Климатология и изменения погоды

где Н₀ -- высота однородной атмосферы (~8000 м), t -- температура по Цельсию, б -- коэффициент теплового расширения газов. При p = 1000 мб, T = 0°Б. С. равна 8 м/мб, увеличиваясь на 0,4% с возрастанием температуры на 1°; на высоте 5 км Б. С. составляет около 15 м/мб, на высоте 18 км -- около 70 м/мб климат атмосферный фронт радиация

46. БАРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ Пространственное распределение атмосферного давления. Б. П. -- скалярное поле, характеризующееся системой поверхностей равного давления -- изобарических поверхностей. На синоптических и климатологических картах Б. П. представляется либо изобарами на различных стандартных уровнях (высотах), либо изогипсами (линиями равных геопотенциалов) определенных изобарических поверхностей. Формы барического поля носят название барических систем. Со скалярным Б. П. связано векторное поле барического градиента. БАРИЧЕСКИЙ РЕЛЬЕФ Барическое поле у земной поверхности, точнее -- на уровне моря, представленное системой изобар на синоптической карте. 1. Барические минимумы, или просто минимумы, или циклоны. 2. Барические максимумы, или антициклоны. Кроме этих основных, или первичных, Ф. Б. Р., наблюдаются вторичные формы распределения давления атмосферы, которые возникают на периферии циклонов и антициклонов и представляют собой выпячивания, или области пониженного давления, в область повышенного давления (т. наз. ложбины), или области повышенного давления в область пониженного давления (т. наз. отроги и клинья). Области, расположенные между двумя или несколькими минимумами или максимумами, называются промежуточными. К промежуточным Ф. Б. Р. относятся: барические седла, коридоры пониженного давления и перемычки повышенного давления. Внутри ложбин иногда образуются вторичные, или частные, циклоны, а внутри отрогов -- вторичные, или частные, антициклоны.

47. По обе стороны от экватора (в зоне от 15 ° с. ш. и 25 ° ю. ш. в январе и между 35° с. ш. и 5° ю. ш. в июле) формируется область пониженного давления. Это область экваториальной депрессии, смещающаяся в то полушарие, в котором в данном месяце лето. В субтропических широтах (30--32° с. ш. и ю. ш. в январе и 33--37° с. ш. и 26--30° ю. ш. в июле) формируются две субтропические зоны повышенного давления, смещающаяся от января к июлю к северу, а от июля к январю к югу. От субтропиков к умеренным широтам (55--65° с. ш. и ю. ш.) давление падает, особенно сильно в южном полушарии, и достигает минимума в субарктических и субантарктических зонах. К полюсам обоих полушарий давление опять растет. На картах средних многолетних значений давления воздуха для летних и зимних месяцев можно отметить некоторые характерные черты определении давления и ветров на уровне моря (рис. 1.4.3-1.4.4). Из этих карт видно, что в приэкватольной области наблюдается относительно пониженное давление вследствие мощного конвективного подъема прогретого воздуха. В верхних слоях поток воздуха устремляется к высоким широтам, постепенно отклоняясь под влиянием силы Кориолиса. На широте около 30° северный и южный потоки принимают широтные направления, здесь создаются субтропические пояса повышенного давления, расчлененные на отдельные антициклоны. В результате у поверхности Земли создается ж воздуха от пояса высокого давления к экватору -- пассаты. Расчлененность субтропического пояса высокого давления в северном полушарии больше, чем в южном, из-за большей неоднородности подстилающей поверхности. В северном полушарии летом в субтропической зоне образуются два мощных антициклона--Азорский и Тихоокеанский, зимою в эту зону распространяется еще и Азиатский антициклон. Далее к северу расположены обширные пояса пониженного давления. В северном полушарии постоянными составляющими этого пояса являются Исландский и Алеутский минимумы. При этом пояс пониженного давления хорошо выражен на океанах в течение всего года, а на суше -- только летом; в зимнее же время над континентами формируются обширные антициклоны (Азиатский, Канадский). В южном полушарии пояс пониженного давления более устойчив. В полярных районах снова наблюдается повышенное давление. Причем в зимнее время область повышенного давления здесь выражена более четко, чем летом.

48. Ветер Движение воздуха относительно земной поверхности. В понятии В. различаются числовая величина скорости В., выражаемая в м/с, км/ч, узлах или условных единицах (баллах), и направление, откуда дует В. Для обозначения направления указывают либо румб (по 16-румбовой системе), либо угол, который горизонтальный вектор скорости В. образует с меридианом (причем север принимается за 360 или 0°, восток --за 90°, юг-- за 180°, запад --за 270°). Скорость и направление В. всегда в большей или меньшей степени колеблются вследствие турбулентности воздушного потока. Поэтому их обычно определяют как сглаженные, осредненные величины за некоторый промежуток времени. В понятии В. различаются числовая величина скорости В., выражаемая в м/с, км/ч, узлах или условных единицах (баллах), и направление, откуда дует В. Для обозначения направления указывают либо румб (по 16-румбовой системе), либо угол, который горизонтальный вектор скорости В. образует с меридианом (причем север принимается за 360 или 0°, восток --за 90°, юг-- за 180°, запад --за 270°). Скорость и направление В. всегда в большей или меньшей степени колеблются вследствие турбулентности воздушного потока. Скорость ветра у земной поверхности измеряется анемометрами разной конструкции или флюгером Вильда.

