Климатообразующие факторы

Причины, воздействующие на климат

Вопрос формирования климата довольно сложный. Для его понимания необходимо знать ряд закономерностей, которыми изобилует наука. Прежде следует определиться, что называют климатообразующими факторами. Если говорить просто — это причины, от которых зависит климат определённой территории. Основные климатообразующие факторы:

• географическая широта;
• циркуляция атмосферы;
• близость или удалённость от океанов;
• высота над уровнем моря;
• течения у побережий материков;
• рельеф;
• подстилающая поверхность.

Географическая широта

Это расстояние от экватора до нужной точки в градусах. Широта отсчитывается от нулевой параллели — экватора. Она бывает северной, если территория лежит в северном полушарии. Если в южном, тогда широта южная.

Поверхность по ту и другую сторону от экватора круглый год получает много солнечного тепла и света. Лучи падают почти отвесно, угол их падения близок к 90 градусам. При движении к северу и югу увеличивается широта, уменьшается угол падения солнечных лучей, поэтому меньше поступает тепла на земную поверхность.

Циркуляция атмосферы

Этот фактор нужно понимать как постоянное перемещение воздушных масс. Тепло, которое поступает от Солнца, прогревает земную поверхность. Воздух нагревается от подстилающей поверхности неравномерно. Даже на одной широте он может иметь разную температуру. В результате возникает разность в давлении, массы воздуха приходят в движение, возникает ветер.

https://youtube.com/watch?v=6IOblwjYx3g

Близость или удалённость от океанов

Этот фактор можно назвать как протяжённость с севера на юг и с запада на восток. Территории, расположенные на побережьях океанов и морей, всегда характеризуются иными климатическими особенностями, чем расположенные внутри материка.

Западные окраины континенты имеют морской тип климата. Участки суши получают больше осадков, зимы более мягкие, летние сезоны прохладные. Суша восточных окраин характеризуется муссонным климатом. Это значит, что большое количество осадков выпадает в тёплый период. Температуры зависят от широты места.

Внутренние районы, удалённые от океанов, характеризуются незначительным количеством осадков в течение года, высокими летними и низкими зимними температурами. В качестве примера можно указать юг Сибири в России.

Абсолютная высота места

Это ещё одна причина, которая влияет на климат. Кабардино-Балкария, расположенная в горной местности на юге европейской территории, характеризуется совершенно разнообразными условиями. В предгорьях климат влажный континентальный. С подъёмом в горные районы температуры становятся ниже. Климат сменяется на субальпийский, выше — на альпийский.

Течения у побережий материков

Водные массы, как и воздушные, всё время находятся в движении. Если вода двигается постоянно, возникают течения. Они могут быть холодными и тёплыми. У берегов Европы проходит тёплое Северо-Атлантическое течение. Над ним формируется тёплый влажный воздух, который западными ветрами перемещается на материк. Благодаря этому в Европе мягкая зима и тёплое лето. Осадки выпадают весь год.

У юго-западного побережья Африки в тропических широтах проходит холодное Сенегальское течение. Казалось бы, территория должна получать много осадков. Однако на побережье раскинулась пустыня Намиб. Над холодным течением формируется холодный воздух. Он содержит мало влаги и не даёт осадков.

Влияние рельефа

Под рельефом понимают совокупность неровностей земной поверхности. Он оказывает очень сильное влияние на климат. Если на пути движения воздушных масс будет преграда в виде гор, тогда воздух станет подниматься, чтобы преодолеть ее. В результате он охладится, так как удалится с земной поверхности. Холодный воздух не сможет удержать всю влагу, которая содержалась в более тёплом воздухе. Ее мелкие капельки будут сливаться, укрупняться и выпадать в виде осадков. По этой причине наветренные склоны гор всегда получают больше осадков

Горные цепи могут задерживать воздушные массы или, наоборот, не препятствовать их проникновению вглубь территории.

Подстилающая поверхность

То, что находится на поверхности земли, называют подстилающей поверхностью. Она влияет на формирование климата. Разная поверхность, даже находящаяся на одной широте, с неодинаковой интенсивностью поглощает тепло.

