Как формируется климат

Как формируется климат

Древние греки думали, что климат зависит только от наклона падающих на Землю сол­нечных лучей. По-гречески слово «климат» означает наклон. Греки знали, что чем выше солнце над горизонтом, чем круче солнечные лучи падают на земную поверхность, тем долж­но быть теплее.

Плавая на север, греки попадали в места с более холодным климатом. Они видели, что солнце в полдень здесь стоит ниже, чем в то же время года в Греции. А в жарком Египте оно, наоборот, поднимается выше. Теперь нам изве­стно, что атмосфера пропускает в среднем три четверти тепла солнечных лучей до земной по­верхности и только одну четверть задерживает. Поэтому сначала земная поверхность нагре­вается солнечными лучами, и только потом уже от нее начинает нагреваться воздух. Когда солнце стоит высоко над горизонтом (А1), участок земной поверхности (аб) получает шесть лучей; когда более низко (A2)то лишь четыре луча из шести. Значит, греки были правы, что тепло и холод зависят от высоты солнца над горизонтом.

Этим определяется раз­ница в климатах между вечно жаркими тропиче­скими странами, где солнце в полдень круглый год поднимается высоко, а дважды или один раз в год стоит прямо над головой, и ледяными пустынями Арктики и Антарктики, где не­сколько месяцев солнце вообще не показывается из-за горизонта.

Однако на одной и той же географической широте даже по степени тепла климаты могут очень резко отличаться друг от друга. Так, например, в Исландии в январе средняя темпе­ратура воздуха равна почти 0° , а на той же широте в Якутии она ниже -48°. По другим свойствам (количеству осадков, облачности и т. д.) климаты на одной широте могут отличать­ся друг от друга даже сильнее, чем климаты эк­ваториальных и полярных стран. Эти различия климатов зависят от свойств земной поверх­ности, воспринимающей солнечные лучи. Бе­лый снег отражает почти все падающие на него лучи и поглощает только 0,1—0,2 части прино­симого ими тепла, а черная мокрая пашня, на­оборот, почти ничего не отражает. Еще важнее для климата разная теплоемкость воды и суши, т.е. разная их способность запасать тепло. Днем и летом вода значительно медленнее нагревает­ся, чем суша, и оказывается холоднее ее. Ночью и зимой вода остывает гораздо медленнее, чем суша, и оказывается, таким образом, теплее ее.

Кроме того, на испарение воды в морях, ре­ках, озерах и на влажных участках суши затра­чивается очень большое количество солнечного тепла. За счет охлаждающего действия испаре­ния в орошаемом оазисе бывает не так жарко, как в окружающей его пустыне.

Значит, две местности могут получать со­вершенно одинаковое количество солнечного тепла, но по-разному его использовать. Из-за этого температура земной поверхности даже на двух соседних участках может отличаться на много градусов. Поверхность песка в пустыне летним днем нагревается до 80°, а температура почвы и растений в соседнем оазисе оказывается на несколько десятков градусов холоднее. Соприкасающийся с почвой, растительным покровом или водной поверхностью воздух либо нагревается, либо охлаждается в зависимости от того, что теп­лее — воздух или земная по­верхность. Так как именно зем­ная поверхность в первую оче­редь получает солнечное тепло, то она в основном передает его воздуху. Нагревшийся самый нижний слой воздуха быстро пе­ремешивается с лежащим над ним слоем, и таким путем теп­ло от земли все выше распро­страняется в атмосферу.

Однако так бывает далеко не всегда. Например, ночью зем­ная поверхность охлаждается быстрее воздуха, и он отдает ей свое тепло: поток тепла направляется вниз. А зимой над заснеженными просторами материков в наших умеренных широтах и над полярными льдами такой процесс идет непрерывно. Земная поверх­ность здесь или совсем не получает солнечного тепла, или получает его слишком мало и по­этому непрерывно отбирает тепло у воздуха. Если бы воздух был неподвижен и не суще­ствовало ветра, то над соседними различно на­гретыми участками земной поверхности покои­лись бы массы воздуха с разными температура­ми. Их границы можно было бы проследить до верхних пределов атмосферы. Но воздух не­прерывно движется, и его течения стремятся уничтожить эти различия.

Представим себе, что воздух движется над морем с температурой воды 10° и на своем пути проходит над теплым островом с температурой поверхности 20°. Над морем температура воз­духа такая же, как воды, но, как только поток переходит через береговую линию и начинает продвигаться в глубь суши, температура его самого нижнего тонкого слоя начинает повы­шаться, как показано на рис. на стр. 223, и приближается к температуре суши. Сплошные линии одинаковых температур — изотермы — показывают, как нагревание распространяется все выше и выше в атмосфере. Но вот поток до­ходит до противоположного берега острова, вступает снова на море и начинает охлаждать­ся — тоже снизу вверх. Сплошные линии очерчи­вают наклоненную и сдвинутую относительно острова «шапку» теплого воздуха. Эта «шапка» теплого воздуха напоминает форму, которую принимает дым при сильном ветре.

То, что мы видим на рисунке, повторяется всюду над малыми и большими различно на­гретыми участками. Чем меньше каждый такой участок, тем ниже над ним будет уровень в атмо­сфере, до которого успеет распространиться нагревание (или охлаждение) воздушного по­тока. Если воздушное течение с моря переходит на покрытый снегом материк и движется над ним многие тысячи километров, то оно охла­дится на несколько километров вверх. Если холодный или теплый участок простирается на сотни километров, то его влияние на атмосфе­ру можно будет проследить только на сотни метров вверх, при меньших размерах — высота еще меньше. Различают три основных вида клима­тов — большой, средний и малый.

Большой климат складывается под влиянием только географической широты и самых боль­ших участков земной поверхности — матери­ков, океанов. Именно этот климат изображают на мировых климатических картах. Большой климат изменяется плавно и постепенно на больших расстояниях, не менее тысяч или мно­гих сотен километров.

Особенности климатов отдельных участков протяженностью в несколько десятков кило­метров (большое озеро, лесной массив, большой город и т. д.) относят к среднему (местному) климату, а более мелких участков (холмы, низи­ны, болота, рощи и т. д.) — к малому климату.

Без такого разделения нельзя было бы ра­зобраться, какие различия климата главные, какие — второстепенные. Иногда говорят, что создание Московского моря на канале имени Москвы изменило климат Москвы. Это неверно. Площадь Московского мо­ря для этого слишком мала. Различный приток солнечного тепла на раз­ных широтах и неодинаковое использование этого тепла земной поверхностью не могут пол­ностью объяснить нам все особенности клима­тов, если не учесть значение характера цирку­ляции атмосферы. Воздушные течения все время переносят теп­ло и холод из разных областей земного шара, влагу с океанов на сушу, а это приводит к возникновению циклонов и антициклонов.

Хотя циркуляция атмосферы все время ме­няется и мы ощущаем эти изменения в сменах погоды, все же сравнение разных местностей показывает некоторые постоянные местные свой­ства циркуляции. В одних местах чаще дуют северные ветры, в других — южные. Циклоны имеют свои излюбленные пути движения, анти­циклоны — свои, хотя, конечно, в любом месте бывают любые ветры и циклоны всюду сменяют­ся антициклонами. В циклонах выпадают дож­ди и снегопады, а в антициклонах стоит ясная погода.

Циркуляция атмосферы создает очень важ­ное для всего живого на Земле явление — непре­рывный круговорот воды в природе.

Если бы не было такого круговорота воды, то вся суша была бы безжизненной.

Print Friendly, PDF & Email