49. ИЗМЕНЕНИЕ ВЕТРА С ВЫСОТОЙ -- увеличение скорости ветра с высотой в нижнем километровом слое атмосферы вследствие увеличения турбулентного трения, скорость ветра увеличивается по степенному или логарифмическому закону. Усиление ветра с высотой происходит тем интенсивнее, чем больше горизонтальный градиент температуры и чем ближе совпадают направления барического и термического градиентов. Изменение скорости ветра с высотой зависит еще и от вертикального -распределения температуры.

50. Всякое препятствие, стоящее на пути ветра, видоизменяет поле ветра. Препятствия могут быть крупномасштабными, как горные системы и горные хребты, мезомасштабными, как отдельные долины, и мелкомасштабным и, как здания, лесные полосы и т.д. В зависимости от размеров препятствия и от сратификации воздушного потока он либо обтекает препятствие с боков, либо переваливает через него сверху, либо обтекает его в нижних слоях и переваливает через него в верхних. Перетекание происходит тем легче, чем устойчивее стратификация воздуха, т.е. чем больше вертикальные градиенты температуры в атмосфере. Вынужденный подъем, адиабатическое расширение воздуха, а следовательно, падение температуры и приближение к насыщению способствуют увеличению облаков и осадков на наветренных склонах гор и горных хребтов. Нисходящее движение на подветренных склонах способствует удалению воздуха от насыщения, что приводит к недостатку осадков. Обтекая препятствие, ветер перед ним ослабевает, но с боковых сторон усиливается, особенно у выступов препятствий (мысы береговой линии, углы зданий и др.). Происходит это по тому, что линии тока с боковых сторон и у углов препятствий сужаются. Непосредственно за препятствием скорость ветра уменьшается, там наблюдается ветровая тень. Очень существенное усиление ветра происходит при попадании воздушного потока в суживающееся орографическое ложе, например между двумя сближающимися горными хребтами. При движении воздушного потока в таких условиях ему приходится протекать через все меньшее поперечное сечение. Так как сквозь уменьшающееся поперечное сечение должно пройти столько же воздуха, сколько его было вначале, то скорость должна все время увеличиваться. Именно этим объясняются очень сильные ветры в некоторых районах. Тем же объясняется и усиление ветра в проливах между высокими островами и даже на городских улицах.

52. С высотой упругость водяного пара убывает; убывает и абсолютная, и удельная влажность. Это вполне понятно: ведь давление и плотность воз-духа в целом также убывают с высотой. упругость и плотность водяного пара убывают с высотой быстрее (даже значительно быстрее), чем общее давление и общая плотность воздуха. Зависит это от того, что водяной пар постоянно поступает в атмосферу снизу и, постепенно распространяясь вверх, конденсируется в более или менее высоких слоях вследствие понижения температуры. Поэтому в нижних слоях его больше по отношению к сухому воздуху, чем в верхних. Убывание влажности с высотой в отдельных случаях происходит по-разному в зависимости от условий перемешивания воздуха и от вертикального распределения температуры. Вместе с упругостью пара так же быстро убывает с высотой и абсолютная, и удельная влажность. Таким образом, половина всего водяного пара приходится на нижние 1,5 км и свыше 99% -- на тропосферу. В горах влагосодержание несколько больше, чем на тех же высотах в свободной атмосфере, по понятным причинам: здесь ближе источник влаги -- земная поверхность.

53. Циркуляция в тропиках существенным образом отличается от циркуляции в умеpенныx широтах Переходная зона, которая отделяет циркуляцию в тропиках от циркуляции умеренных широт над океанами, может быть условно представлена широтными осями субтропических антициклонов. Определенная таким образом граница зимой лежит около 28+30 с. ш. в Северном полушарии и около 32+30 ю. ш. в Южном полушарии, а летом - около 35+50 с. ш. и 35+30 ю. ш. соответственно. Таким образом, от зимы к лету граница тропической зоны смещается к полюсам, причем наибольшее смещение наблюдается в Северном полушарии над материками. В отличие от умеренных широт циркуляционные системы (но не погода) в тропиках отличаются значительной устойчивостью. Как на средних картах давления и ветра, так и в любой физический момент в тропической зоне можно различать пассаты, летний или зимний муссон и внутритропическую зону конвергенции, расположенную в экваториальной ложбине. Пассаты Устойчивые ветры восточной четверти, дующие в течение всего года над океанами на обращенной к экватору периферии субтропических антициклонов в каждом полушарии, называют пассатами. Скорость пассатных ветров у земной поверхности составляет в среднем 5-8 м/с.. На земном шаре эти системы ветров наиболее устойчивы

