Атмосфера и климат

Сайт об атмосфере, климате и метеорологии

Умеренные широты

В зоне климата умеренных широт средняя температура самого теплого месяца составляет около 25°С. Большая часть этой климатической зоны лежит между очагами формирования разных воздушных масс (теплых и холодных). Во многих районах этой зоны климат сухой — здесь находятся засушливые и полузасушливые пустыни и степи.

На западных побережьях континентов в южной части этой зоны климат относится к средиземноморскому типу. Температуры здесь умеренные, влажная зима и сухое лето обусловлены поясом повышенного давления. На восточных же побережьях континентов колебания температуры более значительны, чем на западных, находящихся под воздействием континентальных воздушных масс. Соответственно этому климат восточных побережий ближе к климату тропических широт.

В северной части зоны умеренных широт, в поясе преобладающего западного переноса, колебания температуры еще значительнее, осадки изменчивы, а господствующий степной климат обусловливает развитие обширных луговых пространств.

Полярные районы

В полярных районах встречается лишь несколько видов животных, а растительный мир представлен мелкими и низкорослыми видами. Средняя температура самого теплого месяца составляет 10°С. В этих районах бывает очень короткое лето с ясной солнечной погодой, хотя приход солнечной радиации незначителен. Осадков здесь выпадает тоже немного, но зато есть вечная мерзлота.

Другие факторы влияющие на климат

На формирование климатов различных районов Земли сильно влияют и многие факторы, не зависящие от широты, например рельеф, близость крупных водоемов, режим ветра и т. д. Факторы, связанные с рельефом местности, оказывают свое влияние на любой широте.

Ветер. Рассматривая влияние ветра на климат, важно знать, где сформировался очаг этого воздушного потока, в жарком или в холодном районе, влажном или сухом, кроме того, над какими районами воздушный поток перемещался и изменял свои свойства.

Континентальный климат. Обычно это сухой климат, типичный для глубинных районов континентов, где количество осадков незначительное, влажность воздуха в течение всего года низкая. Амплитуда колебаний температуры воздуха зависит от широты данного района. В тропическом поясе Земли для континентального климата характерны малые колебания температуры, а в умеренных широтах межсезонные ее контрасты могут быть большими. Пустыни и степи — самое яркое проявление сухого континентального климата.

Морской климат. В районах с морским климатом, особенно на океанических островах, колебания температуры воздуха невелики, она очень незначительно изменяется от дня к ночи и от лета к зиме. Вследствие смягчающего влияния крупного водоема температурные колебания здесь отстают от изменений солнечной радиации значительно больше, чем на континентах.

Климат прибрежных районов. Климат побережья — прямой результат влияния морских течений, а также ветра, подвергающегося воздействию этих течений. Побережья лежат в переходной зоне между областями с морским и континентальным климатом. В поясе преобладающего западного переноса на западных берегах континентов климат морской, на восточных — континентальный. В поясе же пассатов восточные берега континентов более тяготеют к морскому климату, а западные — к континентальному.

Климат гор и плоскогорий. Влияние рельефа на климат заметнее всего в горных районах и особенно на плоскогорьях. Температура воздуха, конечно, понижается с увеличением высоты места над уровнем моря. Осадки в горных районах чаще выпадают на высотах в среднем до 2100 м, выше сезонные суммы осадков быстро уменьшаются. Восходящее движение воздуха по склонам гор уменьшает амплитуду колебания его температуры и сглаживает межсезонные ее контрасты. На плоскогорьях воздух перемешивается слабо и становится довольно устойчивым, вследствие чего амплитуда изменений его температуры здесь значительно больше, чем над равнинами.

Горная цепь часто служит разделом между климатическими зонами, причем эффективность раздела зависит от преобладающего направления ветра. Если воздух вынужден подниматься по склонам гор, его свойства сильно изменяются. Это приводит к тому, что воздушные массы, формирующиеся на наветренных и 'на подветренных склонах гор, сильно различаются.

Классификация климатов по характеру воздушных масс

Еще одну классификацию климатов создали, взяв за основу почти исключительно воздушные массы и их роль в той или иной географической области. В этой классификации обобщенную картину климатов Земли построили по данным о повторяемости воздушных масс каждого типа, проходящих над каждой областью в разные сезоны года, используя для этого результаты ежедневных наблюдений на всех метеостанциях, расположенных в данной области. Области выделены в соответствии с их растительным покровом, режимам температуры и осадков.

В этой классификации рассматриваются три группы климатов, соответствующие трем крупным широтным зонам и воздушным массам, преобладающим в каждой такой зоне.

