Хелпикс

Главная

Контакты

Случайная статья





Снегавое покрыва



96 Снегавое покрыва

Снег, які выпадае на зямную паверхню пры адмоўных тэмпературах, утварае снегавое покрыва. Працягласць залягання снегавога покрыва складае ад некалькіх дзён у нізкіх шыротах да 9-10 месяцаў на востравах Арктыкі і Антарктыкі. Устойлівае снегавое покрыва характэрна для раўнін умераных і высокіх шырот. У трапічных і субтрапічных шыротах адзначаецца толькі выпадзенне снега, а пастаянае снегавое покрыва не ўстанаўліваецца.

Снегавое покрыва харатарызуюць наступнымі асноўнымі фізічнымі велічынямі: 1) магутнасцю, см; 2) шчыльнасцю, г/см3; 3) запасам вады, мм; 4) характарам залягання.

Снегавое покрыва з’яўляецца важным прыродным элементам, які ўплывае на рэчыўна-энергетычны абмен паміж атмасферай і падсцілаючай паверхняй, а таксама на гаспадарчую дзейнасць.

Асноўныя фізічныя характарыстыкі снегавога покрыва залежаць ад пагодна-кліматычных ўмоў, формы рэльефа і характару расліннасці Найбольшай зменлівасцю ў прасторы адрозніваецца магутнасць снегавога покрыва, якая залежыць ад колькасці выпаўшага снегу, яго шчыльнасці і рэжыма ветра. Ветравыя патокі ва ўзаемадзеянні з падсцілаючай паверхняй істотна пераразмяркоўваюць снегавое покрыва. Каля розных перашкодаў і ў паглыбленнях рэльефу (западзены, яры, лагчыны, кустоў’е і г. д.) утвараюцца магутныя адклады снегу. На станоўчых формах рэльефу (вяршыні, верхнія часткі ўзгоркаў, вадападзелы) адбываецца здуванне снегу і нават агаленне глебавага покрыва.

Шчыльнасць снегу ў адрозненні ад яго магутнасці мае меншую прасторавую зменлівасць. Найменшай шчыльнасцю валодае свежавыпаўшы снег – 0,1-0,15 г/см3; шчыльнасць зляжалага снегу дасягае 0,6-0,7 г/см3. Шчыльнасць снегу залежыць ад яго магутнасці, тэмпературы паветра і хуткасці ветру.

Ад вышыні і шчыльнасці залежыць запас вады ў снезе. Пры павялічэнні магутнасці і шчыльнасці снега запас вады расце..

З’яўляючыся прадуктам клімату, снегавое покрыва выступае важным фактарам клімату. Пад уплывам снегавога покрыва адбываецца пераразмеркаванне цяпла і вільгаці, змяняецца структура цеплавога і радыяцыйнага баланса. Снегавая праслойка разрывае цеплаабарот паміж глебай і паветрам. Снег валодае выключна вялікай адбівальнай здольнасцю. Так, альбеда свежавыпаўшага снегу складае 90-95 %, што ў 3-4 разы больш, чым для аголенай глебы. За кошт высокага альбеда адбываецца другаснае рассеянне адбітай радыяцыі ў атмасферы, што істотна павялічвае прыродную асветленасць. Акрамя таго, снег мае максімальную выпраменьвальную здольнасць, якая спрыяе інтэнсіўнаму радыяцыйнаму ахаладжэнню. Пагэтаму радыяцыйны баланс снегавой паверхні заўсёды адмоўны, што заметна паніжае тэмпературу ніжняга слою паветра, усталёўваючы інверсійнае яе размеркаванне.

Снег валодае ацяпляльнымі ўласцівасцямі, якія з поспехам выкарыстоўваюцца ў земляробстве. Снег аказвае станоўчы ўплыў на ўмовы перазімоўкі сельскагаспадарчых культур. Ацяпляльныя ўласцівасці снегавога покрыва тлумачацца яго нізкай цеплаправаднасцю, абумоўленай малой шчыльнасцю.

