождей. Когда ветер меняет направление и дует с жаркого, засушливого берега, приходит засуха. Из-за преобладания западных ветров, в восточных областях выпадает достаточно осадков, тогда как западные более сухие. Климат в них становится пустынным, жарким и засушливым.

Атмосферная циркуляция постоянно меняется из-за неравномерного теплового распределения, смены сезонов и образования циклонов и антициклонов. Основное направление перемещения — восточное. Но при этом циклоны движутся к полюсам, а антициклоны наоборот.

Рельеф.

Очень сильно влияет на воздействие первых факторов. Высокие горы имеют особый режим влажности и температуры и как зеркала отражают огромное количество энергии солнца обратно в атмосферу. Отражающая способность зависит от крутизны склонов и высоты вершин. Также они могут препятствовать движению атмосферных фронтов и задерживать осадки, из-за этого в горной и прилегающей к ней местности могут наблюдаться частые грозы с ливнями, снегопады и град, а за ней — постоянные засухи. Поэтому горы часто являются границами климатических зон. Так, Центральная Азия имеет засушливый климат во многом благодаря высоким горным цепям на ее окраинах. На Урале по этой же причине нередки сильнейшие ливни и длительные задержки циклонов, а в Крыму и горном Алтае периодически случаются наводнения.

В этой местности расположены высотные климатические пояса, меняющиеся с изменением высоты. Чем выше, тем ниже атмосферное давление, количество кислорода в воздухе, величина выпадения осадков с набором высоты начинает возрастать, а затем наоборот — уменьшается. Ближе к вершинам становится холоднее, так как склоны отражают солнечные лучи и они часто покрыты ледниками.

Распределение суши и моря.

Этот фактор оказывает существенное влияние на погоду, так как поверхность суши и моря обладают различной способностью к теплообмену. Континентальный и морской воздух существенно отличаются. При движении вглубь материка морские ветры ощутимо меняют свои свойства — становятся суше и холоднее. В прибрежных районах температура воздуха выше, но за счет повышенной влажности холод или жаркая погода могут ощущаться сильнее и переноситься хуже.

Также большая поверхность воды способствует активному испарению и формированию дождевых облаков и большого количества осадков, из-за разницы температур у воды и суши нередки туманы и сезонные ураганные ветра.

Течения.

Кроме вышеперечисленного, климат меняют океанические течения. Например, Гольфстрим сильно смягчает зимы в Западной Европе , где температура редко пускается ниже -10. Встречаясь с холодным воздухом Гренландии, он образует Исландскую депрессию — зону устойчивого низкого давления. Благодаря этому, находящаяся на 65 широте Исландия обладает мягкой зимой для такого северного государства и умеренно-прохладным летом. В то же время, российский город Надым, расположенный на той же широте, обладает гораздо более холодным климатом с сильными морозами и снегопадами зимой и очень коротким, но теплым, а временами жарким, летом.

По похожему принципу действует наличие крупных пресных водоемов.

Внешние климатообразующие факторы

К внешним факторам относятся энергетические влияния на атмосферу Земли. Это в первую очередь астрономические факторы: светимость Солнца, наклон земной оси, ее скорость вращения, орбита и ее положение в солнечной системе, гравитация Луны. Вторая группа — геофизические: размер и масса планеты, ее гравитация и наличие магнитного поля, вулканическая деятельность.

Внутренние климатообразующие факторы

К ним относятся состав и масса атмосферы, положение материков, рельеф, структура деятельного слоя суши.

К внутренним факторам относится и антропогенное влияние:

  • выбросы парниковых газов, таких как СО2 и разрушающих озоновый слой хладонов;
  • поступление в атмосферу промышленных аэрозолей, вроде угольной пыли и копоти ТЭЦ, золоотвалов, пепла и пыли от коксохимических и им подобных предприятий;
  • наличие градирен электростанций и плотины ГЭС увеличивает влажность воздуха, способствует образованию облаков и тумана;
  • распашка земель и мелиорация приводят к возникновению ветров и изменению влажности.

Обмен углекислого газа является важным внутренним фактором. Это основной парниковый газ, вместе с водяным паром они создают среднюю температуру земной поверхности, равной +15ºС. Если бы их не было в атмосфере Земли, то средняя температура с учетом солнечной постоянной, температура была бы -15ºС. То есть, пар и углекислый газ повышают температуру на целых 30ºС. Концентрация его невелика, но при этом СО2 способен поглощать инфракрасное излучение и «переводить» длину волны в параметр 4,26 мкм. На такой длине излучение не может уйти в космос и это обеспечивает парниковый эффект.

Астрономические факторы

Относятся к долгопериодическим. Одним из них является светимость солнца. Она определяет количество выделенной энергии за определенную единицу времени. Данная характеристика применяется для всех звезд и чем она выше — там больше тепла поступает к поверхности планеты. Благодаря многолетним исследованиям, была выявлена солнечная постоянная — мощность излучения, проходящего через перпендикулярную площадку, лежащую за пределами атмосферы. Ученые выяснили, что за 5 млрд лет светимость звезды выросла на 25% и продолжает увеличиваться.

