ЛЕКЦИЯ 18 Климат Земли

 

Климаты экваториального пояса

 

Количество суммарной солнечной радиации в год составляет 140-150 ккал/см².. Радиационный баланс на материке равен 80 ккал/см² в год, на океане – 100-120 ккал/см² в год. В данном климатическом поясе преобладают пониженное давление, слабые неустойчивые ветры. Среднемесячная температура воздуха колеблется от 24° до 28° С. Количество осадков больше испарения и достигает 2000 мм/ в год. На высоте 4500 м лежит граница пояса вечных снегов.

 

Климаты субэкваториальных поясов

Здешний 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). Количество осадков – 2000 мм в год.

В горных районах температура с увеличением высоты понижается, количество же осадков резко увеличивается.

Лето в океаническом субэкваториальном климате более влажное и более теплое, чем зима.

 

Климаты тропических поясов

Годовое количество суммарной радиации на материке составляет 180-200 ккал/см² год, на океане – 160 ккал/см² в год. Радиационный баланс составляет 60 ккал/ см² в год на материковой части и 80-100 ккал/см² в год на океане.

Континентальный тропический климат очень сухой и жаркий с большими суточными амплитудами температуры воздуха (до +40°). Средняя годовая амплитуда температуры воздуха равна + 20°. Относительная влажность воздуха летом около 30°..

С увеличением высоты температура воздуха падает. Количество осадков возрастает. Снеговая линия проходит на высоте 5300 м.

Суточные и годовые амплитуды температуры на океане сравнительно невелики, характерны небольшая облачность и устойчивые ветры.

 

Климаты субтропических поясов

Океанический субтропический климат имеет равномерный годовой ход температуры воздуха. Средняя температура наиболее теплого месяца равна 20° С., наиболее холодного – 12°.

Континентальный субтропический климат характеризуется жарким и сухим летом, средняя температура летних месяцев – 30°, максимальная – более 50°. Зима относительно холодная с осадками, годовое количество которых равно 500 мм. Зимой выпадает снег.

 

Климаты умеренных поясов

Континентальный, умеренный климат с теплым летом и холодной зимой. Радиационный годовой баланс – 20-30 ккал/см². в летние месяцы – 6 ккал/см ^в в месяц, в зимние месяцы – 1 ккал/см² в месяц.

Зима на океанах значительно теплее, чем на материках, лето прохладнее. Радиационный пояс за год в 1, 5 раза больше, чем на материках.

 

 

Климаты субарктического и субантарктического поясов

Континентальный субарктический климат имеет радиационный баланс 10-12 ккал/см² в год. Лето относительно теплое, короткое, зима – длинная и суровая. Годовая амплитуда колебаний температуры очень велика. Осадков мало – менее 200 мм в год.

Океанический субарктический и субантарктический климат не имеет резких различий между температурой зимы и лета. Годовая амплитуда температуры не более 20° С.

 

Климаты антарктического и арктического поясов

Радиационный баланс составляет в среднем 0 ккал/см² в год. Снежный покров не стаивает весь год. Осадков мало, но их больше испарения. Все месяцы имеют отрицательную температуру.

 

Система «атмосфера – океан» и изменение климата

На протяжении геологической истории Земли континенты неоднократно соединялись в единый континент, и вновь потом отдалялись друг от друга. Этот процесс повторялся, примерно, через 500 лет, и до сих пор влияет на геологическое строение, климат и эволюцию жизни на Земле.

Климат зависит от изменений уровня моря в фазах раскола, раздвижения и воссоединения тектонических плит. При низком уровне моря дно океана имеет наибольший возраст – значительное количество силикатных материалов обнаруживается в континентальной коре и подвергается выветриванию и эрозии. Реки выносят их в Мировой океан, где они соединяются с растворенным углекислым газом и выпадают в виде осадков. Так, к примеру, получается известняк и кварц, а из атмосферы удаляется СО₂. который препятствует потере тепла земной поверхностью. Парниковый эффект ослабевает, на Земле становится холоднее. Если континент находится около полюса, там образуются ледники (Антарктида, Гренландия).