 

90. ВОЗДУШНЫЕ МАССЫ И ФРОНТЫ. Типы.,

 Иногда движения в атмосфере создают условия для застаивания воздуха над большими районами Земли — до 2—3 млн. кмг. В результате воздух тропосферы расчленяется на отдельные воздушные массы, которые более или менее длительно сохраняют свою индивидуальность, перемещаясь из одних областей Земли в другие. В горизонтальном направлении воздушные массы измеряются тысячами километров.

Выделяют четыре основных типа воздушных масс с различным зональным положением очагов: массы арктического (в Южном полушарии — антарктического), умеренного (полярного), тропического и экваториального воздуха. Для каждого из типов характерны свой интервал значений температур у земной поверхности и на высотах, свои значения влажности, прозрачности, дальности видимости и др.

Конечно, свойства воздушных масс, и прежде всего температура, непрерывно меняются при их перемещении из одних районов в другие. Происходит трансформация воздушных масс.

 Воздушные массы, перемещающиеся с более холодной земной поверхности на более теплую (обычно из высоких широт в низкие), называют холодными массами. Холодная' воздушная масса вызывает похолодание в тех районах, в которые она поступает. В пути она сама прогревается, притом преимущественно снизу, от земной поверхности. Поэтому в ней возникают вертикальные градиенты температуры и развивается конвекция с образованием кучевых и кучево-дождевых облаков и выпадением ливневых осадков.

Воздушные массы, перемещающиеся на более холодную поверхность (в более высокие широты), называются теплыми массами. Они приносят потепление, но сами охлаждаются внизу, поэтому в их нижних слоях создаются малые вертикальные . градиенты температуры. Конвекция в них не развивается, преобладают слоистые облака и туманы.

. Различают еще местные воздушные массы, длительно находящиеся в одном районе. Свойства местных масс определяются нагреванием или охлаждением снизу в зависимости от сезона.

Смежные воздушные массы разделены между собой сравнительно узкими переходными зонами, сильно наклоненными к земной поверхности. Эти зоны носят название фронтов.. Главные фронты между арктическим и умеренным воздухом носят название арктических фронтов, между умеренным и тропическим воздухом — полярных фронтов. Раздел между тропическим и экваториальным воздухом не является фронтом, а представляет зону сходимости (конвергенции) воздушных течений. Вверх главные фронты прослеживаются до самой стратосферы, а вторичные фронты — на несколько Километров.

С фронтами связаны особые явления погоды. Восходящие Движения воздуха в зонах фронтов приводят к образованию обширных облачных систем, из которых выпадают осадки на больших площадях. Огромные атмосферные волны, возникающие в воздушных массах по обе стороны от фронта, приводят к образованию атмосферных возмущений вихревого характера — циклонов и антициклонов, определяющих режим ветра и другие особенности погоды. Особенно важны в этом отношении полярные фронты. При резко выраженном фронте над ним в верхней тропосфере и нижней стратосфере наблюдается в общем параллельное фронту сильное воздушное течение в несколько сотен километров шириной, со скоростями от 150 до 300 км/ч. Оно называется струйным течением. Его длина сопоставима с длиной фронта и может достигать нескольких тысяч километров. Максимальная скорость ветра наблюдается на оси струйного течения вблизи тропопаузы, где она может превышать 100 м/с. Выше, в стратосфере, где горизонтальный температурный градиент меняется на обратный, барический градиент уменьшается с высотой, термический ветер направлен противоположно скорости ветра и она уменьшается с высотой. У арктических фронтов струйные течения обнаруживаются на более низких уровнях. При определенных условиях струйные течения наблюдаются в стратосфере.

 

 

98. KBA3 И ГЕОСТРОФИЧНОСТЬ ТЕЧЕНИЙ ОБЩЕЙ ЦИРКУЛЯЦИИ

3.1.             Крупномасштабные течения общей циркуляции в большей части атмосферы являются квазигеострофическими. Это означает,что ветры, определяющие такие течения, близки к геострофическому ветру и, следовательно, в свободной атмосфере такие течения направлены почти по изобарам (изогипсам). Только в слое трения воздушные течения существенно отличаются

от геострофического ветра и значительно отклоняются от изобар.Однако, приняв известный из опыта средний угол отклонения

ветра от изобары, мы и в этом случае можем по полю давления восстановить поле ветра. Употребляя слово «квазигеострофиче-

ские», мы тем самым подчеркиваем, что и над слоем трения воздушные течения не являются строго геострофическими.

Как правило, реальные крупномасштабные течения и в свободной атмосфере имеют ускорения, связанные с отклонением от геострофического ветра, и направлены не строго по изобарам, что и служит причиной изменения давления. Однако в свободной атмосфере эти отклонения реального ветра от геострофического малы в сравнении с величиной самого ветра.

3.2.             Допущение о квазигеострофичности справедливо для умеренных широт. В экваториальном поясе условие геострофично-

сти не выполняется ни у земной поверхности, ни в свободной атмосфере: отклоняющая сила вращения Земли на экваторе равна

нулю, а в экваториальном поясе мала и не может уравновешивать силу барического градиента. Поэтому в экваториальной зоне ветер не может быть геострофическим.

ЗОНАЛЬНОСТЬ. Наиболее устойчивая особенность в распределении как атмосферного давления, так и ветра над земным шаром — квазизональность этого распределения. Квазизональность цирку-ляции проявляется в преобладании широтных составляющих ветра (восточной или западной) над меридиональными составляющими (северной или южной) и в больших значениях широтных составляющих по сравнению с меридиональными.

Степень преобладания зональных составляющих над меридиональными может быть различной. Над тропическими океанами преобладание восточных составляющих в переносе воздуха в нижней части тропосферы выражено очень хорошо и легко различимо даже на отдельных синоптических картах, т. е. в отдельные дни. В общем меридиональные составляющие в тропиках примерно в 10 раз меньше зональных. Хорошо выражено и преобладание западных ветров в умеренных широтах Южного полушария. В то же время во многих районах умеренных широт Северного полушария ветер часто и резко меняется по направлению и преобладание западного переноса можно подметить только из статистического анализа большого материала наблюдений. Есть, наконец, и такие районы (например, восток Азии), где преобладающие направления ветра в нижней тропосфере ближе к меридиональным, чем к зональным.

Причина зональности давления и ветра — зональность в распределении температуры и в динамических особенностях самого механизма общей циркуляции атмосферы.

 

100 с высотой распределение давления становится все более зональным . Это понятно, так как с высотой влияние суши и моря на температуру, а следовательно, и на давление ослабевает. В верхней тропосфере и нижней стратосфере абсолютные изогипсы на средних картах изобарических поверхностей огибает весь земной шар, конечно, не совпадая точно с широкими кругами. Учитывая, что в свободной атмосфере ветер близок к геострофическому, карты показывают, что и зимой и летом в тропосфере умеренных и субтропических широт обоих полушарий в общем господствуют западные воздушные течения. Однако зимой в Северном полушарии отчетливо выделяются три волны с гребнями над востоком Атлантического и Тихого океанов и над Уральским хребтом и с ложбинами у восточных берегов Северной Америки и Азии и над Восточной Европой, наложенные на общий западный поток. В Южном полушарии в тропосфере изогипсы проходят более зонально, хотя и там можно заметить три волны, правда, с очень маленькой амплитудой. Неодинаковое сгущение изогипс в субтропических широтах и в широтном поясе 50—60° — отражение субтропического струйного течения и планетарной высотной фронтальной зоны полярного фронта.

высота изобарической поверхности 300 гПа (как, впрочем, и всех других изобарических поверхностей в тропосфере) повышается к экватору. Зимой на поверхности 300 гПа пояс высокого давления с отдельными антициклонами вдоль 10°с. и ю. ш. охватывает всю тропическую зону. Летом на поверхности 300 гПа в полосе высокого давления в широтном поясе 5—25° Северного полушария формируются отдельные антициклоны над материками. Если вспомнить, что у Земли летом над Центральной Америкой, Северной Африкой и Южной Азией находятся термические депрессии, то станет ясно, что эти антициклоны существуют только в верхней половине тропосферы, т. е. они высотные. И хотя в депрессиях существует недостаток массы по сравнению с окружающими районами, в верхней тропосфере изобарические поверхности образуют антициклональные купола благодаря очень высоким средним температурам слоя 1000—300 гПа.

Итак, наиболее высокое давление в свободной атмосфере наблюдается около 10 с. и ю. ш., наиболее низкое — над полярными районами.