Другим важным моментом является орбита Земли, а точнее — ее эллиптическая форма. Благодаря этому происходит изменение расстояния до Солнца и угла падения солнечных лучей, что дает смену времен года.

Вращение планеты и угол наклона земной оси влияют на образование муссонов, движение и циркуляцию атмосферы и те же сезонные изменения в климатической системе. Если бы ось была перпендикулярной Солнцу, то смены времен года не было.

На климат влияет и спутник земли — Луна. По соотношению к размерам планеты она является одним из самых крупных спутников в Солнечной системе. Ее гравитация ощутимо меняет погоду, вызывает приливы и отливы. Известно, что после полнолуния и новолуния резко возрастает активность атмосферных фронтов и появляется большое количество гроз с ливнями, особенно первые 2-3 дня после указанных фаз. Но этот период может зависеть от географической широты. Меньше всего осадков выпадает перед полнолуние и новолунием. Ученые связывают это с тем, что полная Луна отражает большее количество солнечного излучения. Благодаря этому увеличивается испарение океанов и пресных водоемов, влажность воздуха повышается, а атмосферное давление наоборот — понижается. Но этот фактор оказался очень зависимым от солнечной активности. Так, в годы высокой активности влияние Луны составляет порядка 65%, а в период снижения не более 14%. Кроме этого она вызывает небольшие колебания орбиты, что в свою очередь влияет на инсоляцию и поглощение солнечной радиации.

Геофизические факторы

Способность планеты удерживать газовую оболочку и определять ее состав зависит от ее гравитационного поля. Чем больше масса и размер, тем легче удержать атмосферу. Если бы Земля имела больший размер и массу, ее атмосфера была бы тоньше и плотнее.

Кроме массы, на гравитацию влияет угловая скорость вращения планеты. В результате образуются центробежные силы, которые немного уменьшают ее. Кроме этого, угловая скорость оказывает воздействие на циркуляцию воздушных масс и океанических течений. Это происходит за счет отклоняющей силы, которая перенаправляет воздушные и водные потоки, в результате основная циркуляция идет с запада на восток. Из-за неравномерного нагрева экватора и полюсов происходит расширение и утолщение атмосферного слоя в области низких широт. Под влиянием этого фактора возникает изменение давление и движение воздуха направляется от экватора к полюсам.

Ученые установили, что в прошлом Земля вращалась быстрее и поэтому различные климатические зоны были выражены гораздо четче. Присутствие воды и обширных океанов на земле делают контраст между широтами еще менее выраженным. Например, на Марсе зональность проявляется более резко, так там нет водоемов. Это говорит о зависимости погоды от подстилающей поверхности.

На климат, возможно, влияет и магнитное поле планеты. Его роль пока до конца не ясна, но ученые имеют гипотезу на этот счет. Считается, что во время повышенной активности солнца, солнечный ветер активнее просачивается в область геомагнитный полюсов. Там корпускулы за счет кинетической энергии разогревают верхний слой атмосферы и усиливают ее циркуляцию. Нагреву атмосферы могут способствовать возникающее в зоне полярных сияний вихревое электричество. Верхний слой атмосферы в районе магнитного полюса нагревается еще сильнее, что ведет к его подъему и оттоку воздушных масс к Исландской депрессии.

Кроме вышеперечисленных факторов, у Земли еще имеется внутреннее тепло. В первую очередь, оно проявляется вулканической деятельностью. Вулканы выбрасывают в атмосферу большое количество горячих газов и пепла. Они могут способствовать потеплению, но при очень интенсивных извержениях наоборот — препятствовать инсоляции поверхности и вызывать снижение температуры. По последним исследованиям, средневековые холодные зимы были вызваны мощными извержениями в Африке. Это привело к загрязнению атмосферы аэрозолями, которые поглощали солнечные лучи. Наступило глобальное похолодание в Северном полушарии, называемое малым ледниковым периодом XIV-XIX веков. Ученые не исключают повторения подобного события, когда лето становится дождливым и прохладным, а зима суровой.

Вулканы, кроме выбросов, образуют геотермальные источники. Они никогда не замерзают и создают более теплую и влажную погоду в данной местности. Существенный вклад в тепловое равновесие Земли приносят геотермальные источники, расположенные на дне океана, их называют «черные курильщики». Вода из них идет под огромным давлением, насчитывающим сотни атмосфер, имеет черный цвет из-за специфического состава, а температура может достигать 400ºС. Смешиваясь с холодной океанической водой, эта черная жидкость начинает охлаждаться и содержащиеся в ней минеральные вещества растворяются или выпадают на дно в виде осадка. По последним данным, они выделяют около 20% всего геотермального тепла.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector