Воздушные массы и атмосферные фронты * Воздух атмосферы неоднороден не только по вертикали, но и в горизонтальном направлении. * Причины различий заключаются в неодинаковом распределении солнечного тепла по земной поверхности и в различии подстилающей поверхности (суша, море). * Тропосферу принято делить на разные воздушные массы. * Под воздушной массой понимают крупный объем воздуха, обладающий относительно однородными свойствами и движущийся как одно целое. Протяженность его тысячи километров, вертикальная мощность – вплоть до верхней границы тропосферы. * Воздушные массы бывают местные (малоподвижные) и движущиеся. Последние по отношению к подстилающей поверхности делят на, тёплые ТВ и холодные ХВ. * Воздушная масса считается тёплой, если она движется на более холодную подстилающую поверхность, и холодная, если движется на более теплую поверхность. При этом свойства воздушной массы постепенно изменяются. * Выделяют четыре зональных типа воздушных масс. * Экваториальный воздух образуется в полосе пониженного давления над влажными лесами и океанами, обладает высокими температурами и большой влажностью. * Летом соответствующего полушария в виде экваториальных муссонов он проникает до тропических широт, особенно далеко в Индии, вплоть до Гималаев. * Континентальный тропический воздух (кТВ) формируется над тропическими пустынями: Сахарой, Калахари, аравийскими, австралийскими, североамериканскими и др. * Он обладает высокой температурой, значительной абсолютной влажностью, но низкой относительной влажностью. * Морской тропический воздух (мТВ) образуется в барических максимумах над океанами. * У него довольно высокие температуры и большая абсолютная влажность. * Континентальный воздух умеренных широт (кПВ) формируется над материками, господствует в северном полушарии. * Его свойства по сезонам неодинаковы: летом характерны довольно высокая температура и абсолютная влажность, наблюдается подъём воздуха, осадки, зимой – низкие температуры и абсолютная влажность. * Морской воздух умеренных широт (мПВ) формируется в барических минимумах над незамерзающими океанами с тёплыми течениями. * Летом он прохладнее кПВ, зимой – теплее, абсолютная влажность его значительная. * Континентальный арктический – антарктический воздух (кАВ) формируется над льдами Арктики и Антарктиды, обладает крайне низкими температурами и небольшой абсолютной влажностью. * Морской арктический – антарктический воздух (мАВ) образуется над периодически замерзающими морями, его температура несколько выше, чем кАВ, абсолютная влажность больше. * Различные по своим свойствам воздушные массы находятся в движении. При этом они могут сближаться, образуя переходные фронтальные зоны шириной 500–900 км, длиной 2–3 тыс. км. * Плоскость раздела между воздушными массами называется фронтальной поверхностью. Она всегда наклонена в сторону холодного воздуха, который располагается под фронтальной поверхностью, а менее плотный и потому более легкий тёплый воздух – над нею. * Линия пересечения фронтальной поверхности с поверхностью Земли называется атмосферным фронтом. Чаще всего одна из воздушных масс оказывается более активной, а фронт движущимся. * Тёплый фронт образуется при наступлении тёплого воздуха на холодный, холодный фронт – наоборот Вертикальное строение тёплого и холодного фронтов: а - холодный фронт, б – тёплый фронт, 1 – направление движения воздушных масс, 2 – системы облаков, 3 – область выпадения осадков * На фронтах из тёплого воздуха развиваются подвижные фронтальные циклоны, а из холодного воздуха антициклоны. * С циклонами связаны облачность, осадки, понижение температуры летом, повышение зимой. С антициклонами – ясная, сухая погода, жаркая летом, морозная зимой. * При прохождении атмосферных фронтов происходят резкие изменения погоды: перепады температуры, давления, выпадение осадков, усиление и резкая смена направления ветров и др. * В местах взаимодействия основных типов воздушных масс – формируются климатические фронты. Погода и климат * Погода – это совокупность процессов, происходящих в атмосфере в данное время над определенной территорией. Характерные свойства погоды – изменчивость и многообразие. * Периодические изменения погоды обусловлены суточными и годовыми различиями в поступлении солнечной радиации. * С этим связаны суточные и сезонные колебания всех метеоэлементов: температуры и влажности воздуха, облачности, осадков, давления, ветров. * Непериодические изменения обусловлены фронтальными процессами и наиболее типичны для умеренного и холодного поясов. * Климат – многолетний режим погоды, типичный в данном месте. * В отличие от погоды, он обладает устойчивостью, постоянством, хотя