Правда, зимой в Северном полушарии самое низкое давление смещено от полюса к особенно холодным северо-восточным частям Азии и Северной Америки.  В слоях выше 20 км летом распределение давления коренным образом меняется в связи с изменением меридиального распределения температуры. Над полюсом давление становится повышенным, т. е. околополюсная депрессия заменяется антициклоном. Поэтому в летнем полушарии в стратосфере выше 20 км господствуют восточные воздушные течения. В зимнем полушарии давление над полюсом самое низкое и здесь расположен центр околополюсной депрессии. Поэтому западные воздушные течения господствуют и в стратосфере, приобретая особенно большие скорости на границе полярной ночи.

 

 

101 Циркуляция в тропиках.

В атмосфере не существует твердых границ: воздушные массы из тропиков могут проникать в полярные широты, а арктический воздух достигает тропических широт, правда, сильно трансформи-ровавшись по пути. Проникновение умеренного воздуха в тропики и тропического воздуха в умеренные широты происходит систематически и представляет основной элемент междуширотного обмена теплом и влагой. Поэтому любая граница в атмосфере является условной, т. е. некоторой переходной зоной, разделяющей районы с преобладанием определенных циркуляционных процессов. Главное, что отличает циркуляцию в умеренных широтах,— это циклоническая деятельность, развивающаяся в воздушных тече-ниях преобладающего западного переноса. Циркуляция в тропиках существенным образом отличается от циркуляции в умеренных широтах.

 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: с вероятностью 80—90% их можно встретить в любой момент года, а не только на средних картах. Субтропические антициклоны вытянуты по широте. Поэтому на их обращенной к экватору периферии изобары проходят почти параллельно широтным кругам и, следовательно, пассаты над уровнем трения должны иметь восточное направление. Воздушные течения восстановлены по движению пассатных кучевых облаков, определенных из серии последовательных фотографий, сделанных с геостационарного метеорологического спутника. Из этого рисунка видно, что на востоке субтропического антициклона к восточной составляющей ветра присоединяется еще направленная к экватору составляющая (вспомним, как дуют ветры в антициклоне!), а на западе — составляющая, направленная от экватора.

 АНТИПАССАТЫ

Вертикальная мощность пассатов увеличивается к экватору. Под 20-й параллелью она равна 2—4 км. Вблизи экватора, особенно в летнем полушарии, восточные ветры пассатов сливаются с восточными воздушными течениями внутритропиче-ской зоны конвергенции, которые здесь захватывают всю тропосферу и стратосферу.

Ветры над пассатами имеют преобладающее западное направление, т. е. такое же, какое господствует в средней и верхней тропосфере во внетропических широтах. У. Западные ветры над пассатами называются антипассатами.

Прежде считали, что антипассаты дуют строго противоположно Ф приземному направлению пассатов, т. е. в Северном полушарии T с юго-запада, а в Южном — с северо-запада. Наблюдения этого не подтвердили. Антипассаты — вообще западные ветры, такие I же, как и в более высоких широтах на тех же уровнях. В западном s потоке обычно развиваются волнообразные возмущения, которые ; и определяют меридиональные составляющие, Наблюдения показывают, С что меридиональные составляющие ветра могут иметь на " различных меридианах противоположные направления, например ■. на 20° з.д. южное, а на 40° з.д. — северное.

 ВНУТРИТРОПИЧЕСКАЯ ЗОНА КОНВЕРГЕНЦИИ (ВЗК)

от зимы к лету экваториальная ложбина испытывает сравнительно небольшое сезонное смещение над Атлантическим и Тихим океанами и весьма значительное над материками и Индийским океаном. Это обстоятельство говорит о том, что в экваториальной ложбине существует определенное различие во взаимодействии воздушных течений обоих полушарий над океанами и материками.