В ранней истории Земли можно найти два-три оледенения, за последний миллион лет их было несколько. Можно сказать, что ледниковая эпоха наступает каждые 100 тысяч лет, но образование льда занимает больше времени, чем его таяние.

Основной причиной резкого изменения климата принято считать небольшие изменения земной орбиты и наклона земной оси. Такую теорию разработал югославский астроном Миланкович, который предположил, что вариации орбиты влияют на климат, меняя количество солнечной радиации, поступающей на Землю, и ее распределение по сезонам и широтам.

В 50-е годы было установлено, что относительное содержание изотопов кислорода с весами 16 и 18 в океанической воде такое же, как и в ледниках и ледниковых покровах. Это позволило уточнить хронологию оледенений. В последние 800 тысяч лет объем льда на Земле достигал максимума примерно каждые 100 лет, что совпадает с периодом изменения эксцентриситета. На каждый такой цикл накладываются как рябь небольшие колебания льда с периодами в 23 и 41 тысячи лет, что соответствует периодам прецессии земной оси (так называется люфт земной оси).

Независимыми геологическими исследованиями подтверждается, что во время оледенения из океана изымалось больше воды, и его уровень падал более, чем на 100 м ниже современного. За последние 6 тыс.лет уровень Мирового океана колебался в пределах 3-х метров, в ХХ же веке – только на 10 см., поэтому можно считать, что за время существования нашей цивилизации климат почти не изменялся.

Однако лабораторные исследования пород со дна океана показали, что во время последнего оледенения распределение фосфатов и нитратов в океане было равномерным, то есть механизм современного перемещения диоксида углерода вместе с фосфатами и нитратами в последнее оледенение не работал! Это свидетельствует, что 14 тыс. лет назад произошла перестройка в работе системы «атмосфера-океан», которая может лежать в основе ледниковых циклов.

Последние данные приводят к выводу, что переходы между «ледниковыми» и «межледниковыми» условиями представляют собой скачки между двумя устойчивыми состояниями системы «атмосфера-океан». Если земной климат скачком переходит из одного состояния в другое, то все характеристики климата должны совершать скачок одновременно.

 

В разных экосистемах имеются свои характеристики, в том числе климатические.

Климат города – метеорологический режим в условиях города, отличающийся от метеорологического режима окружающей среды. Известно, что в городе температура воздуха несколько выше, а влажность меньше и ветер слабее, чем в его окрестностях (в среднем температура за год выше на 1° С, а в ночное время – около 2° С). Словом, город – остров тепла в прямом смысле. С этим связаны некоторые изменения в ветровом режиме города, которые при слабом ветре могут вызвать конвективные движения воздуха и местную циркуляцию, а вследствие этого и перенос атмосферных примесей от их источников на окраинах к центру города.

Другими особенностями городского климата являются загрязнения атмосферы с изменением радиационного режима; твердое покрытие значительной части городской земли изменяют режим испарения и теплообмен с почвой; застройка города оказывает воздействие на воздушные течения, турбулентное перемешивание воздуха, изменения отражательной способности подстилающей поверхности. Велико в городе и прямое выделение тепла в результате хозяйственной деятельности (в ряде крупных городов оно сравнимо с притоком тепла за счет солнечной радиации).

Несмотря на значительную роль указанных факторов, изменение метеорологического режима в городе относительно невелико. Это связано с тем, что площадь города по сравнению с территорией окружающей его местности мала и перенос (адвекция) воздушных масс с окрестностей значительно снижает эффект действия городских факторов, причем в тем большей степени, чем больше скорость ветра. Тем не менее с развитием городов учет их микроклимата приобретает все большее значение.

Сложная взаимосвязь существует между загрязнением воздуха и туманами в городах. По некоторым данным, повторяемость туманов в городе выше на 10…20%, чем в окрестностях, что объясняется большим числом гигроскопических частиц в городском воздухе. Этим же объясняется и некоторое увеличение (на 10-15%) осадков.