ежегодно бывают отклонения в температуре, количестве и режиме осадков, характерных погодах. * Энергетической основой климатообразующих процессов является приток на Землю солнечной радиации, количество которой определяется углом падения солнечных лучей, зависящим от широты места. * Это главнейший климатообразующий фактор. * Большое влияние на формирование климатов оказывает также атмосферная циркуляция – закономерное перемещение воздушных масс, в процессе которого происходит перенос тепла и влаги как между широтами, так и между материками и океанами. Атмосферная циркуляция Глобальная атмосферная циркуляция * Важен и характер подстилающей земной поверхности. Соответственно выделяют материковые и океанические климаты. * Суша и вода по-разному нагреваются и остывают: суша быстрее нагревается, но и быстрее остывает, так как прогревается на несколько метров; вода медленнее нагревается, но на большую глубину – до 200–300 м, поэтому медленнее остывает. * Степень континентальности климата материков зависит от их размеров и изрезанности береговой линии. * Чем больше материк, тем значительнее континентальность климата его внутренних районов. * Она выражается в малом годовом количестве осадков и большой годовой амплитуде температур (например, в Центральной Азии). * Большая изрезанность береговой линии уменьшает степень континентальности климата. * На климат материков оказывает влияние абсолютная высота местности. * В горах температура с высотой уменьшается примерно на 6°С на каждый километр, и на определенной высоте даже летом оказывается равной нулю; выше начинается царство снегов и льдов. * Важно также расположение гор по отношению к господствующим ветрам. * Горы, особенно высокие, являются климатическими барьерами. * Наветренные склоны получают много осадков (например, южные склоны Гималаев), подветренные склоны сухие. * У широтно вытянутых гор весьма важно учитывать ориентацию склонов гор по отношению к Солнцу. Например, северный и южный склоны Кавказских гор получают разное количество тепла, что отражается на высоте природных поясов и снеговой границы, а сами горы служат рубежом между умеренным и субтропическим поясами. * Большое влияние на климат оказывают морские течения. Они переносят значительную часть тепла из экваториальных широт в полярные. * Побережья, омываемые тёплыми течениями, теплее и влажнее; холодными течениями – холоднее и суше. * Например, в умеренных широтах на западном побережье Скандинавии благодаря теплым течениям вплоть до полярного круга температура даже зимой около О°С, много осадков, произрастает тайга, а на этой же широте на полуострове Лабрадор, омываемом водами холодного течения, – сухая продолжительная зима, прохладное лето, ландшафты тундры. В тропиках на западных берегах материков, омываемых холодными течениями, температура воздуха 15...20°С, сухо, характерны береговые пустыни; на восточных побережьях, вдоль которых протекают тёплые течения, температура 25...23 °С, осадков около 1000 мм, произрастают вечнозелёные тропические леса. Морские течения * Таким образом, различные климаты Земли формируются под следующими климатообразующими факторами: солнечная радиация, циркуляция атмосферы и подстилающая поверхность. * В каждом полушарии выделяется семь климатических поясов. * Климатические пояса – самые крупные зональные подразделения земной поверхности по климатическим условиям. Внутри их выделены климатические области (две или четыре) с разными типами климатов: * материковый и океанический типы климата; * типы климата западных и восточных побережий материков (в тропическом, субтропическом, умеренном поясах), связанные с неодинаковыми условиями циркуляции атмосферы и с морскими течениями. * Экваториальный пояс. Температуры весь год высокие (24... 28°С), влажность воздуха большая. Осадков много – около 2000 мм. Сезонные колебания среднемесячных температур и осадков незначительные. * Это зона низкого давления, восходящих токов воздуха, слабых ветров. Над сушей, которая быстро прогревается, конвекция развивается днём, образуются мощные кучево-дождевые облака, после полудня идут обильные дожди, часто сопровождаемые грозами. Над морем ливни и грозы бывают в ночное время. * Увлажнение избыточное. В условиях экваториального пояса произрастают вечнозелёные леса. * Субэкваториальные пояса. Им свойственна сезонная смена воздушных масс: летний муссон приносит экваториальный воздух, зимой господствует континентальный тропический воздух. * Летом жарко и влажно, как на экваторе, зимой температура немного снижается (около 20 °С), влажность воздуха низкая, осадков нет. Такой климат с влажным летом и сухой зимой называется