У земной поверхности

Наглядное представление о распределении температуры воздуха на уровне моря дают кар­ты изотерм. Изотермами называются линии, соединяющие на карте точки с одинаковой тем­пературой воздуха в среднем за тот или иной промежуток времени. Обычно составляют кар­ты средних годовых, а также июльских и ян­варских изотерм как самых теплого и холод­ного месяцев.

Главнейшей закономерностью распределе­ния тепла на Земле является зональность — уменьшение температуры от экватора к полю­сам. В обобщенном виде это ярко выражено на карте годовых изотерм (рис. 32). В целом планетарный горизонтальный темпера­турный градиент — уменьшение темпера­туры воздуха на 100 км расстояния — на­правлен от экватора к полюсам. Однако по­нижение температуры при этом происходит неравномерно. В экваториально-тропических широтах — весьма медленно, здесь горизон­тальный температурный градиент мал, изотер­мы разрежены. В умеренных широтах, особен­но на 40 — 60°, понижение температуры идет

Рис. 32. Распределение средней годовой температуры воз­духа на уровне моря (°С)

довольно быстро. Здесь горизонтальный гра­диент температуры значительный, поэтому изо­термы сближены, сгущены. В высоких широ­тах температура воздуха вновь уменьшается медленно, благодаря чему изотермы разреже­ны. Вследствие большого горизонтального гра­диента температуры в умеренных и близких к ним широтах там часто встречаются теплые и холодные воздушные массы, разви­вается активная фронтальная деятельность и наблюдается наибольшая на Земле неустойчи­вость атмосферы.

Сравнение фактических приземных темпе­ратур воздуха с солярными свидетельствует о том, что, если бы не перераспределение теп­ла между низкими и высокими широтами в процессе планетарной циркуляции воздушных и водных масс, годовая температура воздуха на экваторе была бы гораздо выше, а на по­люсах, наоборот, ниже.

 

160 ^140^120 100 к западу от Гринвича 0 к востоку от Гринвича 120 140 160 180 160-6° 1

 

 

Рис. 33. Средняя температура воздуха в июле (°С)

Вторая закономерность температуры воз­духа, выявляющаяся на карте годовых изо­терм, выражается в том, что все параллели северного полушария теплее аналогичных параллелей южного полушария. Наиболее высокие температуры воздуха — около 27° наблюдаются не на экваторе, а на 10° с. ш. Это так называемый термический экватор — линия теплового максимума Земли. В тече­ние года термический экватор перемещается: в июле — к 20° с. ш., в январе приближа­ется к экватору, оставаясь весь год в север­ном полушарии. Это объясняется, с одной сто­роны, отепляющим влиянием большой пло­щади суши с ландшафтами пустынь в тропических широтах северного полушария, которая весь год нагрета, с другой — посто­янным охлаждающим влиянием на южное по­лушарие Антарктиды. Кроме того, в южном полушарии значительнее облачность и в свя­зи с этим больше отражательная способность атмосферы, велики затраты тепла на испаре­ние из-за преобладания водной поверхности, некоторую роль играет меньшая продолжи­тельность лета в южном полушарии вследст-

вие большей скорости движения Земли по ор­бите близ перигелия.

В общем годовые изотермы, несмотря на сглаженность сезонных различий температур над материками и океанами, не совпадают с параллелями. Лишь в умеренных и прилежа­щих к ним широтах южного полушария (40— 70°) из-за однородной водной поверхности изо­термы близки к зональному распределению. Несовпадение изотерм с параллелями нагляд­нее выступает при анализе карт июльских и январских изотерм, особенно во внетропичес-ких широтах. Эти карты дают более реальную картину теплового режима территории.

Летние изотермы (июльские — в север­ном полушарии, январские — в южном) всю­ду идут в широтном или субширотном направ­лении, так как температура воздуха в этот се­зон определяется главным образом величиной солнечной инсоляции (рис. 33, 34). Посколь­ку летом материки теплее океанов, изотермы над ними несколько изгибаются в сторону по­люсов, а над океанами — в сторону эквато­ра. Над материками в тропических широтах отмечаются очаги тепла: в июле — в Север­ной Африке над Сахарой, в Северной Амери­ке в Калифорнии, в Долине Смерти; в ян-

 

 

варе — над Южной Африкой в Калахари и в Австралии.

В летнее время обоих полушарий горизон­тальные градиенты температур на всех широ­тах невелики, поэтому изотермы разрежены. В связи с уменьшением температурных кон­трастов между широтами меридиональный пе­ренос воздушных масс сокращается и цикло­ническая деятельность ослабевает.

Зимние изотермы (январские — в север­ном полушарии, июльские — в южном) во внетропических широтах значительно отклоня­ются от параллелей: над океанами изгибаясь далеко в сторону полюсов, образуя «языки тепла», над материками — в сторону эквато­ра, образуя «языки холода». Над материками вокруг полюсов холода изотермы замкнуты. Сезонный полюс холода в Якутии окаймлен изотермой — 50 °С, в Антарктиде около —70 °С. Отклонение изотерм от широтного направле­ния ярко выражено в умеренных широтах вдоль побережий материков, особенно западных, и объясняется адвективным теплом. Это можно проследить на примере нулевой изо­термы января, по обе стороны от которой тем­пература воздуха качественно различна. В об­щем ход зимних изотерм гораздо сложнее, чем

Рис. 34. Средняя температура воздуха в январе (°С)

летних, особенно в северном полушарии, прежде всего из-за чередования материков и океанов. Горизонтальный градиент темпера­туры зимой довольно большой, поэтому изо­термы сближены. В умеренных и субтропиче­ских широтах северного полушария (около 40° с. ш.) он в три раза больше, чем летом, достигая значения более 1° на 100 км. С этим связана активнейшая фронтальная деятель­ность.