В последние годы получены положительные результаты по моделированию процессов, определяющих отдельные особенности (суточного хода температуры и влажности воздуха, скорости ветра и турбулентного

 

 

 

 

Вопросы к разделу о климате:

1. Классификация климатов по Алисову.

2. Климат тропических муссонов.

3. Климат Арктики.

4. Непостоянство климата.

5. Климат голоцена.

6. Климатические циклы.

7. Что такое прецессия и как она влияет на климат

8. Географические факторы климата.

9.Континентальность климата.

10.Климат большого города.

11.Микроклимат леса.

 

Список использованной литературы

Ананичев К.В. Проблемы окружающей среды, энергии и природных ресурсов. – М.: Прогресс, 1975.

Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. – Л.: Гидрометеоиздат, 1985.

Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических ывеществ в окружающей среде. – Л.: Химия, 1985.

Виноградов Б.В. Аэрокосмический мониторинг экосистем. – М.: Мысль, 1983.

Гаврилов В. А. Прозрачность атмосферы и видимость. Л., Гидрометеоиздат, 1968.

Генсирук С.А. Рациональное природопользование, - М.: Лесная промышленность, 1979.

Государственные доклады «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации», 1991…2000.

Голубев И.Р., Новиков Ю.В. Транспорт и окружающая среда. – М.: Транспорт, 1987.

Горелик Д.О., Конопелько Л.А. Мониторинг загрязнения атмосферы и источники выбросов. – М.: Изд-во Стандартов, 1992.

Гуральник И. И., Дубинский Г. П., Мамиконова С. В. Сборник задач и упражнений по метеорологии. Л.,

Гидрометеорология, 1968.

Данилов А.Д., Кароль И.Л. Атмосферный озон – сенсации и реальность. – Л.: Гидрометеоиздат, 1991.

Журавлев В.П., Мечик В.Л. Охрана воздушного бассейна: Экранное пособие. – М.: Знание, 1986.

Имянитов И. М., Чубарина Е. В., Шварц Я. М. Электричество облаков. Л., Гидрометеоиздат, 1971.

Кондратьев Т.Я. Актинометрия. Л., Гидрометеоиздат, 1965.

Красная книга РСФСР (животные). – М.: Россельхозиздат, 1983.

Кузнецов И.Е., Троицкая Т.М. Защита воздушного бассейна от загрязнения вредными веществами. – М.: Химия, 1979.

Ландсберг Г.Е. Климат города. – Л.: Гидрометеоиздат, 1983.

Ливчак И.Ф., Воронов Ю.В., Стрелков Е.В. Охрана окружающей среды. – М.: Колос, 1995.

Матвеев Л. Т. Основы общей метеорологии. Л., Гидрометеоиздат, 1965

Митрюшкин К.П., Шапошников Л.К. Прогресс и природа. – М.: Лесная промышленность, 1978.

Митрюшкин К.П., Павловский Е.С. Лес и поле - М.: Колос, 1979.

Петрянов-Соколов И.В.Сутугин А.Г. Аэрозоли. – М.: Наука, 1989.

Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы). – М.: Россия молодая, 1994.

Рихтер П.А., Волков Э.П., Покровский В.Н. Охрана водного и воздушного бассейнов от выбросов теплоэлектростанций.

Симонов В.А., Нехорошева Е.В., Заворовская Н.А. Анализ воздушной среды при переработке полимерных материалов. – Л.: Химия, 1988.

Тверской П. Р. Курс метеорологии. Л., Гидрометеоиздат, 1962

Тихонов М.Н., Довгуша В.В. и др. Электромагнитное загрязнение среды – угроза здоровью населения // Безопасность жизнедеятельности. – 2001. - № 10.

Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределения в воздухе: Справ. изд. – М.: Химия, 1991.

Федоров Е. К. Часовые погоды. Л., Гидрометеоиздат, 1970.

Хромов С. П. Метеорология и климатология. Л., Гидрометеоиздат, 1968.

. Шаприцкий В.М. Разработка нормативов ПДВ для защиты атмосферы: Справ. изд.

М.: Металлургия, 1990.

.