Экваториальные и тропические воздушные массы преобладают в низких широтах. Здесь наблюдается высокая температура воздуха, господствует пассат, располагаются субтропический пояс высокого давления и внутритропическая зона конвергенции.

Тропические климаты низких широт подразделяют на засушливые, полузасушливые, муссонные, дождливые и переменные засушливо-влажные.

Арктические и полярные воздушные массы преобладают в высоких широтах. Термин „арктический воздух" часто используется для описания исключительно холодных воздушных масс, формирующихся в полярных районах. Обычно в этих районах нет лета или же оно бывает очень коротким, а зима очень долгая и очень холодная. Отдельными климатами этих широт являются климат тайга (субарктический), климат тундры и полярный климат.

Тропические и полярные воздушные массы встречаются друг с другом на «поле боя», в умеренных широтах, когда теплый воздух движется на север, а холодный на юг. Эти две совершенно различные воздушные массы начинают энергично взаимодействовать друг с другом, поэтому здесь часто развивается интенсивная циклоническая деятельность, образуются атмосферные фронты.

Метеорологические условия сильно меняются в зависимости от того, какая воздушная масса находится над районом. Однако ни одна из этих двух масс не становится преобладающей на сколько-нибудь длительное время.

В результате взаимодействия этих двух воздушных масс формируются следующие типы климатов: влажный континентальный (холодное лето и теплая зима), климат умеренных широт (засушливый или полузасушливый) , субтропический (сухой или влажный) и морской.

Климат

Климатология и метеорология тесно связаны между собой: они изучают один и тот же объект—земную атмосферу — и применяют близкие методы исследования. Однако основное внимание метеорологи обращают на состояние атмосферы в отдельный момент, климатологи же в первую очередь изучают средние, значения метеорологических величин и их изменчивость. Метеорологи используют в исследованиях методы статистического анализа, климатологи же исходят из найденных метеорологами средних характеристик и их изменений. Однако климатология занимается не только осреднением результатов метеорологических наблюдений, а и гораздо более широким кругом вопросов.

Климатология в значительно, большей мере, чем метеорология, опирается на карты и таблицы, характеризующие крупномасштабные и длительные метеорологические процессы. Такие карты и таблицы указывают на существование многих статистических соотношений, на основании которых климатологи делают свои заключения.

Первая задача климатологии состоит в том, чтобы с помощью данных о суточном ходе метеорологических величин получить общую картину для всех этих величин и выявить диапазон их колебаний в обширных областях земного шара. В классификации климатов первостепенное значение имеют температура и влажность воздуха, осадки и другие метеорологические величины. Климатологи сравнивают метеорологический режим разных областей Земли, используя различные графики и таблицы значений этих величин.

В климатологических описаниях мы находим своеобразную терминологию. Запомним несколько терминов. Термин „среднее", вообще говоря, .означает осреднение отдельных

частных случаев. Обычно для того чтобы найти среднее, используют максимальное и минимальное значения данной величины в том или ином районе за тот или иной период. Если такая количественная характеристика вычисляется для периода продолжительностью не менее 30 лет, то ее называют нормальным значением или даже просто нормой. Термин „абсолютный" (максимум или минимум) относится к максимальному и минимальному из всех когда-либо наблюдавшихся значений данной метеорологической величины. Экстремальными (крайними) называются максимальное и минимальное значения метеорологической величины за определенный конкретный период — за тот или иной месяц, год и т. д.

Климат и погода

Для анализа климата отдельной местности или обширного района климатологу нужна различная информация о суточном ходе метеорологических величин. Чтобы легче сравнивать такие данные за разные периоды (обычно сутки, месяц и год), их разбивают на группы. В следующих разделах рассматриваются данные для каждого из таких периодов.

Месячные данные

Чтобы выявить закономерности изменения температуры в том или ином районе, климатология использует средние месячные значения температуры, а также ее максимум и минимум, т. е. амплитуду ее колебания. В каждой географической области эти величины различны. В двух разных областях средняя температура может быть одинаковой, а амплитуда различаться.

При характеристике климата района используют также данные о влажности воздуха и об осадках. Поэтому климатологи рассматривают среднее значение относительной влажности, а также максимальное и минимальное количество осадков в каждом климатическом районе. Изучают вид и среднее количество осадков отдельно для дождя, снега и т. д. Важное значение, в частности, в связи с использованием климатических данных в народном хозяйстве, имеют сведения о туманах, высоте нижней границы облаков, дальности видимости. Для каждого района определяется число солнечных дней и число дней с дождем, значительно меняющиеся от месяца к месяцу. На основании средних значений за час, определяемых по записям суточного самописца, находят преобладающее направление ветра в каждый отдельный день. Таким способом можно определить господствующее направление ветра в каждом районе.