54. Тропический циклон -- циклон, образовавшийся в тропических широтах -- атмосферный вихрь с пониженным атмосферным давлением в центре. В отличие от внетропических циклонов, часто сопряжён со штормовыми скоростями ветра. В мире ежегодно наблюдается около 80 тропических циклонов. Для формирования тропического циклона необходима высокая температура воды, сила тропических циклонов намного больше, чем внетропических. На Дальнем Востоке и в Юго-Восточной Азии тропические циклоны называются тайфунами, а в Северной и Южной Америке --ураганами. согласно шкале Бофорта, что шторм переходит в ураган при скорости ветра более 118 км/ч. Обычно тропические циклоны имеют небольшой (по сравнению с другими циклонами) размер, составляющий около 200--300 километров вдиаметре, в то же время давление в центре циклона опускается до 0,95 (а иногда и до 0,9) атмосфер, оба эти фактора обеспечивают очень большие барические градиенты. Ветры достигают силы шторма и урагана. Сила Кориолиса (отклоняющая сила вращения Земли) является причиной возникновения вращения циклона, следовательно ветры в тропических циклонах северного полушария дуют против часовой стрелки, а южного полушария -- по часовой стрелке.

55. во внетропических широтах преобладает западный перенос воздуха, особенно хорошо выраженный в верхней тропосфере. Однако воздушные течения меняются в этих широтах часто и быстро в связи с циклонической деятельностью, и преобладающий западный перенос представляет собой только статистический результат совокупного действия возникающих здесь атмосферных возмущений. Основной особенностью атмосферной циркуляции во внетропических и особенно в средних широтах является именно интенсивная циклоническая деятельность. Циклонической деятельностью называют постоянное возникновение, развитие и перемещение в атмосфере внетропических широт крупномасштабных атмосферных возмущений с пониженным и повышенным давлением - циклонов и антициклонов. Все воздушные течения крупного масштаба связаны во внетропических широтах с этими атмосферными возмущениями.

56. Муссоны - это устойчивые сезонные режимы воздушных течений с резким изменением преобладающего направления ветра от зимы к лету и от лета к зиме. В каждом месте области муссонов в течение каждого из двух основных сезонов существует режим ветра с резко выраженным преобладанием одного направления (квадранта или октанта) над другими. При этом в другом сезоне преобладающее направление ветра будет противоположным или близким к противоположному. Таким образом, в каждой муссонной области есть зимний муссон и летний муссон с взаимно противоположными или, по крайней мере, с резко различными преобладающими направлениями. Конечно, кроме ветров преобладающего направления, в каждом сезоне наблюдаются и ветры других направлений: муссон испытывает перебои. В переходные сезоны, весной и осенью, когда происходит смена муссонов, устойчивость режима ветра нарушается. Устойчивость муссонов связана с устойчивым распределением атмосферного давления в течение каждого сезона, а их сезонная смена - с коренными изменениями в распределении давления от сезона к сезону. Преобладающие барические градиенты резко меняют направление от сезона к сезону, а вместе с этим меняется и направление ветра.

57. Внетропический циклон - циклон, возникающий преимущественно в зоне западного переноса воздушных масс в умеренных и полярных широтах Северного и Южного полушарий.

Внетропические циклоны развиваются на полярных и арктических (антарктических) фронтах, разделяющих воздушные массы с различными термодинамическими свойствами.

В процессе развития внетропический циклон проходит несколько стадий: волна, молодой циклон, окклюдированный циклон. Развитие на фронтах мощных облачных систем и термическая неоднородность приводят к резким изменениям погоды. Кроме фронтальных, наблюдаются местные, малоподвижные внетропические циклоны, возникающие над теплой подстилающей поверхностью. Циклон - область пониженного давления в атмосфере с минимумом в центре.

58. Антициклон - область высокого атмосферного давления в тропосфере: с максимальным давлением в центре и уменьшением давления к периферии области. Обычно антициклоны достигают 3000 километров в поперечнике, и характеризуются опусканием теплого воздуха, а также понижением относительной влажности воздуха. В летний период антициклон приносит жаркую, малооблачную погоду с редкими и непродолжительными дождями. В зимний период стабильный характер антициклонов способствует морозной погоде и возникновению туманов. Антициклон характеризуется системой ветров, дующих по часовой стрелке в Северном полушарии и против - в Южном, малооблачной и сухой погодой и слабыми ветрами. Антициклоны характерны для умеренных широт; они перемещаются с запада на восток со скоростью 30-40 км/час.

59. Сильный маломасштабный вихрь под облаками с приблизительно вертикальной, но часто изогнутой осью. Давление воздуха в С. понижено. С. имеет вид темного облачного столба диаметром в несколько десятков метров; он опускается в виде воронки из низкого основания кучево-дождевого облака, навстречу которой с земной поверхности может подниматься другая воронка из брызг и пыли, соединяющаяся с первой. Наиболее узкая часть столба -- в середине. Из одного облака может опускаться одновременно несколько С, в этом случае -- небольшого диаметра. Скорости ветра в С. достигают 50-- 100 м/с при сильной восходящей составляющей и могут вызывать катастрофические разрушения, иногда с человеческими жертвами, тогда как поблизости от пути С. может наблюдаться почти полное затишье. Вращательное движение в С. может происходить и против, и по часовой стрелке. Возникновение смерчей связано с особо сильной неустойчивостью стратификации атмосферы в нижних слоях. Над сушей оно характерно для жаркого времени года, обычно в континентальном тропическом воздухе или в США в тропическом воздухе с Мексиканского залива. Близость фронта может стимулировать процесс смерчеобразования. Синонимы для С. над сушей: тромб, торнадо (в США).