Действительно, пассаты над Атлантическим и Тихим океанами разделены сравнительно узкой переходной зоной (1—3° по меридиану) с неустойчивыми, в основном слабыми, но иногда и довольно сильными шквалистыми ветрами. В этой зоне наблюдается сходимость пассатов Северного и Южного полушарий. Поэтому она называется внутритропическдй зоной конвергенции . Сходимость северовосточных и юго-восточных пассатов хорошо выражена в нижней половине тропосферы. В верхней тропосфере обычно преобладают восточные воздушные течения, особенно сильные на 200 гПа. Вследствие сходимости воздушных течений в ВЗК господствуют восходящие движения. Пассатная инверсия разрушается сильными восходящими движениями, которые прорывают и размывают ее. Сходимость воздушных течений в нижней половине тропосферы и их расходимость на поверхности

 

102 ТРОПИЧЕСКИЕ ЦИКЛОНЫ, ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЕ И ПЕРЕМЕЩЕНИЕ

атмосферные возмущения возникают и внутри тропиков. По большей части это слабые тропические депрессии, часто даже без замкнутых изобар, возникающие как волновые возмущения во внутритропической зоне конвергенции, а также внутри пассатного течения. Перемещаются тропические депрессии медленно, преимущественно с востока на запад, в общем направлении переноса воздуха внутри тропиков.

В некоторых редких случаях (примерно в одном из десяти) тропические возмущения усиливаются настолько, что сила ветра в них достигает 17 м/с и более. Диаметр такого возмущения — от сотни до нескольких сотен километров. Эти жестокие возмущения со штормовыми или ураганными ветрами носят название тропических циклонов). В зависимости от силы ветра их называют тропическими штормами (скорость ветра 17—33 м/с) или тропическими ураганами (скорость ветра более 33 м/с).

Районы возникновения тропических циклонов лежат между 20 и 5° широты в каждом полушарии. Ближе 5° широты к экватору тропические циклоны наблюдаются исключительно редко, так как отклоняющая сила вращения Земли здесь слишком мала, чтобы могла развиться сильная циклоническая циркуляция: возникающие здесь разности давления должны быстро выравниваться.

В указанных широтных зонах тропические циклоны развиваются только над морем. Над сушей они никогда не образуются, а если уже возникший тропический циклон попадает на сушу, он быстро заполняется в связи с увеличенным трением и соответствующим увеличением притока сухого континентального воздуха внутрь циклона в нижних слоях. По новейшим данным, полученным с помощью спутников, тропические циклоны Северной Атлантики могут возникать из слабых депрессий, образовавшихся над Африкой, но ветер в них усиливается до шторма или урагана уже над океаном.

Максимум повторяемости тропических циклонов приходится на лето и осень данного полушария, когда внутрнтропическая зона конвергенции находится за пределами 5° от экватора, а по-верхность океана особенно нагрета—не менее чем до -J- 27° С. Только в северном Индийском океане среди лета наблюдается вторичный минимум, так как в это время здесь господствует юго-западный муссон, а муссонная ВЗК находится над Южной Азией. Поэтому тропические циклоны развиваются здесь весной и осенью, а в муссонной ВЗК летом образуются муссонные депрессии, никогда не достигающие силы тропического циклона.

РАЙОНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ТРОПИЧЕСКИХ ЦИКЛОНОВ

Тропические циклоны в основном возникают в следующих районах

18.1. Северное полушарие. 1. В районе Желтого моря, Филиппинских островов; к востоку от них до 170° в.д. над Тихим океаном наблюдается наибольшее количество тропических циклонов: в среднем за год 27, из них около половины с ураганной силой ветра больше 33 м/с. В отдельные годы их бывает до 50. Тропические циклоны этого района носят местное название тайфунов. Тайфуны движутся вначале на запад и северо-запад. Проходя над Филиппинами, они вызывают опустошительные разрушения и наводнения. Если они достигают берегов Китая, то быстро затухают над сушей. Но чаще, не достигнув материка, они поворачивают к северо-востоку и нередко (в 15 % случаев) проходят через южные Японские острова или вблизи них. Изредка они могут достигать даже района Камчатки.

2.                В районе Тихого океана к западу от Мексики в среднем за год возникает 15 тропических циклонов со штормовыми и, сравнительно редко, с ураганными ветрами.

3.                В тропиках северного Атлантического океана на западе (в Карибском море, районе Малых Антильских островов и Мексиканском заливе) и на востоке (у островов Зеленого Мыса) в среднем за год возникает 9 тропических циклонов. Местное их название — ураганы.

