Занимательная климатология

Ясманов Николай Александрович

 Гиппарх и его последователи считали, что Греция располагается в благоприятном климате, севернее лежит умеренная зона, а еще дальше располагаются ледяные пустыни. К югу от Греции лежат жаркие пустыни, а в Южном полушарии климатическая зональность вновь повторяется.

 Представления Гиппарха о том, что природные или климатические условия зависят от наклона солнечных лучей и высоты Солнца над горизонтом, господствовали вплоть до начала XIX в. В течение последующих 150- 180 лет понятие «климат» многократно трансформировалось и каждый раз в него вкладывался новый смысл.

 Климат — это усредненное физическое состояние атмосферы, которое устойчиво наблюдается за

период времени в несколько десятилетий. Климат как бы складывается из серии погод за несколько десятилетий, и естественно, при усреднении многие отклонения от нормального хода погодных условий не принимаются во внимание.

 В настоящее время понятию «климат» придана строгая физико-математическая направленность. Современное определение климата в этом смысле принадлежит члену-корреспонденту АН СССР А. С. Монину. «Климат — это статистический ансамбль состояний, который проходит сложная система взаимодействия атмосферы, гидросферы и земной коры». Но даже в этом определении не нашли своего места такие важные компоненты климатической системы, как биосфера и криосфера (ледяная сфера).

 Основные черты климата зависят не столько от местных ландшафтных условий или возмущений атмосферы, сколько от крупных процессов планетарного масштаба: от облучения земной поверхности солнечными лучами, тепло- и влагообмена атмосферы с поверхностью материков и океанов, циркуляцией атмосферы и вод Мирового океана, действием биосферы, особенностями многолетнего снежного покрова и ледников.

 При всем многообразии климатических условий на Земле, вызванных неравномерностью распределения солнечного тепла на поверхности вследствие шарообразности нашей планеты и вращения ее вокруг своей оси, их удается определенным образом объединить. В настоящее время на Земле выделяется 13 широтных климатических (географических) поясов, расположенных более или менее симметрично относительно друг друга.

 На Земле имеются один экваториальный и по два субэкваториальных, тропических, субтропических, умеренных, субполярных и полярных (арктический и антарктический) климатических пояса. Каждый из них неоднороден, и это зависит от его положения в приокеаническом или континентальном районах. Первые, как правило, увлажнены сильнее. На основании увлажненности выделяются сектора равномерного влажного, переменно-влажного и засушливого климата.

 У многих, вероятно, вызовет недоумение сложность понятия «климат». На первый взгляд цифровые характеристики, которыми пользуются климатологи, вполне определенные и относятся к атмосферным явлениям. Это значения средних годовых, средних летних, средних зимних температур приземной части воздуха, средние годовые количества атмосферных осадков, величины солнечной радиации, рассчитанные и усредненные за несколько десятилетий. Но в таком случае причем здесь остальные компоненты климатической системы?

 Как оказалось, все компоненты этой сложнейшей системы прямо или косвенно влияют на формирование климата и вызывают его изменения на обширных пространствах.

 Центральным компонентом климатической системы является атмосфера. Состав газов, наличие облачности и нахождение в ней различных примесей, которые называются аэрозольными частицами (пепел, пыль, водяной пар и т. д.), определяют особенности прохождения солнечной радиации сквозь атмосферу и препятствуют уходу теплового излучения Земли в космическое пространство.

 Атмосфера очень подвижна. Возникающие в ней процессы оказывают сильнейшее влияние на погоду, а изменения ее газового состава, толщины облачности и наличие в ней тех или иных аэрозольных частиц воздействуют как на погоду,

так и на климат.

 Гидросфера - второй важнейший компонент климатической системы. Атмосфера и Мировой океан очень тесно связаны друг с другом. Они взаимно передают тепло и движение и таким образом влияют на погодные и климатические условия. Зарождающиеся в центральных частях океанов погоды сравнительно быстро распространяются на континенты. В отличие от атмосферы и поверхности суши Мировой океан обладает огромной теплоемкостью. Он медленно нагревается и постепенно отдает тепло, поэтому его можно считать своеобразным тепловым аккумулятором Земли.

 Поверхность суши непрерывно находится под действием солнечных лучей. В зависимости от подстилающей поверхности они или нагревают ее, или отражаются обратно в атмосферу. Наибольшей отражательной способностью, или альбедо, обладает поверхность, покрытая льдом или снегом, а наименьшей - пространства, занятые растительностью, особенно лесами. На тепловой и водный режимы суши воздействуют процессы выветривания и эрозии, растительность, пустыни, горы, возвышенности, озера и эпиконтинентальные моря.

 Биосфера - это одна из самых крупных оболочек Земли, в которой происходит непрерывное взаимодействие живого и неживого вещества. Биосфера - это весь органический мир Земли и среда его существования. Биосфера- это мир бактерий и мир растений, мир животных и мир человека. Процессы, которые действуют в биосфере, приводят к образованию таких газов, как кислород, азот, углекислый газ. Все они рано или поздно вливаются в атмосферу и оказывают влияние на климат.

 Особенности климата обусловлены целым рядом факторов, которые называются климатообразующими. К ним относятся солнечная радиация, циркуляция атмосферы и характер земной поверхности. Важнейшей из перечисленных является солнечная радиация. Солнечные лучи, прежде чем попасть на Землю, проходят сквозь толщу атмосферы. В верхней части атмосферы на поверхность, перпендикулярную солнечным лучам, приходится определенное количество тепла. Оно составляет около 2 кал. в минуту на каждый квадратный сантиметр. Предполагается, что в течение длительного времени поток тепла оставался почти постоянным.

 Проходя сквозь атмосферу, часть солнечных лучей поглощается и рассеивается атмосферой, а часть отражается. Только 45 % солнечной радиации достигает земной поверхности. Суммарная солнечная радиация, достигающая Земли, в количественном выражении только за одни сутки равна энергии, которую человечество получило в результате сжигания всех видов топлива за 1 тыс. лет.

 Количество и характер распределения солнечной радиации на земной поверхности находятся в тесной зависимости от облачности и прозрачности атмосферы. На величину рассеянной радиации влияют высота Солнца над горизонтом, прозрачность атмосферы, содержание в ней водяных паров, пыли, общего количества углекислого газа и т. д.

 Максимальное количество рассеянной радиации попадает в полярные области, а годовая величина суммарной радиации распределяется следующим образом. В полярных районах она составляет 60-70 ккал/см², а в тропических - 220-230 ккал/см². Чем ниже Солнце над горизонтом, тем меньше тепла поступает на данный участок местности.

 Большое значение в распределении солнечного тепла имеют облачность и прозрачность атмосферы. В пасмурный летний день обычно холоднее, чем в ясный, так как дневная облачность препятствует нагреванию, и наоборот, в ясную ночь холоднее, чем в облачную, поскольку облачность препятствует сильному охлаждению поверхности.