муссонным. * Увлажнение близкое к нормальному. Произрастают редкостойные листопадные леса и саванны. Африканская саванна Карта типов климата * Тропические пояса. Над большей частью материков господствует кТВ. Температура летом 30...35°С, зимой около 20°С. Суточная амплитуда температур (30...40°) больше годовой (10...15°). Осадков почти нет. Увлажнение ничтожное. * Такой климат называют аридным (сухим). Здесь располагаются величайшие тропические пустыни мира: Сахара, аравийские, австралийские. * Своеобразен климат на западных побережьях материков, где весь год преобладает морской тропический воздух. Температуры невысокие – около 20°С летом, 15°С зимой, так как они омываются холодными течениями. * Несмотря на большую влажность воздуха, осадков нет. Ночью обильны росы и туманы. Увлажнение ничтожное, поэтому здесь простираются береговые пустыни. Тропическая пустыня * На восточных побережьях материков, вдоль которых перетекают тёплые течения, климат другой. Высокие температуры (25...28 °С) летом, около 20°С зимой, довольно много осадков – до 1000 мм, особенно летом. Увлажнение избыточное. Произрастают вечнозелёные тропические леса. * Выше названные климатические пояса лежат в основном в границах жаркого теплового пояса, ограниченного годовыми изотермами +20°С. * В этих поясах не температура является главным признаком сезонных изменений в природе, а режим и количество осадков. * Поэтому развитие растительности ограничивает не температура, а осадки, точнее, продолжительность сухих и влажных периодов. * Простирание природно-растительных зон, широтное или меридиональное, зависит от условий увлажнения. * Субтропические пояса. Климат формируется под влиянием сезонной смены воздушных масс: тропический воздух – летом, умеренный воздух – зимой. * Материковый субтропический климат – аридный, с жарким (около 30 °С) сухим летом, прохладной (0...+5 °С), относительно влажной (200–250 мм) зимой, с неустойчивой фронтальной погодой. Увлажнение недостаточное, поэтому преобладают природные зоны пустынь, полупустынь, сухих степей. * Климат западных побережий материков называется средиземноморским, так как наиболее типичен он для побережья Средиземного моря: Южная Европа, Передняя Азия, Северная Африка, но есть и на других континентах. * Для него характерно сравнительно жаркое (более 20 °С) сухое лето, мягкая (около 10 °С) влажная (500–700 мм) зима. Растительность – сухолюбивые вечнозелёные жестколистные леса и кустарники. Средиземноморье * Климат восточных побережий материков – муссонный, лучше всего он выражен в Евразии. Летом преобладает устойчивый муссон с океана (мТВ), жарко (25°С), влажно. Зима сравнительно прохладная (0...+5°) и относительно сухая, так как муссон с суши из сезонных барических максимумов, в частности из Азиатского, приносит континентальный умеренный воздух. Общее количество осадков около 1000 мм. Увлажнение достаточное. Растительность – переменно-влажные широколиственные и смешанные леса. * Субтропический пояс характеризуется положительными температурами в течение всего года. Однако во всем поясе возможны кратковременные понижения температуры до отрицательных значений и даже выпадение снега. На равнинах он быстро тает, в горах может сохраняться до нескольких месяцев. * Исключением является крупнейшее и высочайшее (4–5 км) нагорье мира Тибет, расположенное в этом поясе. Для него характерна особая разновидность резко континентального климата: прохладное лето, суровая зима, незначительные осадки. На нагорье развиты высокогорные пустыни. Тибетское нагорье * Умеренные пояса. В этих поясах в течение года господствует воздух умеренных широт, возможны вторжения как тропического воздуха (особенно летом), так и арктического воздуха (обычно зимой). * Летом радиационный баланс положительный благодаря довольно большой высоте Солнца и значительной продолжительности дня. * Зимой отрицательный из-за малой высоты Солнца, короткого светового дня, большой отражательной способности снега. * Характерная особенность поясов – интенсивная циклоническая деятельность, с нею связана неустойчивость погодных условий, особенно зимой. Метель зимой * Континентальный умеренный климат. Он развит в северном полушарии – в Евразии и Северной Америке. Господствует континентальный умеренный воздух, с запада нередки вторжения морского умеренного воздуха. * В среднем температуры самого тёплого летнего месяца – июля изменяются от +10 до +12 °С на севере и до +30 °С на юге, самого холодного – января от –5° на западе до –25...