Циклоны западной части океана нередко проходят над Большими Антильскими островами. Сильнейший ураган «Флора» проходил над Кубой в октябре 1963 г. Иногда циклоны попадают на материк в районе Флориды и других юго-восточных штатов США. Иногда циклоны, поворачивая к северо-востоку над океаном, могут проходить вблизи Атлантического побережья США. Несмотря .на сравнительную редкость, ураганы причиняют хозяйству США большие убытки и не обходятся без человеческих жертв. Примером может служить ураган «Хьюго» в сентябре 1989 г., нанесший огромный материальный ущерб и приведший к многочисленным жертвам среди населения.

4.                Над Бенгальским заливом в среднем за год возникают четыре циклона. Попадая на сушу в Индии или в Бангладеш, они часто производят сильные опустошения; особенно страшны связанные с ними нагоны воды на плоские берега. Так, штормовой волной тропического циклона 12—13 ноября 1970 г., обрушившегося на Бангладеш, было потоплено 300 000 человек.

5.                В Аравийском море в среднем за год возникает меньше двух циклонов, как и в Бенгальском заливе, обычно весной и осенью.

 

 

 

107 30. КЛИМАТОЛОГИЧЕСКИЕ ФРОНТЫ

 Постоянное расчленение барического поля Земли на циклоны и антициклоны приводит к тому, что и воздух тропосферы всегда расчленяется на воздушные массы, разделенные фронтами. Многолетние средние положения главных фронтов в разные сезоны будем называть климатологическими фронтами. Их можно выявить на многолетних средних картах, подобно центрам действия атмосферы.В действительности в каждый момент времени (а значит, на синоптических картах) положение и число фронтов могут резко отличаться от многолетнего распределения. Фронты возникают, перемещаются и размываются в связи с циклонической деятельностью.

Положение фронта на средних картах указывает, в каких областях Земли преобладают в течение всего года воздушные

массы одного типа и в каких от зимы к лету и от лета к зиме массыодн ого типа сменяются массами другого типа.

 

106 Муссоны.

Муссоны — это устойчивые сезонные режимы воздушных | течений с резким изменением преобладающего направления ветра I от зимы к лету и от лета к зиме). В каждом месте области муссонов в течние летнего и зимнего сезонов существует С режим ветра с резко выраженным преобладанием одного s направления (квадранта или октанта) над другими, причем J в другом сезоне преобладающее направление ветра будет I противоположным или близким к противоположному. Таким I 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 каж-' дом сезоне наблюдаются и ветры других направлений: муссон испытывает перебои. В переходные сезоны, весной и осенью, когда.

происходит смена муссонов, устойчивость режима ветра наруша-Я ЕТСЯ-

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 свое направление от сезона к сезону, а вместе с этим меняется и направление ветра.

ТРОПИЧЕСКИЕ МУССОНЫ

Наиболее резко выраженные и устойчивые муссоны наблюдаются в тропических широтах, где соседствуют широтно простирающиеся материки и океаны. на американском материке тропические муссоны развиты слабо. Зато в бассейне Индийского океана муссонная циркуляция наблюдается на обширных пространствах внутри тропиков — над всем северным Индийским океаном, Индостаном, Индокитаем, южным Китаем, Индонезией, над низкими широтами южного Индийского океана вплоть до Мадагаскара и Северной Австралии, а также над большими площадями в Экваториальной Африке.

Сильное развитие муссонов в этой части земного шара связано со своеобразием ее географических условий: с наличием к северу от Индийского океана огромного Азиатского материка, а также с расположением Африканского материка в обоих полушариях.

Непосредственной причиной тропических муссонов является сезонное изменение положения субтропических антициклонов и экваториальной ложбины.. Сезонное преобразование среднего поля давления связано с перераспределением масс воздуха между материками и океанами: зимой преобладает перенос воздуха с охлажденного материка на океан, а летом — со сравнительно холодного океана на теплый материк.

