65. Местные формы циркуляции атмосферы: фен, горно-долинные ветры.
Местные формы циркуляции атмосферы – устойчивые воздушные течения, охватывающие небольшую территорию и формирующиеся под действием местных географических факторов (водные объекты, побережья, горные хребты, ледники и др.)
Фён – местный теплый сухой ветер, дующий временами с гор в долины при перетекании воздуха через хребты, расположенные перпендикулярно воздушному потоку.
Горно-долинные ветры – ветры с суточной периодичностью, наблюдающиеся в горных районах. Днем горно-долинный ветер дует из низовьев долины вверх по прогретым горным склонам, над которыми атмосферное давление низкое. Ночью ветер дует с быстро охлаждающихся горных склонов вниз по долине.
Хорошо выражены во многих долинах и котловинах Альп, Кавказа, Памира и в других горных странах, главным образом в теплое полугодие. Вертикальная мощность их может быть значительной и измеряться километрами. Как правило, такие ветры не сильны, но иногда достигают 10 м/с и более.
66. Местные формы циркуляции атмосферы: горно-ледниковые и стоковые ветры
Местные формы циркуляции атмосферы – устойчивые воздушные течения, охватывающие небольшую территорию и формирующиеся под действием местных географических факторов (водные объекты, побережья, горные хребты, ледники и др.)
Горно-ледниковый ветер – ветер, устойчиво дующий вниз по леднику в горах. Температура поверхности ледника производит на воздух охлаждающее действие, атмосферное давление повышается, и холодный воздух стекает вниз. Скорость составляет порядка 3–7 м/сек. Вертикальная мощность потока – несколько десятков, в особых случаях сотен метров.
Стоковый ветер – устойчивый, сильный (до 20 м/с и более) и порывистый ветер, дующий над периферийными районами ледяных покровов Антарктиды и Гренландии к более теплому морю, над которым атмосферное давление низкое.
67. Погода и климат. Основные климатообразующие процессы
Климат– статистический многолетний режим погоды.
– совокупность атмосферных условий и процессов, регулярно повторяющихся в рассматриваемой местности на протяжении многолетнего периода.
Погода – физическое состояние атмосферы в пределах тропосферы и нижней стратосферы над рассматриваемой местностью в конкретный момент времени или за небольшой промежуток времени.
Климатообразующие процессы – атмосферные процессы, формирующие климат и составляющие его основу
Теплооборот – климатообразующий процесс, обеспечивающий накопление солнечной энергии атмосферой, океанами и материками, ее перераспределение и возврат в космическое пространство.
Влагооборот – климатообразующий процесс, обеспечивающий круговорот воды между океанами, атмосферой и материками
Общая циркуляция атмосферы – климатообразующий процесс, объединяющий воздушные течения и вихри планетарного масштаба, сохраняющие устойчивость на протяжении многолетнего периода.
68. Основные факторы климатообразования
Климатообразующие факторы – внешние по отношению к климату условия и процессы, оказывающие влияние на его формирование
Географическая широта – определяет длину пути солнечных лучей в атмосфере, угол их падения на земную поверхность, а следовательно, количество солнечной энергии, дошедшей до земной поверхности и поглощенной ею; также от широты зависит влияние суточного вращения Земли на циркуляцию атмосферы.
Распределение материков и океанов, водных объектов суши. Принципиальные различия в нагревании и охлаждении суши и водных объектов обусловили особенности морского и континентального климата, формирование сезонных центров действия атмосферы и муссонной циркуляции над материками.
Континентальность климата – степень выраженности в климате рассматриваемой территории типичных черт внутриконтинентального климата, главными из которых являются максимальная для данной географической широты годовая амплитуда температуры воздуха и минимальное количество осадков.
В морских типах климата годовые перепады температуры и количества осадков менее существенны, сезоны года выражены хуже, а степень увлажнения выше, чем в континентальных, т.е. морской климат мягче континентального.
Рельеф земной поверхности. Особенности местного климата зависят от высоты над уровнем моря, экспозиции склонов по отношению к солнечным лучам и преобладающим воздушным потокам, конфигурации склонов и долин.
С увеличением высоты над уровнем моря увеличивается приток солнечной радиации, особенно прямой, еще быстрее увеличивается эффективное излучение, поэтому температура воздуха понижается (примерно на 6°С на каждый километр), до высоты 1,5–2 км увеличивается относительная влажность воздуха и количество атмосферных осадков, на бóльших высотах эти показатели уменьшаются. Таким образом, в горах формируется высотная поясность, отчасти повторяющая смену климатических поясов от подножий гор к полюсам.