60. Бриз Ветры с суточной периодичностью по берегам морей и больших озер, а также на некоторых больших реках. Дневной (морской) бриз дует с моря на нагретое побережье, ночной (береговой) -- с охлажденного побережья на море. Смена берегового бриза на морской происходит незадолго до полудня, морского на береговой -- вечером. Слой, охваченный бризом, может сильно варьировать по толщине; в общем он порядка нескольких сот метров. Выше наблюдается перенос воздуха в обратном направлении (антибриз), образующий вместе с бризом замкнутую циркуляцию. Б. проникают от береговой линии на десятки километров. Б. особенно развиты летом, в периоды антициклонической погоды, не нарушаемой прохождением фронтов и сменой воздушных масс; они являются примером местной циркуляции воздуха, налагающейся на общую циркуляцию. В б.СССР Б. наблюдаются на берегах Белого, Черного, Азовского, Каспийского морей, на озерах Ладожском, Онежском, Севане, Зайсане, Иссык-Куле и пр. Хорошо выражены они в тропиках, где смена бризов имеет существенное значение для суточного хода погоды

61. Ветер, часто сильный и порывистый, с высокой температурой и пониженной относительной влажностью воздуха, дующий временами с гор в долины. Свойства воздуха при Ф. объясняются адиабатическим его нагреванием при нисходящем движении; изменения температуры и влажности при Ф. могут быть весьма быстрыми и резкими. Так, на Зеленом Мысу (под Батуми) 28 февраля 1915 г. в 13 ч температура была 10,0° и относительная влажность 95%, в 21 ч того же дня соответственно 24,4° и 16%. Ф. возникает, если на пути воздушного течения располагается орографическое препятствие и воздух засасывается вниз за препятствием, опускаясь по его подветренному склону. Если перед этим воздух поднимался по наветренному склону, то изменения состояния при Ф. являются псевдоадиабатическим процессом. Таким образом, Ф. есть видоизменение течения общей циркуляции атмосферы в данном районе под влиянием орографии. Ф. наблюдаются во всех горных системах, хорошо выражены и часты на Северном Кавказе и в Закавказье (в Кутаиси 114 дней в году с Ф.), в Альпах, в горах Средней Азии. Чаще всего Ф. продолжается менее суток, в отдельных случаях -- до 5 сут и более. Ф. ускоряет таяние снегов, летом может оказывать вредное иссушающее действие на растительность.

62. Борой называется сильный холодный, порывистый ветер, дующий с низких горных хребтов в сторону достаточно теплого моря. Бора с давних пор бора известна в районе новороссийской бухты, Байкале. Достаточное сходство с борой имеют норд в районе баку, мистраль на средиземноморском побережье Франции, нортсер в мексиканском заливе. Бора возникает в тех случаях, когда холодный фронт подходит с прибрежному хребту с северо-востока. Холодный воздух сразу же переваливает через невысокий хребет. Низвергаясь вниз по горному хребту пол действием силы тяжести, воздух приобретает значительную скорость, в среднем, выше 20 м/с. падая на поверхность воды, этот нисходящий поток вызывает штормовой ветер, создающий сильное волнение. При этом резко понижается температура воздуха, которая до начала боры была над теплы морем достаточно высокой. Падая вниз, воздух боры адиабатически нагревается, как и при фене, но высота хребта небольшая, а первоначальная температура вторгающегося холодного воздуха более низкая в сравнении с температурой воздуха, ранее располагавшегося над морем. В результате температура в районе, куда вторгается бора, понижается. В Новороссийске случалось понижение до 25 градусов.

63. 1) Ветры в горном районе, представляющие собой местную циркуляцию с суточным периодом, возникающую вследствие различий в нагревании и охлаждении воздуха над хребтом и над долиной. Днем это долинный ветер, направленный из долины к горам, ночью -- горный ветер в обратном направлении. Это горно-долинные ветры в собственном смысле слова, захватывающие все ложе долины и наблюдаемые лишь в высоких горах; 2) ветры склонов, дующие днем вверх по нагретому склону в сравнительно тонком слое, а ночью опускающиеся по охлажденному склону.

Г. Д. В. наблюдаются в случаях, когда они не перекрываются общим переносом воздуха, т. е. преимущественно в ясную и тихую антициклоническую погоду.

64. Местный ветер, дующий над ледником вниз по течению последнего; обусловлен охлаждением воздуха над поверхностью льда. Явление Л. В. в огромных масштабах наблюдается в Антарктиде (стоковые ветры на склонах материкового плато).

65. Количество воздуха в тропосфере, соизмеримое по площади с большими частями материков и океанов, обладающее некоторыми общими свойствами (точнее, приблизительной однородностью свойств, особенно температуры, в горизонтальном направлении) и определенным типом стратификации, т. е. вертикального распределения температуры. При этом воздушная масса перемещается как одно целое в одном из макротечений общей циркуляции атмосферы. Общность свойств В. М. определяется ее формированием в определенном очаге-- над однородной подстилающей поверхностью и в однородных радиационных условиях. По выходе из очага, перемещаясь в другие районы Земли, В. М. соответственно меняет свои свойства. Однако и при этом сохраняются непрерывность в изменении температуры и других свойств в горизонтальном направлении и достаточно малые горизонтальные градиенты: температура и другие свойства испытывают скачкообразные изменения только при переходе из одной В. М. в другую. Свойства В.М. в значительной мере определяют режим погоды над занимаемой ею территорией, а смена воздушных масс во внутритропиче-ских широтах в процессе циклонической деятельности приводит к непериодическим изменениям погоды.