Так, лёд и снег более чем на 80% отражают солнечные лучи. Из-за этого в Антарктиде и Арктике всегда холодно, хоть над территориями наблюдается длинный полярный день. В это время Солнце не заходит за горизонт длительное время, поступает большое количество тепла. Поверхность из снега и льда отражает тепло, и температуры остаются низкими.

Климатическое оружие

Выясняя, что такое климатообразующие факторы, мы основное внимание уделили природным процессам и явлениям. Требуется объяснить такие факты, как повышение среднегодовых температур воздуха и неравномерное выпадение осадков в последние десятилетия. Это естественная закономерность или результат антропогенного изменения климата?

Это естественная закономерность или результат антропогенного изменения климата?

Однозначный ответ на этот вопрос трудно дать. Не стихают споры о том, применяется ли климатическое оружие, создано оно или только разрабатывается. Особенно активно вопрос обсуждался во время экстремальной жары в России летом 2010 года. Температура в центральной части страны была на 10 °C выше средней для региона. Год был самым жарким с конца XIX века. Возникли массовые лесные пожары, наблюдался всплеск смертности среди населения.

Климатическое оружие — это способы контроля над погодой в военных целях. Неприятелю причиняется ущерб в результате природных аномалий (засух, наводнений). Над созданием климатического оружия ученые США и СССР начали работать в середине минувшего столетия. Подобные действия противоречат Конвенции ООН, запрещающей военное использования средств воздействия на природную среду. Правительство США отрицает искусственное влияние на атмосферу с целью причинения ущерба другим государствам, населению и окружающей среде.

Астрономические факторы

Относятся к долгопериодическим. Одним из них является светимость солнца. Она определяет количество выделенной энергии за определенную единицу времени. Данная характеристика применяется для всех звезд и чем она выше — там больше тепла поступает к поверхности планеты. Благодаря многолетним исследованиям, была выявлена солнечная постоянная — мощность излучения, проходящего через перпендикулярную площадку, лежащую за пределами атмосферы. Ученые выяснили, что за 5 млрд лет светимость звезды выросла на 25% и продолжает увеличиваться.

Другим важным моментом является орбита Земли, а точнее — ее эллиптическая форма. Благодаря этому происходит изменение расстояния до Солнца и угла падения солнечных лучей, что дает смену времен года.

Вращение планеты и угол наклона земной оси влияют на образование муссонов, движение и циркуляцию атмосферы и те же сезонные изменения в климатической системе. Если бы ось была перпендикулярной Солнцу, то смены времен года не было.

На климат влияет и спутник земли — Луна. По соотношению к размерам планеты она является одним из самых крупных спутников в Солнечной системе. Ее гравитация ощутимо меняет погоду, вызывает приливы и отливы. Известно, что после полнолуния и новолуния резко возрастает активность атмосферных фронтов и появляется большое количество гроз с ливнями, особенно первые 2-3 дня после указанных фаз. Но этот период может зависеть от географической широты. Меньше всего осадков выпадает перед полнолуние и новолунием. Ученые связывают это с тем, что полная Луна отражает большее количество солнечного излучения. Благодаря этому увеличивается испарение океанов и пресных водоемов, влажность воздуха повышается, а атмосферное давление наоборот — понижается. Но этот фактор оказался очень зависимым от солнечной активности. Так, в годы высокой активности влияние Луны составляет порядка 65%, а в период снижения не более 14%. Кроме этого она вызывает небольшие колебания орбиты, что в свою очередь влияет на инсоляцию и поглощение солнечной радиации.

Факторы, оказывающие влияние на климат в определенных районах

Сочетание климатообразующих факторов формирует естественные природные условия каждой территории. Наряду с общими, существуют специфические факторы, действие которых проявляется только на конкретных местностях. Наиболее понятным это утверждение становится, например, в случаях анализа климата в зависимости от удаленности морей и океанов.

Поскольку суша и вода нагреваются и остывают по-разному, океанические и морские воздушные массы имеют ряд отличий. Именно они объясняют, почему на одной и той же широте можно наблюдать различные температурные особенности и распределение осадков.