В настоящее время в сообщениях о погоде начали занимать видное место сведения о так называемых градусо-днях. Градусо-день представляет собой разность между средней температурой и значением 18,3°С. Разность эта вычисляется в тех случаях, когда средняя температура составляет менее 18,3°С. Например, средняя температура, равная 10°С, дает 8,3 градусо-дня. Месячное число градусо-дней находится суммированием суточных их значений.

Годовые данные

Средние значения и амплитуду изменения каждой метеорологической величины вычисляют за каждый год и сопоставляют, чтобы выяснить, как они изменяются в те или иные периоды или отклоняются от обычных значений. Вычисляют, например, среднюю годовую температуру воздуха и амплитуду ее годового хода, а также годовое число градусо-дней. Кроме того, находят максимальную и минимальную температуру за каждый год. Максимум и минимум находят также для количества осадков разных видов.

По записям термографа, сделанным в течение года, можно найти число дней с температурой выше некоторого заданного ее значения, например число дней с температурой выше 37,8°С и с температурой ниже 0°С.

Средние годовые значения метеорологических величин сопоставляют. Находят среднюю годовую относительную влажность воздуха, количество осадков за год и отдельно за каждый сезон, . а также число дней в году с тем или иным метеорологическим явлением, например со снегом, с дождем, градом и т. д. Наконец, определяют повторяемость крупных штормов, таких, как торнадо, шквал, и других явлений. Климатические соотношения находят путем тщательного исследования перемещений воздушных масс, направления и повторяемости этих перемещений.

Отмечают даты особых явлений, например, дату первого мороза, первого снегопада и др. Для каждого района подсчитывают число облачных дней и долю фактической продолжительности солнечного сияния от возможной за год, выявляют преобладающее направление ветра за каждый месяц, дату самого сильного ветра и другие явления, которые могут быть здесь типичными.

Суточные данные

Ежедневно метеорологи получают большое число данных и используют их при описании особых свойств каждого района. Вычислив амплитуду суточного хода температуры воздуха, строят затем общую крупномасштабную характеристику данного района.

Суточные максимумы и минимумы температуры в разных районах сравнивают между собой.

По записям и карте особых метеорологических явлений находят их повторяемость. Отмечают наибольшую интенсивность разных штормов, максимумы и минимумы температуры и давления при этих штормах. Записывают время выпадения осадков и их количество. Отмечают также периоды выпадения самых обильных осадков, случаи их выпадения на протяжении нескольких дней подряд, виды осадков.

Ежедневные данные о погоде состоят из сведений о форме облаков, высоте их нижней границы, о дальности видимости, о скорости и направлении ветра в определенное время суток и т. д., а также о времени, необходимом для развития той или иной формы облаков или для изменения их внешнего вида, о продолжительности всех отмечаемых явлений. Находят средние перемещения воздуха за каждый час и соответствующие изменения давления.

Использование климатических данных

Из всего изложенного видно, что климатологи опираются на большое количество весьма разнообразных исходных данных о метеорологических характеристиках различных районов. Таким образом, анализ, выполняемый ими, представляет собой не просто беглый просмотр нескольких средних значений, а наоборот, широкое обобщение всех данных. Оказалось, что иногда климат отдельного района существенно отличается от климата соседних районов.

Климатологи в соответствии с тем или иным методом классификации выделяют различные климатические области Земли.

Одним из главных критериев классификации климатов служит повторяемость определенных метеорологических величин, с помощью которой с точностью, .какую допускает современное состояние науки, выявляют внутренние взаимосвязи между разными климатами. Синоптическая климатология, как следует из ее названия, стремится объединить данные для каждого рассматриваемого района в единую картину.

Естественно, что при огромном объеме исходных данных выявить какие-либо соотношения между климатами можно, только сопоставляя и обобщая эти данные. Обработка на ЭВМ исходных данных, характеризующих последовательное развитие метеорологических явлений в течение Длительных периодов времени, позволяет легче выявить значение разных групп этих данных.

Важным критерием при выделении климатических областей является преобладание тех или иных воздушных масс, действующих в данной области. Поскольку каждую воздушную массу прослеживают все метеорологические станции данного района, то легко выявить свойства воздушных масс и повторяемость их перемещения. Продолжительность пребывания той или иной воздушной массы в данном районе также характеризует степень воздействия этой массы на погоду района.