66. Атмосфемрный фронт -- переходная зона в тропосфере между смежнымивоздушными массами с разными физическими свойствами. Атмосферный фронт возникает при сближении и встрече масс холодного и тёплого воздуха в нижних слоях атмосферы или во всей тропосфере, охватывая слой мощностью до нескольких километров, с образованием между ними наклонной поверхности раздела. Различают тёплые фронты, холодные фронты, фронты окклюзии, стационарные фронты. Основными атмосферными фронтами являются: арктические, полярные, тропические. Если бы воздушные массы были неподвижны, поверхность атмосферного фронта была бы горизонтальной, с холодным воздухом внизу и тёплым над ним, но поскольку обе массы движутся, она располагается наклонно к земной поверхности, причём холодный воздух лежит в виде очень пологого клина под тёплым. Зона атмосферного фронта очень узка по сравнению с разделяемыми ею воздушными массами, поэтому для целей теоретического исследования её приближённо рассматривают как поверхность раздела двух воздушных масс разной температуры и называемой фронтальной поверхностью. По этой причине на синоптических картах фронты изображают в виде линии (линия фронта). В пересечении с земной поверхностью зона фронты имеет ширину порядка десятков километров, горизонтальные же размеры самих воздушных масс -- порядка тысяч километров.

67. К внешним процессам можно отнести: приток солнечной радиации и его возможные изменения; изменения состава атмосферы, вызванные вулканическими и орогенными процессами в литосфере и притоком аэрозолей и газов из космоса; изменения очертаний океанических бассейнов, солености, характе-ристик суши, орографии, растительности и др. К внутренним процессам относятся взаимодействие атмосферы с океаном, с поверхностью суши и льдом (теплообмен, испарение, осадки, напряжение ветра), взаимодействие лед - океан, изменение газового и аэрозольного состава атмосферы, облачность, снежный и растительный покров, рельеф и очертания материков. Сопоставление внешних и внутренних процессов показывает, что некоторые из них присутствуют и в тех и в других. 1) теплооборот, включающий как радиационные условия на Земле, так и нерадиационный обмен воздуха между атмосферой и земной поверхностью; 2) влагооборот между атмосферой и земной поверхностью; 3) общая циркуляция атмосферы. Для отдельного района могут быть существенными и местные циркуляции (бризы, горно-долинные ветры и пр.). К. П. протекают в географической обстановке и, следовательно, под влиянием географических факторов климата, в особенности (но не только) свойств подстилающей поверхности.

68. Высотная климатическая зональность определяется тем, что в горах изменение метеорологических величин с высотой создает быстрое изменение всего комплекса климатических условий. Образуются лежащие одна над другой климатические зоны (или пояса) с соответствующим изменением растительности. Смена высотных климатических зон напоминает смену климатических зон в широтном направлении. Разница, однако, в том, что для изменений, которые в горизонтальном направлении происходят на протяжении тысяч километров, в горах нужно изменение высоты только на километры. Типы растительности в горах сменяются в следующем порядке. Сначала идут лиственные леса. В сухих климатах они начинаются не от подножия гор, а с некоторой высоты, где температура падает, а осадки возрастают настолько, что становится возможным произрастание древесной растительности. Затем идут хвойные леса, кустарники, альпийская растительность из трав и стелющихся кустарников. За снеговой линией следует зона постоянного снега и льда Верхняя граница леса в районах с сухим континентальным климатом поднимается выше, чем в районах с влажным океаническим климатом. На экваторе она достигает 3800 м, а в сухих районах субтропиков - выше 4500 м. От умеренных широт к полярным граница леса быстро снижается в связи с тем, что произрастание леса ограничено средней июльской температурой. Смена высотных климатических зон в горах за полярным кругом сводится к смене зоны тундры на зону постоянного мороза.

69.Распределение суши и моря определяет деление типов климата на морской и континентальный. Зональность климатических характеристик оказывается возмущенной или перекрытой влиянием неравномерного распределения суши и моря. В Южном полушарии, где океаническая поверхность преобладает, а распределение суши более симметрично относительно полюса, чем в Северном, зональность в распределении температуры, давления, ветра выражена лучше. Центры действия атмосферы на многолетних средних картах давления обнаруживают явную связь с распределением суши и моря: субтропические зоны высокого давления разрываются над материками летом; в умеренных широтах над материками выражено преобладание высокого давления зимой и низкого давления летом. Это усложняет систему атмосферной циркуляции, а значит, и распределение климатических условий на Земле. Положение места относительно береговой линии существенно влияет на режим температуры, влажности, облачности, осадков, определяя степень континентальности климата.

