Открыть меню

Климат и его роль в жизни человека

Что такое климат и как он формируетсяВсе мы знаем, как изменчива погода, но, несмотря на это, замечаем в ней некоторые постоянные свойства, типичные для каждой определенной местности. Такие постоянные свойства погоды называются климатом. Известно, что климат Сочи теплее климата Москвы, хотя иногда по радио можно услышать, что сегодня температура в Сочи была ниже, чем в Москве.

Так что же такое климат?

Понятие «климат» гораздо сложнее определения погоды. Ведь погоду можно все время непосредственно видеть и ощущать, можно сразу описать словами или цифрами метеорологических наблюдений. Чтобы составить себе даже самое приблизительное представление о климате местности, в ней нужно прожить по крайней мере несколько лет. Конечно, не обязательно ехать туда, можно взять за много лет данные наблюдений метеорологической станции этой местности. Однако такой материал — это многие и многие тысячи различных цифр. Как же разобраться в этом изобилии цифр, как найти среди них те, что отражают свойства климата данной местности?

Эта задача непростая, и поэтому климатология (наука, изучающая климат) для характеристики его свойств использует многочисленные разнообразные приемы обработки метеорологических наблюдений.

Самый простой из этих приемов — вычисление средних многолетних величин метеорологических элементов (температуры, влажности, осадков, скорости ветра и т. д.). Множество цифр, характеризующих, например, температуру воздуха в 7 часов утра в различные дни января за 10 или 20 лет (т. е. 310 или 620 цифр), складывают и сумму делят на число наблюдений. Так получают среднюю многолетнюю температуру для 7 часов утра января. Такую же операцию можно проделать для всех остальных постоянных сроков наблюдений (1, 7, 13 и 19 часов) и получить среднюю температуру января для этих часов суток. Если затем сложить средние величины для всех четырех сроков и разделить полученную сумму на 4, получим среднюю многолетнюю температуру января. Средние величины для различных местностей и разных месяцев года легко сравнивать, их легко нанести на географическую карту и, таким путем наглядно изобразить географическое распределение средней температуры, среднего количества осадков и других метеорологи-ческих элементов.

Как бы ни были удобны средние величины, они не отражают всех свойств климата

Многие редкие и необычные отклонения от средних условий — также важное свойство климата. Например, в Японии, на Филиппинах, на юге США редкие жестокие ураганы причиняют громадные разрушения и уносят человеческие жизни. Но это свойство климата никак нельзя определить по средним скоростям ветра. Средние величины температуры не отражают заморозки весной и осенью, случаи необычайной летней жары с засухой, необычные зимние морозы. Поэтому, помимо вычисления средних величин метеорологических элементов, среди данных наблюдений за много лет климатологи обращают внимание на самую высокую и самую низкую температуру, самую позднюю дату весеннего заморозка и самую раннюю дату осеннего и т. д.

Все же и этого недостаточно. Ведь погода воздействует на нас сразу всеми своими элементами, а средние и крайние величины выводят для каждого из этих элементов в отдельности. Известно, что одинаковый мороз переносится человеком весьма различно при сильном ветре и безветрии. Однако по средним и крайним значениям температуры и скорости ветра зимой мы не сможем определить, как часто в этой местности бывает сильный мороз при сильном ветре: ведь самая низкая температура и самый сильный ветер почти наверняка наблюдались в разное время.

Оказалось необходимым в дополнение к другим методам использовать и так называемый «комплексный» метод. Вся шкала возможных на земном шаре значений температуры от самых жестоких морозов до самой удушающей жары делится на промежутки, например по 5 градусов. Каждый промежуток, или градация, получает свое условное обозначение. Например, градация от 2° до 7° обозначается 5°, от 7° до 12° — 10° и т. д. Так же поступают с остальными элементами — скоростью ветра, влажностью воздуха и др. Затем для каждого дня определяют, в какой промежуток попадает наблюдавшаяся температура, выписывают условное обозначение этой градации. Затем определяют условные обозначения для каждого из остальных элементов. После обработки материалов всего многолетнего периода подсчитывают, сколько раз за эти годы наблюдался каждый из воз-можных комплексов, метеорологических элементов.

Теперь должно быть понятно, почему ученые климатом какой-либо местности называют свойственный ей сложный многолетний режим погоды со всеми возможными колебаниями погодных условий.

Климат играет огромную роль в жизни человека

Изучая особенности климата, можно узнать, какие сельскохозяйственные растения выгодно разводить в той или иной местности, какие методы применять при их выращивании, где лучше строить поселения, насколько утеплять жилище, где готовиться к снежным заносам зимой и т. д. Для предсказания погоды, борьбы с вредными свойствами климата, нужно знать не только свойства климата, но и то, как они формируются, почему климаты разных местностей отличаются друг от друга.

Древние греки думали, что климат зависит только от наклона падающих на Землю солнечных лучей. По-гречески слово «климат» означает наклон. Греки знали, что чем выше солнце над горизонтом, чем круче солнечные лучи падают на земную поверхность, тем должно быть теплее.

Плавая на север, греки попадали в места с более холодным климатом. Они видели, что солнце в полдень здесь стоит ниже, чем в то же время года в Греции. А в жарком Египте оно, наоборот, поднимается выше. Теперь нам известно, что атмосфера пропускает в среднем три четверти тепла солнечных лучей до земной поверхности и только одну четверть задерживает. Поэтому сначала земная поверхность нагревается солнечными лучами, и только потом уже от нее начинает нагреваться воздух. Этим определяется разница в климатах между вечно жаркими тропическими странами, где солнце в полдень круглый год поднимается высоко, а дважды или один раз в год стоит прямо над головой, и ледяными пустынями Арктики и Антарктики, где несколько месяцев солнце вообще не показывается из-за горизонта.