 

91 Климатообразующие процессы

Эти процессы можно разделить на внешние и внутренние к внешним процессам можно отнести: приток солнечной радиации и его возможные изменения; изменения состава атмосферы, вызванные вулканическими и оро-генными процессами в литосфере и притоком аэрозолей и газов из космоса; изменения очертаний океанических бассейнов, солености, характеристик 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. Отсюда ясно, что каждому состоянию глобального климата соответствуют свои закономерности в теплообороте, влагообороте и атмосферной циркуляции, т. е. в трех комплексах климатообразующих процессов, формирующих локальный климат в каждой точке Земли. Именно от процессов теплооборота, влагооборота и атмосферной циркуляции, о которых говорилось в главах третьей — седьмой, зависит многолетний режим метеорологических величин: суточный и годовой ход радиации, температуры, осадков и других величин, их изменчивость в каждой точке Земли, среднее распределение по земной поверхности, типичное изменение с высотой и т. д. Поэтому в главах восьмой и девятой мы будем рассматривать распределение локальных климатов на земном шаре, характерное для современного состояния глобальной климатической системы, т. е. за период инструментальных метеорологических наблюдений.

Все три климатообразующих процесса взаимно связаны. Например, на тепловой режим подстилающей поверхности, а следовательно, и атмосферы влияет облачность, задерживающая приток прямой солнечной радиации. Образование облаков — один из элементов влагооборота. Но оно зависит, в свою очередь, от температуры подстилающей поверхности и стратификации атмосферы, а эти последние в определенной степени зависят от адвекции тепла, т. е. общей циркуляции атмосферы. Общая циркуляция, кроме того, создает перенос водяного пара и облаков и тем самым влияет на влагооборот, а через него и на тепловые условия.

 

 

92 Широта

Первым и очень важным фактором климата является географическая широта. От нее зависит зональность в распределении элементов климата. Солнечная радиация поступает на верхнюю границу атмосферы в строгой зависимости от географической широты, которая определяет полуденную высоту Солнца и продолжительность облучения в данное время года. Поглощенная радиация распределяется гораздо сложнее, так как зависит и от облачности, и от альбедо земной поверхности, и от степени прозрачности воздуха, но определенный зональный фон есть и в ее распределении.

По той же причине зональность лежит и в основе распределения температуры воздуха. Правда, это распределение зависит не только от поглощенной радиации, но и от циркуляционных условий. Но и в общей циркуляции имеется определенная степень зональности (в свою очередь, зависящая от зональности в распределении температуры). Упомянем, кстати, что такой чисто кинематический фактор общей циркуляции атмосферы, как параметр Кориолиса 2со sincp, также зависит от географической широты.

 

93 ВЫСОТА НАД УРОВНЕМ МОРЯ

Высота над уровнем моря также является географическим фактором климата.

Атмосферное давление с высотой падает, солнечная радиация и эффективное излучение возрастают, температура и амплитуда ее суточного хода, как правило, убывают, удельная влажность также убывает, а ветер достаточно сложно меняется по скорости и направлению.

Такие изменения происходят в свободной атмосфере над равнинной местностью, с большими или меньшими возмущениями (связанными с близостью земной поверхности) они происходят и в горах. В горах намечаются и характерные изменения с высотой облачности и осадков. Осадки, как правило, сначала возрастают с высотой местности, но, начиная с некоторого уровня, убывают. В результате в горах создается высотная климатическая зональность, о которой еще будет сказано ниже.

Итак, в одном и том же горном районе климатические условия могут сильно различаться в зависимости от высоты места. При этом изменения с высотой намного больше, чем изменения с широтой — в горизонтальном направлении.

 

 

94 Суша и море

Распределение суши и моря — очень эффективный фактор климата Именно с ним связано 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 полушарии, 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 ярко выражено преобладание высокого давления зимой и низкого летом. Это усложняет систему атмосферной циркуляции, а значит, и распределение климатических условий на Земле.

Положение места относительно береговой линии само по себе в сильной степени влияет на режим температуры (а также влажности, облачности, осадков), определяя степень континентальности климата.

Нужно, однако, помнить, что дело не только в расстоянии от океана, но и в условиях общей циркуляции. Последняя может приносить морские воздушные массы далеко в глубь материка (или выносить континентальные воздушные массы на океан) или, напротив, исключать такую возможность.

 

95 Течения

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 ярко показывает отепляющее влияние Гольфстрима на климат восточной части северного Атлантического океана 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 океанических течений увеличивается повторяемость туманов, как это особенно ярко проявляется 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.

 


 



  

© helpiks.su При использовании или копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.