С различным влиянием экспозиции горных массивов и отдельных склонов связаны такие явления, как фён и фёновый эффект в распределении осадков, бора, горно-долинные ветры. Морские течения – оказывают как прямое (прогрев или охлаждение воздуха), так и косвенное воздействие (через циркуляцию атмосферы).
Над теплыми течениями повышается температура воздуха, понижается атмосферное давление, формируются упорядоченные восходящие воздушные потоки, образуются облака вертикального развития и выпадает большое количество атмосферных осадков.
Пример: Теплое течение Гольфстрим повышает температуру воздуха на северо-западе Европы на 10–12°С, в зоне его действия вдоль побережья Норвегии и Кольского полуострова (за полярным кругом !) вода не замерзает круглый год, выпадает около 1000 мм атмосферных осадков и более, циклоны, сформировавшиеся над Гольфстримом, переносят воду, испарившуюся над Атлантикой, вплоть до Восточной Сибири.
Над холодными течениями температура воздуха понижается, атмосферное давление увеличивается, формируются нисходящие воздушные потоки, возникает приподнятая термическая инверсия, которая блокирует развитие конвекции и формирование облаков. Господствует безоблачная, сухая погода. Часто возникают туманы.
Пример: Перуанское холодное течение понижает температуру западного побережья Южной Америки примерно на 8°С и формирует пустынный климат (Атакама). Приход теплого течения Эль-Ниньо раз в 8–12 лет приводит к выпадению в пустыне обильных дождей.
Ледниковый покров – рассеивает солнечную радиацию, охлаждает воздух, приводит к увеличению атмосферного давления и растеканию холодного воздуха иногда на значительные расстояния.
Растительный покров – за счет транспирации водяного пара листьями растений смягчает перепады температуры, повышает влажность воздуха и количество атмосферных осадков. В густом лесу создается прохладный, влажный, мягкий микроклимат.
Центры действия атмосферы и воздушные массы, формирующиеся над океанами или центральными районами материков, оказывают влияние на формирование климата огромных территорий, удаленных на тысячи километров.
К примеру, вся Европа и даже Западная Сибирь испытывают на себе колоссальное влияние атлантических циклонов, перемещающихся с запада на восток с западным переносом; поэтому на расстоянии в сотни километров от океана климат здесь сохраняет многие черты морского климата. Напротив, Канарские острова, хоть и расположены в океане, в течение всего года находятся под воздействием восточного переноса воздушных масс из Сахары, поэтому характеризуются континентальным климатом.
Хозяйственная деятельность человека
За счет накопления в атмосфере парниковых газов (CO2, CH4, N2O, фреоны, SO2, CO и др.), в больших количествах выделяющихся при сжигании ископаемого топлива и разложении органических отходов, длинноволновое излучение Земли задерживается в приземном слое атмосферы, приводя к глобальному потеплению климата.
Поступление в атмосферу искусственно синтезированных фторхлоруглеводородов (фреонов) вызывает разрушение «озонового слоя» и увеличивает приток к земной поверхности жесткой ультрафиолетовой радиации.
Накопление в атмосфере твердых продуктов горения, наоборот, увеличивает рассеивание солнечной радиации и может приводить к похолоданию.
Такой эффект сопровождает, например, крупные извержения вулканов. В середине XX века 20-летний период понижения средней глобальной температуры по времени совпал с окончанием 2-й Мировой войны и периодом активных испытаний термоядерного оружия, которые приводили к поступлению в тропосферу и стратосферу большого количества продуктов горения. На этом основана модель ядерной зимы, предсказывающая резкое глобальное похолодание климата в случае ядерной войны.
Хозяйственная деятельность человека.
Преобразования земной поверхности связаны с изменением климата на локальном и региональном уровне. Вырубка лесов, распашка целинных земель, осушение болот приводят к аридизации (осушению) климата. Создание искусственных водных объектов (каналов, прудов, водохранилищ), наоборот, способствует смягчению климата. Зачастую действия человека могут иметь непредсказуемые последствия (пример Арала: забор воды на орошение из Сырдарьи и Амударьи с середины XX века привел к падению уровня моря, сокращению его площади и опустыниванию прилегающих территорий).
В крупных городах и промышленных центрах формируется уникальный микроклимат. В их центральных районах скопление парниковых газов и непосредственное выделение тепла промышленными и жилыми объектами приводит к повышению температуры воздуха на 2–3°С по сравнению с пригородами. Твердые частицы, загрязняющие воздух, служат ядрами конденсации для водяного пара, увеличивая количество атмосферных осадков и туманов. Обилие каменных, асфальтовых и бетонных покрытий приводит к увеличению амплитуды температуры воздуха. Система улиц и проспектов, окруженных высотными зданиями, формирует особую циркуляцию атмосферы.