70. Океанические течения создают особенно резкие различия в температурном режиме поверхности моря и тем самым влияют на распределение температуры воздуха и на атмосферную циркуляцию. Устойчивость океанических течений приводит к тому, что их влияние на атмосферу имеет климатическое значение. Гребень изотерм на картах средней температуры наглядно показывает отепляющее влияние Гольфстрима на климат восточной части Северной Атлантики и Западной Европы. Холодные океанические течения также обнаруживаются на средних картах температуры воздуха соответствующими возмущениями в конфигурации изотерм - языками холода, направленными к низким широтам. Над районами холодных течений увеличивается повторяемость туманов, в частности у Ньюфаундленда, где воздух может переходить с теплых вод Гольфстрима на холодные воды Лабрадорского течения. Над холодными водами в пассатной зоне ликвидируется конвекция и резко уменьшается облачность. Это, в свою очередь, является фактором, поддерживающим существование так называемых прибрежных пустынь.

71. Густой травяной покров уменьшает суточную амплитуду температуры почвы и снижает ее среднюю температуру. Следовательно, он уменьшает суточную амплитуду температуры воздуха. Более сложное влияние на климат имеет лес, который может увеличивать над собой количество осадков, вследствие шероховатости подстилающей поверхности. Однако влияние растительного покрова имеет в основном микроклиматическое значение, распространяясь преимущественно на приземный слой воздуха и на небольших площадях.

72. Снежный (ледяной) покров уменьшает потерю тепла почвой и колебания ее температуры. Поверхность покрова отражает солнечную радиацию днем и охлаждается излучением ночью, поэтому она понижает температуру приземного слоя воздуха. Весной на таяние снежного покрова тратится большое количество тепла, которое берется из атмосферы: таким образом, температура воздуха над тающим снежным покровом остается близкой к нулю. Над снежным покровом наблюдаются инверсии температуры: зимой - связанные с радиационным выхолаживанием, весной - с таянием снега. Над постоянным снежным покровом полярных областей даже летом отмечаются инверсии или изотермии. Таяние снежного покрова обогащает почву влагой и имеет большое значение для климатического режима теплого времени года. Большое альбедо снежного покрова приводит к усилению рассеянной радиации и увеличению суммарной радиации и освещенности.

73. На климатические условия в горах влияет высота местности над уровнем моря, высота и направление горных хребтов, экспозиция склонов, направление преобладающих ветров, ширина долин, крутизна склонов. Воздушные течения могут задерживаться и отклоняться хребтами. В узких проходах между хребтами скорость воздушных течений меняется. В горах возникают местные системы циркуляции - горно-долинные и ледниковые ветры. Над склонами, по-разному экспонированными, создается различный режим температуры. Формы рельефа оказывают влияние на суточный ход температуры. Задерживая перенос масс холодного или теплого воздуха, горы создают резкие разделы в распределении температуры на больших географических пространствах. В связи с перетеканием воздушных течений через хребты на наветренных склонах гор увеличиваются облачность и осадки. На подветренных склонах возникают фены с повышением температуры и уменьшением влажности. Над горами возникают волновые возмущения воздушных течений и особые формы облаков. Над нагретыми склонами гор также увеличивается конвекция и, следовательно, облакообразование. Все это отражается в многолетнем режиме климата горных районов.

74. Микроклиматом называются местные особенности в режимных метеорологических величинах, обусловленные неоднородностью строения подстилающей поверхности и существенно меняющиеся уже на небольших расстояниях, но наблюдающиеся в пределах одного типа климата. С. П. Хромовым была сделана попытка увязать определения климата, местного климата и микроклимата с таксономическими единицами ландшафтоведения. Термин «климат» можно понимать как климат географического ландшафта, определяемый по показаниям нескольких станций, расположенных в типичных участках этого ландшафта (например, климат Южного берега Крыма). Под местным климатом можно тогда понимать климат определенного географического урочища внутри данного ландшафта, вполне характеризуемый данным одной метеорологической станции, расположенной в этом урочище (например, станции города Ялты). Микроклимат следует рассматривать как климат фации внутри данного урочища(например, ялтинской набережной), для выяснения которого нужны специальные микроклиматические наблюдения.

76. Генетическая классификация климатов, в основу которой положено деление земной поверхности на климатические зоны и области в соответствии с условиями общей циркуляции атмосферы, выражающимися в преобладании воздушных масс определенного географического типа -- круглый год или в один из двух основных сезонов. Границы между зонами намечаются главным образом по положению климатологических фронтов зимой и летом. Выделяются 7 главных климатических (циркуляционных) зон: экваториальная, две тропические, две умеренные, арктическая и антарктическая. Каждая из них характеризуется постоянным преобладанием воздушных масс географического типа, одноименного с зоной. Затем различаются промежуточные зоны: две зоны экваториальных муссонов с зимним преобладанием тропического и летним экваториального воздуха, две субтропические с зимним преобладанием полярного и летним тропического воздуха, субарктическая с зимним преобладанием арктического воздуха и летним -- воздуха умеренных широт. В тропической и субтропической зонах выделяются подтипы климатов: континентальный, океанический, восточной периферии океанических антициклонов, западной периферии океанических антициклонов; в умеренной зоне -- подтипы континентальный, океанический, западных побережий, восточных побереоюий (муссонный); в субарктической и арктической зонах -- континентальный и океанический подтипы.