Анализ летних и особенно зимних изотерм свидетельствует, что наряду с зональностью температур на Земле существует региональ-ность (секторность), которая четче выра­жена во внетропических широтах северного полушария. Главной причиной отклонения изо­терм от зонального простирания является не­равномерное распределение суши и моря с их неодинаковыми условиями нагревания и ох­лаждения. Максимальное отклонение изотерм наблюдается при переходе с океана на сушу. Дополнительными причинами, осложняющими широтный ход изотерм, служат океанические течения и атмосферная циркуляция, которые осуществляют адвекцию тепла или холода. Так,

в субтропических и тропических широтах у за­падных берегов материков над холодными те­чениями в обоих полушариях изотермы откло­няются в сторону экватора, у восточных бе­регов над теплыми течениями — в сторону полюсов. В умеренных и субполярных широ­тах северного полушария над холодными те­чениями у восточных берегов материков (Ла­брадорским, Курило-Камчатским) изотермы изгибаются к югу, а у западных берегов над теплыми течениями — к северу. Особенно грандиозно влияние Северо-Атлантического и продолжающего его Норвежского течения, во­ды которых непосредственно несут тепло за Полярный круг, нагревая воздух над ними. Сей­час установлено, что половина общего адвек­тивного переноса тепла из низких широт в вы­сокие осуществляется через атмосферную цир­куляцию, а половина — с морскими течениями. В обратном направлении с холодными течени­ями совершается не менее мощная адвекция холода.

При анализе хода изотерм над сушей надо учитывать также высоту и орографию гор (прежде всего солнечные и теневые склоны), а также влияние снежного покрова и лед­ников.

Наглядным показателем роли земных фак­торов в перераспределении солнечного тепла служат карты термических аномалий — территорий, где фактические температуры от­клоняются от среднеширотных. Если темпера-

 

Рис. 35. Термоизаномалы июля (°С)

тура выше среднеширотнои, температурная аномалия считается положительной, если ниже — отрицательной. Температурные ано­малии изображаются на картах с помощью термоизаномал — линий, соединяющих точ­ки с одинаковым отклонением наблюдаемых температур от среднеширотных. Большее климатическое значение имеют не среднего­довые, а сезонные аномалии, изображае­мые на картах термоизаномал января и июля (рис. 35, 36).

В январе отрицательные температур­ные аномалии наблюдаются в Северо-Восточ­ной Азии, в верховьях Яны и Индигирки, где аномалия достигает значения –24 °С, и в Ка­наде, где она равна –15 °С. Они обусловле­ны интенсивным эффективным излучением су­ши в условиях сезонных барических максиму­мов, особенно Азиатского, по величине и охвату территории большего, нежели в Кана­де, из-за размеров материков. Положитель­ные аномалии зимой отмечаются: над Север­ной Атлантикой и над Норвежским морем (+26 °С), которые простираются вплоть до 85° с. ш. и над северной частью Тихого оке­ана (+ 13 °С). Эти аномалии связаны с мень­шим охлаждением Океана зимой и с адвек­цией тепла благодаря теплым течениям и пе­реносу воздуха из тропических широт.

В июле положительные температурные аномалии в Сахаре (+8 °С), в Аравии (+8 °С), на западе США (+8 °С) обусловлены интен­сивным нагреванием обширных районов рав­нинной суши. Отрицательные температур-

 

 

120 90 60 кзайаду о к востоку 60 90 120 150 180

 

120 90 60 к западу о к востоку 60

 

 

ные аномалии значительны у западных бере­гов материков в субтропических и тропичес­ких широтах (—8 °С) вследствие холодных те­чений и сравнительно холодного воздуха, по­ступающего из умеренных широт по восточной периферии океанических субтропических ба­рических максимумов. Менее значительные от­рицательные аномалии отмечаются у восточ­ных берегов материков в умеренных субпо­лярных широтах (—4 °С) в связи с холодными течениями, а в Атлантике — еще и за счет студеных ветров с ледяного плато Гренландии.

Средняя годовая температура приземного
слоя воздуха для всей Земли равна +14 °С,
при этом июльская составляет +16 °С, январская – +12 °С. В целом северное полушарие (+15 °С) теплее южного (+ 13 °С).

Абсолютные максимумы температуры отме­чены на севере Африки, в Ливии, в Эль-Ази-

Рис. 36. Термоизаномалы января (°С)

зии, — +58,0 °С в 1922 г. (полюс жары) и на юго-западе США, в пустыне Мохаве, в Долине Смерти, — +56,7 °С в 1913 г. Это самые высокие температуры в северном по­лушарии. В южном полушарии самое жаркое место в Австралии, в среднем течении реки Дарлинг, — +52,8 °С. Абсолютный минимум температуры –89,2 °С зарегистрирован в восточной Антарктиде, на внутриконтинентальной станции «Восток», в 1982 г. на высоте 3488 м над уровнем моря; в северном полу­шарии минимальная температура –71,0 °С за­регистрирована в Восточной Сибири, в посел­ке Оймякон, расположенном в котловине сре­ди гор, куда стекает плотный холодный воздух. На ледяном плато Гренландии температура зи­мой равна –55 °С.