Так, в описании климата на параллели 60° с.ш. можно встретить Атлантику (0 °С) и Санкт-Петербург (-8 °С). На этой же параллели широты на Енисее – минус 30 °С, в Приуралье – минус 14 °С. Порядок выпадения осадков также различен. На берегах Норвегии их свыше 1000 мм, а в Европе бывает приблизительно 500 мм.

Климатические особенности России

Чтобы назвать причины, определяющие климат России, достаточно перечислить все климатообразующие факторы. Страна находится в трёх климатических поясах:

• умеренном;
• субарктическом;
• арктическом.

Узкая полоса черноморского побережья характеризуется как территория с субтропическим климатом. Благодаря положению в умеренных широтах наблюдается чёткая смена времён года.

На большей части территории господствует умеренная воздушная масса. Её делят в зависимости от места образования на континентальную и морскую. Континентальный воздух определяет погоду в центральной части страны. Морская воздушная масса вторгается на Восточно-Европейскую равнину. Муссоны с Тихого океана приносят много осадков летом на побережье Дальнего Востока.

На формирование климата страны также влияет арктическая воздушная масса, приносящая похолодание и морозы. Отсутствие гор широтного направления позволяют ей проникать далеко на юг. В летнее время может вторгаться тропический воздух, вызывающий повышение температуры и засухи.

На территории Уральских гор, Кавказа, Алтая, Саян и других горных хребтов наблюдается высотная поясность. Природные зоны сменяют друг друга с высотой по причине изменения климата.

Одна треть территории России, относящаяся к европейской части, занята умеренно континентальным климатом. Западную Сибирь характеризует континентальный тип, Восточную — резко континентальный. На Дальнем Востоке муссонный климат. Север территории страны занят арктическим и субарктическим климатом.

Изменение климата с высотой

Атмосферное давление с высотой падает, солнечная радиация и эффективное излучение возрастают, температура, удельная влажность убывают. 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.

Климатические условия могут сильно различаться в зависимости от высоты места. При этом изменения с высотой намного больше, чем изменения с широтой — в горизонтальном направлении.

Высотная климатическая зональность определяется тем, что в горах изменение метеорологических величин с высотой создает быстрое изменение всего комплекса климатических условий. Образуются лежащие одна над другой климатические зоны (или пояса) с соответствующим изменением растительности. Смена высотных климатических зон напоминает смену климатических зон в широтном направлении. Разница, однако, в том, что для изменений, которые в горизонтальном направлении происходят на протяжении тысяч километров, в горах нужно изменение высоты только на километры. Типы растительности в горах сменяются в следующем порядке. Сначала идут лиственные леса. В сухих климатах они начинаются не от подножия гор, а с некоторой высоты, где температура падает, а осадки возрастают настолько, что становится возможным произрастание древесной растительности. Затем идут хвойные леса, кустарники, альпийская растительность из трав и стелющихся кустарников. За снеговой линией следует зона постоянного снега и льда
Верхняя граница леса в районах с сухим континентальным климатом поднимается выше, чем в районах с влажным океаническим климатом. На экваторе она достигает 3800 м, а в сухих районах субтропиков — выше 4500 м. От умеренных широт к полярным граница леса быстро снижается в связи с тем, что произрастание леса ограничено средней июльской температурой. Смена высотных климатических зон в горах за полярным кругом сводится к смене зоны тундры на зону постоянного мороза.

Граница земледелия в горах близка к границе леса; в сухом континентальном климате она проходит значительно выше, чем в морском. В умеренных широтах эта граница порядка 1500 м. В тропиках и субтропиках полевые культуры выращивают до высот около 4000 м, а на Тибетском нагорье — выше 4600 м.