77. Климаты экваториального пояса. Количество суммарной солнечной радиации - 140-150 ккал/см2 в год. Радиационный баланс на материке- 80 ккал/см2 в год, на Океане - 100-120 ккал/см2 в год. Преобладают пониженное давление, слабые, неустойчивые ветры, благоприятствующие развитию термической конвекции. Испарение одинаково велико как над Океаном, так и над материком, покрытым густой растительностью. Абсолютная влажность воздуха более 30 г/ж3 над сушей, относительная влажность - 70% даже в наиболее сухих местах. Среднемесячная температура воздуха колеблется от 24 до 28°. Количество осадков почти всюду превышает возможное испарение и достигает в среднем 2000 мм в год. Наибольшее количество осадков приходится в общем на периоды равноденствия, но эта закономерность не везде выдерживается. Континентальный и океанский типы экваториального климата различаются очень мало. В высокогорном экваториальном климате температура несколько ниже, количество осадков меньше (в связи с уменьшением с высотой влагосодержания). На высоте 4500 м лежит граница пояса вечных снегов.

78. Климаты субэкваториальных . Этот климат слагается как бы из двух климатических режимов: в летнем полушарии экваториальный муссон направляется от экватора и приносит влагу; в зимнем полушарии муссон дует к экватору от тропиков, влажность воздуха при этом падает. Континентальный субэкваториальный климат формируется на всех континентах. Граница экваториальных муссонов во внутренних частях континентов лежит в среднем около 18° с. ш. Особенно далеко от экватора граница заходит в Азии (Индостан, Индокитай). Континентальный субэкваториальный климат характеризуется влажным летом, сухой зимой и засушливой жаркой весной. На равнинах по мере удаления от экватора количество осадков уменьшается. Годовой ход температуры имеет два минимума (зимой и летом) и два максимума (весной и осенью). Некоторое понижение температуры летом вызывается воздействием экваториального воздуха, который в это время холоднее тропического на несколько (до 5) градусов. Количество осадков редко превышает 2000 мм в год. В горных районах температура с высотой понижается, но характер годового хода метеорологических элементов сохраняется. На склонах, принимающих на себя экваториальные муссоны, количество осадков очень резко увеличивается, достигая предельного количества. Океанский субэкваториальный климат наблюдается на всех океанах в северном полушарии, в южном - над Индийским и западными частями Тихого и Атлантического океанов. Граница его распространения лежит в среднем около 12° широты. Вблизи этой границы чаще возникают тропические циклоны. Лето в океанском субэкваториальном климате более влажное и более (на 2-3°) теплое, чем зима.

79. Климаты тропических поясов. Годовое количество суммарной радиации вследствие малой облачности в тропическом поясе больше, чем в экваториальном: на материке - 180-200 ккал/см2 в год, на Океане - 160 ккал/см2 в год. Однако, в связи с тем что эффективное излучение тоже очень велико, радиационный баланс составляет всего 60 ккал/см2 в год на материке и 80-100 ккал/см2 в год на Океане. В антициклонах над океанами и в барических депрессиях термического происхождения над материками формируется тропический воздух, отличающийся от воздуха на экваторе меньшей влажностью. Для континентального тропического воздуха это объясняется очень малым испарением, для морского - устойчивой стратификацией пассатов (пассатной инверсией), мешающей вертикальному обмену и переносу влаги в более высокие слои тропосферы. Континентальный тропический климат очень сухой и жаркий, с большими суточными амплитудами колебания температуры воздуха (до 40°). Средняя годовая амплитуда температуры воздуха около 20°. Относительная влажность летом около 30%. Этот климат характерен для внутриматериковых пустынь тропического пояса. С высотой температура воздуха падает, количество осадков возрастает. Снеговая линия располагается примерно на высоте 5300 м, в особо защищенных областях поднимаясь до 6000 м.Океанский тропический климат сходен с экваториальным, так как суточные и годовые амплитуды колебания температуры над Океаном сравнительно невелики, отличается от экваториального меньшей облачностью и устойчивыми ветрами. Тропический климат западных побережий. Он характеризуется сравнительно низкой температурой воздуха (18-20°) и малым количеством осадков (менее 100 мм в год) при большой влажности воздуха (80-90%). Тропический климат восточных побережий континентов отличается от климата западных побережий более высокой температурой и большим количеством осадков.

80. Климаты субтропических поясов. Зимой радиационный режим и характер циркуляции складываются почти так же, как и в умеренном поясе, летом - так же, как и в тропическом поясе. По сравнению с тропическим поясом годовое количество солнечной радиации уменьшается примерно на 20%, ее сезонные колебания делаются более заметными. Летом над океанами хорошо выражены антициклоны, над материками - области пониженного давления. Зимой в субтропическом поясе преобладает циклоническая деятельность. Континентальный субтропический климат. Лето жаркое, сухое. Средняя температура летних месяцев 30° и выше, максимальная более 50°. Зима относительно холодная, с осадками. Годовое количество осадков около 500 мм, а на наветренных склонах гор - в четыре-пять раз больше. Зимой выпадает снег, но устойчивый снежный покров не образуется. С высотой количество осадков увеличивается. Температура воздуха понижается, и выше 2000 м над уровнем моря зимой короткое время сохраняется снежный покров. Океанский субтропический климат отличается от континентального субтропического более равномерным годовым ходом температуры воздуха. Средняя температура наиболее теплого месяца около 20°, наиболее холодного около 12°. Субтропический климат западных побережий материков (средиземноморский). Лето нежаркое, сухое. Зима относительно теплая, дождливая. Летом побережье попадает под влияние восточной периферии субтропического антициклона. Зимой здесь господствует циклоническая деятельность. Субтропический климат восточных побережий имеет муссонный характер. Зима сравнительно с другими климатами этого пояса холодная и сухая, лето жаркое и влажное.