– 30 °С в центре материков, в Якутии даже ниже –40 °С. * Низкие зимние температуры почвы и воздуха и незначительное количество снега поддерживают существование многолетней мерзлоты. * Годовое количество осадков уменьшается с запада на восток от 700–600 мм до 300 мм и даже до 200–100 мм в Средней и Центральной Азии. Летом осадков выпадает больше, чем зимой, в центре материков эта разница больше. Речная долина в Забайкалье * Преобладают осадки фронтального происхождения, летом выпадают ещё и конвективные, а перед горами орографические осадки. * Из-за большой протяженности пояса с севера на юг в нём выделяют северную часть с прохладным летом и относительно суровой зимой (совпадает с тайгой) и южную часть с тёплым летом и относительно мягкой зимой. * По степени континентальности климата выделяют его разновидности от умеренно континентального до резко континентального. * Увлажнение изменяется от избыточного на севере до резко недостаточного на юге. Поэтому здесь богатый спектр природнорастительных зон: тайга, смешанные и широколиственные леса, лесостепь (коэффициент увлажнения 1), степи, полупустыни, пустыни. * Климат западных побережий материков формируется под влиянием морского умеренного воздуха, образующегося над тёплыми течениями и приносимого господствующими западными ветрами. Поэтому он называется морским умеренным климатом. * Для него характерны нежаркое лето (+10° на севере, +17°С на юге), мягкая зима с температурами от 0 до +5°С. Зимой на севере нередки понижения температуры до отрицательных значений, снегопады. * Осадков много – 800–1000 мм, перед горами 2000 мм (юго-запад Скандинавии), 3000 мм (западные склоны Кордильер), 5000 мм (западные склоны Анд). Осадки фронтальные и орографические. * Увлажнение избыточное. Произрастают хвойные и широколиственные леса. Холмы Уэльса * Климат восточных побережий материков умеренного пояса – муссонный. Он хорошо выражен в Евразии. Наблюдается сезонная смена воздушных масс: летом тёплый и влажный морской умеренный воздух, зимой очень холодный и сухой континентальный умеренный воздух из Азиатского и Канадского максимумов. * Температура около +20°С летом и –10...–20°С зимой, Количество летних осадков в 10–20 раз больше зимних, а общее количество от 500 до 1000 мм в зависимости от орографии. Увлажнение избыточное, произрастают смешанные и хвойные леса. * В южном полушарии в умеренном поясе почти безраздельно господствует океанический климат с нежарким летом, мягкой зимой, обильными фронтальными осадками, западными ветрами, неустойчивой погодой. Осенний лес Приморья * Субарктический и субантарктический пояса. Им свойственна сезонная смена воздушных масс: летом воздух умеренных широт, зимой арктический или антарктический. * Континентальный, в том числе резко континентальный, климат наблюдается лишь в северном полушарии на севере Евразии и Северной Америки. * Прохладное сырое лето с температурами менее 10– 12°С, суровая (до –40...–50°С) продолжительная малоснежная зима. Полюс холода северного полушария, как и всей планеты, – Оймякон (–78 °С). Большие годовые амплитуды температур. * Осадков 200–100 мм. Характерна многолетняя мерзлота, избыточное увлажнение, большая заболоченность. Характерные зоны: тундра и лесотундра. Верхоянская тундра * Морской (океанический) климат наблюдается на севере Европы, в Северном Ледовитом океане (Баренцево, Гренландское моря), вокруг Антарктиды. Характерны прохладное лето ( + 3... + 5°С), плавучие морские и материковые льды, относительно мягкая (– 10...–15 °С) зима. * Осадков до 500 мм, постоянны туманы. По побережьям материков и на островах распространена тундра. Мурманский берег * Арктический и антарктический пояса. Преобладает континентальный климат в Антарктиде, в Гренландии, на островах Канадского архипелага. Весь год отрицательные температуры. * В Антарктиде на внутриконтинентальной станции «Восток» зарегистрирован абсолютный минимум температуры –89,2 °С. (поскольку станция «Восток» расположена на высоте 3488 м, абсолютный минимум температуры воздуха на уровне моря остается за Оймяконом.) * Осадков менее 100 мм. Типичны ледяные пустыни. * Океанический климат наблюдается в Арктике. Температуры отрицательные, во время полярного дня могут достигать 5°С. Осадков 100–150 мм за счёт проникающих в Арктику циклонов. Для островов характерна тундра. * Климат играет огромную роль в живой и неживой природе Земли. * Он определяет характер растительности, животного мира, почвенного покрова. * От него зависит увлажненность территории, режим рек, озёр, морей, ледников, образование некоторых горных пород. * Климат влияет на формирование рельефа. * Климат необходимо учитывать в хозяйственной деятельности людей, особенно в сельском хозяйстве, а также в строительстве, в промышленности, на транспорте. * Климат и погода имеют большое значение для здоровья и деятельности людей.