Климатические характеристики

Климатические характеристики — это статистические выводы из многолетней серии наблюдений, главным образом по следующим основным метеорологическим элементам: давление воздуха, скорость и направление ветра, температура и влажность воздуха, облачность и атмосферные осадки. Также учитывается продолжительность солнечного излучения, видимость, температура верхних слоев почвы и водоемов, испарение воды с поверхности почвы в атмосферу, высота и состояние снежного покрова, различные атмосферные явления и почвенные гидрометры (роса, лед, туман, грозы, метели и т.д.). В 20 веке климатические индикаторы включали в себя характеристики элементов теплового баланса земной поверхности, такие как общая солнечная радиация, радиационный баланс, значения теплообмена между земной поверхностью и атмосферой, расход тепла на испарение. В последние годы были добавлены такие параметры, как контроль содержания СО, концентрация загрязнения и толщина озонового слоя.

Многолетние средние значения
метеорологических элементов (годовые, сезонные, месячные, суточные и т.д.), их
суммы, повторяемость и др. называются климатическими нормами; соответствующие
значения для отдельных дней, месяцев, лет и др. считаются отклонениями от этих
норм.

Различают макроклимат и микроклимат:

• Макроклимат (гречиха — крупная) — климат крупнейших районов, это климат Земли в целом, климатические зоны, а также большие участки суши и акватории океанов или морей. Макроклимат определяет уровень солнечной радиации и регулярность атмосферной циркуляции;
• Микроклимат (греческий mikros — маленький) — часть местного климата. Микроклимат зависит, главным образом, от рельефа, лесопосадки, разницы во влажности почвы, весенних и осенних заморозков, времени таяния снега и льда на водах. Учет микроклимата необходим для размещения сельскохозяйственных культур, для строительства городов, прокладки дорог, для любой хозяйственной деятельности человека и его здоровья.

Типы климата Земли

Климатические условия Земли
сильно отличаются друг от друга из-за сочетания различных климатических
факторов. Существует несколько научных классификаций климатических типов Земли.
В соответствии с классификацией, предложенной профессором МГУ Б.П. Аликовым,
выделяются семь основных климатических зон — экваториальная, две тропическая,
две умеренная и две полярная. В этих поясах климат формируется под влиянием
воздушных масс одного типа. Между главными поясами находятся шесть переходных
поясов, которые характеризуются сезонными изменениями преобладающих воздушных
масс. Например, в субтропических поясах летом преобладает тропический воздух, а
зимой — умеренный. Границы поясов определяются средним положением атмосферных
фронтов между основными типами воздушных масс, причем в каждом из широтных
поясов выделяются четыре климатических подтипа: континентальный, океанический,
западный и восточный. Континентальный климат находится под влиянием воздушных
масс, формирующихся на суше, в то время как океанский климат находится под
влиянием воздушных масс, формирующихся над океаном.

Экваториальная климатическая
зона отмечена красным цветом на карте климатических зон. В течение всего года
здесь преобладают экваториальные воздушные массы, и температура воздуха
постоянна (+24…+28 °С). Постоянные ветры торгового ветра, формирующиеся над
океаном, приносят обильные осадки, годовая сумма которых в среднем составляет
от 1000 до 3000 мм и достигает 6000 мм на наветренных склонах гор. Количество
осадков превышает испарение. Плотные экваториальные леса произрастают в жарких
и влажных климатических зонах.

Тропическая климатическая
зона простирается в двух широких полосах вдоль северных и южных тропиков Земли.
Она разделена на районы с континентальным и океаническим климатом. В районах с
континентальным тропическим климатом жарко летом (до + 40 °С) и прохладно зимой
(+ 15 °С), облачность незначительна, осадков выпадает мало (менее 250 мм). Это
районы с тропическими пустынями, такие как Сахара, арабская пустыня, пустыни
Австралии и др. Океано-тропический климат похож на экваториальный, но
отличается от него сезонами. Лето над океанами теплое (+20…+27 °С) и зимняя
прохлада (+10…+15 °С). Облачный покров в этих районах высокий, но осадков выпадает
мало, ливни характерны только для тропических циклонов.