81. климаты умеренных поясов. Осадки связаны в основном с прохождением циклонов. Континентальный умеренный климат - климат материков северного полушария. Лето теплое (может быть жарким), зима холодная с устойчивым снежным покровом. Радиационный баланс в среднем за год 20-30 ккал/см2, в летние месяцы он мало отличается от тропического (6 ккал/см2 в мес.), а в зимние составляет отрицательную величину (-1 ккал/см2 в мес.). Летом над материками происходит интенсивная трансформация воздушных масс, приходящих с океанов и с севера. Воздух нагревается, дополнительно увлажняется за счет влаги, испарившейся с поверхности материка. Зимой воздух охлаждается в антициклонах. Температура падает ниже - 30°. Осадков больше летом, но длительная трансформация воздуха может привести к засухе. В горах летом значительно холоднее, чем на равнине, а зимой на равнине (в результате вхождения холодных масс воздуха) часто холоднее, чем в горах. На склонах гор, особенно на западных, обращенных навстречу господствующим ветрам, осадков больше, чем на равнине. Океанский умеренный климат. Радиационный баланс поверхности океанов в среднем за год в 1,5 раза больше, чем на материках. Теплые течения приносят в умеренные широты почти столько же тепла, сколько обеспечивает радиационный баланс. Около 2/3 тепла тратится на испарение, остальное идет на нагревание атмосферы (турбулентный теплообмен) зимой. Зима над океанами значительно теплее, чем над материками, лето прохладнее. Весь год развита циклоническая деятельность. Умеренный климат западных побережий материков формируется под воздействием западного переноса воздуха с Океана на материк; отличается от континентального меньшими годовыми колебаниями температуры. Осадки выпадают довольно равномерно во все сезоны. Умеренный климат восточных побережий материков обусловлен перемещением воздуха летом с Океана на материк, зимой - с материка на Океан. Лето дождливое, зима сухая, холодная. Холодные течения понижают летнюю температуру воздуха, весной и в начале лета они способствуют образованию туманов.

82. лиматы арктического и антарктического поясов. Радиационный баланс за год в среднем близок к нулю. Снежный покров не стаивает весь год. Большая отражательная способность снега приводит к тому, что даже летом радиационный баланс очень мал. Так, на ст. Пионерская (70° ю. ш.) при суммарной радиации в декабре 24 ккал/см2 в мес. радиационный баланс на поверхности снега меньше 2 ккал. Преобладание антициклонической погоды способствует постоянному охлаждению воздуха в центральных районах Арктики и Антарктики. Осадков мало. Однако осадки и конденсация влаги на холодной поверхности снега вместе превышают испарение. Континентальный полярный климат хорошо выражен в южном полушарии. Характеризуется очень суровой зимой и холодным летом. Отрицательную среднюю температуру имеют все месяцы. Отмечена минимальная температура -88,3°. Океанский полярный климат - климат северных полярных областей, формирующийся над поверхностью Океана, покрытого льдом. В приходе тепла зимой заметную роль играет тепло океанских вод, проникающее через лед. С октября по апрель радиационный баланс отрицательный, с мая по сентябрь - положительный. Средняя температура января в центре Арктики (-40°) выше, чем на северо-востоке Азии. Летом в результате потери большого количества тепла на таяние снега и льда и на испарение температура около 0°. Погода летом преимущественно пасмурная. Осадков мало (около 100 мм в год).

Если принять приходящую на верхнюю границу атмосферы солнечную радиацию за 100%, то из этого количества 32% рассеивается в атмосфере. Из них 6% уходит обратно в мировое пространство. Следовательно, к земной поверхности в виде рассеянной радиации поступает 26%; 18% радиации поглощается озоном, водяным паром, аэрозолями и идет на нагревание атмосферы; 5% поглощается облаками; 21% радиации уходит в космос в результате отражения от облаков. Таким образом, приходящая к земной поверхности радиация составляет 50%, из которых на долю прямой радиации приходится 24%; 47% поглощается земной поверхностью, а 3% приходящей радиации отражается обратно в мировое пространство. В результате с верхней границы атмосферы в космическое пространство уходит 30% солнечной радиации. Эту величину называют планетарным альбедо Земли. Для системы «Земля атмосфера» через верхнюю границу атмосферы уходит обратно в космос 30% отраженной и рассеянной солнечной радиации, 5% земного излучения и 65% излучения атмосферы, т. е. всего 100%.

Размещено на Allbest.ru