Различия климата на одной и той же географической широте

Однако на одной и той же географической широте даже по степени тепла климаты могут очень резко отличаться друг от друга. Так, например, в Исландии в январе средняя температура воздуха равна почти 0° , а на той же широте в Якутии она ниже — 48°. По другим свойствам (количеству осадков, облачности и т. д.) климаты на одной широте могут отличаться друг от друга даже сильнее, чем климаты экваториальных и полярных стран. Эти различия климатов зависят от свойств земной поверхности, воспринимающей солнечные лучи. Белый снег отражает почти все падающие на него лучи и поглощает только 0,1—0,2 части приносимого ими тепла, а черная мокрая пашня, наоборот, почти ничего не отражает. Еще важнее для климата разная теплоемкость воды и суши, т. е. разная их способность запасать тепло. Днем и летом вода значительно медленнее нагревается, чем суша, и оказывается холоднее ее. Ночью и зимой вода остывает гораздо медленнее, чем суша, и оказывается, таким образом, теплее ее.

Испарения тепла

Кроме того, на испарение воды в морях, реках, озерах и на влажных участках суши затрачивается очень большое количество солнечного тепла. За счет охлаждающего действия испарения в орошаемом оазисе бывает не так жарко, как в окружающей его пустыне.

Значит, две местности могут получать совершенно одинаковое количество солнечного тепла, но по-разному его использовать. Из-за этого температура земной поверхности даже на двух соседних участках может отличаться на много градусов. Поверхность песка в пустыне летним днем нагревается до 80°, а температура почвы и растений в соседнем оазисе оказывается на несколько десятков градусов холоднее.

Соприкасающийся с почвой, растительным покровом или водной поверхностью воздух либо нагревается, либо охлаждаете в зависимости от того, что теплее — воздух или земная поверхность. Так как именно земная поверхность в первую очередь получает солнечное тепло, то она в основном передает его воздуху. Нагревшийся самый нижний слой воздуха быстро перемешивается с лежащим над ним слоем, и таким путем тепло от земли все выше распространяется в атмосферу.

Однако так бывает далеко не всегда. Например, ночью земная поверхность охлаждается быстрее воздуха, и он отдает ей свое тепло: поток тепла направляется вниз. А зимой над заснеженными просторами материков в наших умеренных широтах и над полярными льдами такой процесс идет непрерывно. Земная поверхность здесь или совсем не получает солнечного тепла, или получает его слишком мало и поэтому непрерывно отбирает тепло у воздуха. Если бы воздух был неподвижен, и не существовало ветра, то над соседними различно нагретыми участками земной поверхности покоились бы массы воздуха с разными температурами. Их границы можно было бы проследить до верхних пределов атмосферы. Но воздух непрерывно движется, и его течения стремятся уничтожить эти различия.

Движение воздуха на морем

Представим себе, что воздух движется над морем с температурой воды 10°, и на своем пути проходит над теплым островом с температурой поверхности 20°. Над морем температура воздуха такая же, как воды, но, как только поток переходит через береговую линию и начинает продвигаться в глубь суши, температура его самого нижнего тонкого слоя начинает повышаться и приближается к температуре суши. Но вот поток доходит до противоположного берега острова, вступает снова на море и начинает охлаждаться — тоже снизу вверх.

Если воздушное течение с моря переходит на покрытый снегом материк и движется над ним многие тысячи километров, то оно охладится на несколько километров вверх. Если холодный или теплый участок простирается на сотни километров, то его влияние на атмосферу можно будет проследить только на сотни метров вверх, при меньших размерах — высота еще меньше.

Три вида климата — большой, средний и малый

Большой климат складывается под влиянием только географической широты и самых больших участков земной поверхности — материков, океанов. Именно этот климат изображают на мировых климатических картах. Большой климат изменяется плавно и постепенно на больших расстояниях, не менее тысяч или многих сотен километров.

Особенности климатов отдельных участков протяженностью в несколько десятков километров (большое озеро, лесной массив, большой город и т. д.) относят к среднему (местному) климату, а более мелких участков (холмы, низины, болота, рощи и т. д.) — к малому климату. Без такого разделения нельзя было бы разобраться, какие различия климата главные, какие — второстепенные.

Иногда говорят, что создание Московского моря на канале имени Москвы изменило климат Москвы. Это неверно. Площадь Московского моря для этого слишком мала.

Различный приток солнечного тепла на разных широтах и неодинаковое использование этого тепла земной поверхностью не могут полностью объяснить нам все особенности климатов, если не учесть значение характера циркуляции атмосферы.

Воздушные течения

Воздушные течения все время переносят тепло и холод из разных областей земного шара, влагу с океанов на сушу, а это приводит к возникновению циклонов и антициклонов.

Хотя циркуляция атмосферы все время меняется, и мы ощущаем эти изменения в сменах погоды, все же сравнение разных местностей показывает некоторые постоянные местные свойства циркуляции. В одних местах чаще дуют северные ветры, в других — южные. Циклоны имеют свои излюбленные пути движения, антициклоны — свои, хотя, конечно, в любом месте бывают любые ветры, и циклоны всюду сменяются антициклонами. В циклонах выпадают дожди и снегопады, а в антициклонах стоит ясная погода.

Циркуляция атмосферы создает очень важное для всего живого на Земле явление — непрерывный круговорот воды в природе. Если бы не было такого круговорота воды, то вся суша была бы безжизненной.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

© 2017 Чистая энергия · Копирование материалов сайта без разрешения и установки прямой обратной ссылки запрещено.