Зона умеренного климата
расположена в двух полосах в северном и южном полушарии (от 40-45° с.ш. и южной
широты до почти полярных кругов). В его границах четко обозначены районы с
морским и континентальным климатом. В этом поясе круглый год преобладают
умеренные воздушные массы, и различия между сезонами четко прослеживаются.
Морской умеренный климат формируется на континентальных окраинах. В зонах
низкого давления образуется большое количество циклонов. Лето прохладное (до
+20 °С), зима теплая (от +5 °С), осадки выпадают от 500 до 1000 мм. В
центральных районах континентов преобладает континентальный умеренный климат,
лето жаркое (+26 °С), зима холодная (до -24 °С), среднее количество осадков от
200 до 450 мм.

Арктическая и Антарктическая
климатические зоны являются самыми холодными районами на Земле. В течение
нескольких месяцев года солнце не показывает выше горизонта — есть полярная
ночь, а летом — полярный день. Круглый год существует зона высокого давления с
преобладанием восточных ветров. Почти нет облаков и очень мало осадков. Средняя
температура в Арктике колеблется от -40°C зимой до 0°C летом. В центральных
районах Антарктики среднегодовая температура составляет -50°С. -60 °С, берег
теплее, чем -10 °С.

Причины изменения климата Земли

На климат планеты влияет множество факторов. Главным источником тепла для Земли является Солнце, поэтому активность нашего светила очень важна. Также играет роль и орбита, по которой планета вращается вокруг звезды. Геофизик Миланкович показал, что существуют климатические циклы, связанные с изменением траектории движения Земли. Именно из-за них в прошлом ледники то наступали на сушу (во время ледниковых периодов), то отступали к полюсам.

Вулканизм также влияет на среднегодовую температуру на планете. Давно замечено, что после особо мощных извержений происходит значительное похолодание. Так было, например, в 1816 г., когда после извержения вулкана Тамбора в 1815 г. температура в мире упала на 2,5°С. Дело в том, что пепел, попадающий в атмосферу, отражает солнечные лучи и уменьшает количество тепла, доходящего до планеты.

Можно отметить ещё как минимум три важных механизма, влияющих на климат Земли. Во-первых, это парниковый эффект. Существуют особые парниковые газы, которые хорошо пропускают солнечный свет, но поглощают тепло в инфракрасном диапазоне. К ним относят водяной пар, углекислый газ, озон, метан, оксиды азота. Чем больше их в атмосфере, тем жарче на планете.

Во-вторых, Земля отражает часть солнечного света, причем отражающая способность разных участков суши, которую называют альбедо, различна и зависит от их цвета. Так, снег отражает до 90% падающего на него света, а древесный уголь – только 4%. Таким образом, в Антарктиде альбедо крайне высоко, чем отчасти объясняются низкие температуры на материке. Облака также вносят свой вклад, отражая солнечный свет. Среднее альбедо Земли сегодня равно 30,6%.

В-третьих, океан способен поглощать углекислый газ, однако его поглощающая способность падает при росте температуры воды. Таким образом, повышение среднегодовой температуры вызывает нагрев океана, что ведет к дополнительному выбросу углекислого газа (а также водяного пара) в атмосферу и усилению парникового эффекта.

Также на климат влияет и иная деятельность человека. Леса поглощают углекислый газ в ходе фотосинтеза, поэтому их вырубка усиливает парниковый эффект. Развитие животноводство ведет к образованию метана, который вырабатывают животные при пищеварении. По некоторым оценкам, на домашний скот приходится 18% от формируемых парниковых газов, в то время как на весь транспорт – только 13%.

Разнообразие климата России

Россия – самая большая страна в мире. Ее территория охватывает несколько климатических поясов. Их особенности, площадь распространения вы узнаете из сегодняшнего урока. Рассмотрим климатообразующие факторы, типы климата, влияние человеческой деятельности на его изменение.

Источник

Климат – это погодные условия определённого региона проживания, совокупность атмосферных явлений, которые формируются и сохраняются в течение десятилетий. От климатических условий местности зависит образ жизни человека, его хозяйственная деятельность, разнообразие растительного и животного мира. Влияние климата на жизнь и деятельность человека сложно переоценить.

Океанические течения и климат

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 наглядно показывает отепляющее влияние Гольфстрима на климат восточной части Северной Атлантики 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 течений увеличивается повторяемость туманов, в частности 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.

Пути решения проблемы

Так как основной причиной современного потепления принято считать выброс углекислого газа и других парниковых газов в атмосферу (в научной литературе часто используют термин «эмиссия»), то основные усилия направлены на ограничение этой самой эмиссии.

В 1997 году был подписан Киотский протокол. Подписавшие его страны брали на себя ограничения (квоты) по объему выбросов в атмосферу. Причем предполагалось, что государства и компании смогут торговать своими квотами на эмиссию. То есть внедрившая экологически чистые технологии страна может выбросить в атмосферу меньше газов, чем положено по протоколу, и эту разницу продать другой стране, использующей «грязные» технологии. Однако на сегодняшний день этот механизм не демонстрирует высокой эффективности. Введение «экологического налога» могло бы изменить эту ситуацию, однако правительства опасаются, что подобная мера ограничит экономический рост.

Очень важно сокращать долю ископаемых источников энергии (нефть, уголь) в мировом энергобалансе и наращивать иные типы выработки электроэнергии. Строительство АЭС, ГЭС, ветровых и солнечных электростанций помогает снизить общие выбросы в атмосферу

Особенно позитивной тенденцией является резкий рост производства электромобилей, которые начали в 2010-х годах вытеснять своих собратьев с двигателями внутреннего сгорания (ДВС).

Интересно, что некоторые ученые разрабатывают технологии с так называемой отрицательной эмиссией углерода. Например, можно выращивать растения, поглощающие из атмосферы углерод, сжигать их, а образующиеся при этом отходы хоронить под землей. Компания Global Research Technologies уже построила установку, способную буквально выкачивать углекислый газ из атмосферы. Впрочем, для существенных результатов потребуется строительство сотен тысяч подобных заводов. Тем не менее, даже обычная посадка деревьев помогает уменьшать количество углерода в атмосфере.

Однако не допустить критического перегрева планеты можно не только за счет ограничения эмиссии углерода в атмосферу. Другой способ заключается в увеличении отражающей способности Земли. Так, в некоторых странах уже стремятся красить крыши новых домов в белый цвет, что позволяет несколько снизить температуру в городах. Добавляя специальные пигменты, а также битое стекло в асфальт, можно увеличить его альбедо с 20 до 40%. Возможно, в будущем удастся создать в космосе систему из гигантских солнечных экранов, которые, с одной стороны, будут вырабатывать энергию и передавать ее на Землю, а с другой – закрывать нашу планету от Солнца и тем самым охлаждать ее. Считается, что повышение альбедо всего на 1% способно компенсировать удвоение содержания углекислого газа в атмосфере.

Мне нравитсяНе нравится

Солнечная радиация

Не все лучи нашей звезды достигают поверхности Земли, при этом величина поступающей энергии определяется местоположением территории и зависит от ряда других причин. Часть излучения (около 20%) отражается верхними слоями атмосферы. Около 30% рассеивается облаками, частицами пыли и каплями воды. Сумма складывается из рассеянной и прямой радиации, достигающей твердой оболочки планеты. В этой последней форме выделяют поглощенное и отраженное излучение.

Поглощение зависит от удельной теплоемкости и теплопроводности подстилающей поверхности. Вода обладает большой удельной теплоемкостью, океаны и моря поглощают 95% прямой радиации, постепенно аккумулируют тепло летом, медленно отдают зимой. Белые снега, ледники поглощают около 15% и отражают 85% излучения, достигшего поверхности. Для чернозема показатель отражения — 4%.

Климатообразующие факторы — это взаимосвязанные причины формирования климата. Приведем примеры влияния на радиационный баланс других условий. Так, на территории России при движении с севера на юг суммарная солнечная радиация уменьшается примерно в 2,7 раза. На острове Сахалин, расположенном в Охотском море на востоке России, облака отражают 70% солнечного света. В результате формируется более суровый климат, чем на тех же широтах в пределах материка.