Климат
Многолетний режим погоды, т. е. совокупность последовательных смен возможных условий погоды за десятилетия, характерные для данной местности.
Характер климата складывается не из средних многолетних величин температуры, давления воздуха и т. д., а из погодных условий в целом, характеризуемых средними многолетними величинами. О климате можно составить представление, если из всего разнообразия погод выделить наиболее типичные, характерные, а потом подсчитать, сколько раз они повторялись по сезонам года.
Климатообразующие факторы подразделяются на физические—вращение Земли вокруг Солнца и своей оси, циркуляция атмосферы, влагооборот, режим солнечной радиации и др., и географические факторы, т. е. широта места, подстилающая поверхность, рельеф и др. Формируется климат в результате взаимодействия атмосферы с поверхностью Земли. Главная роль принадлежит солнечной радиации—источнику энергии всех процессов, происходящих в атмосфере. Шарообразная форма Земли определяет различие климата в зависимости от широты, а наклонное положение оси ее вращения—сезонность климата и тепловые пояса. На тепловой режим земной поверхности влияет облачность, прозрачность воздуха, задерживающие приток прямой солнечной радиации. В свою очередь, образование облаков зависит от тепловых условий подстилающей поверхности и атмосферы, что связано с общей циркуляцией атмосферы, которая создает перенос водяного пара и облаков, влияющих на влагооборот и через него также на тепловые условия. Словом, климат Земли создают разнообразные взаимосвязи, проявляющиеся в атмосферных процессах.
Среди географических факторов, влияющих на климат, на первом месте стоит широта места, которая определяет высоту Солнца и продолжительность его сияния. Очень важно, как в данном месте распределяются суша и море, что нарушает картину географической зональности. Например, в умеренных широтах над материками ярко выражено преобладание высокого давления зимой и низкого — летом, а удаленность от берегов океана отражается на режиме температуры, на влажности, осадках, определяя степень континенталь-ности. Температура воздуха и атмосферная циркуляция зависят от температуры воды поверхности моря, изменяющейся под действием океанических течений; известно, например, влияние теплого Гольфстрима и, наоборот, холодного Лабрадорского течения.
Велико воздействие на климат рельефа. Так, в горах на разной высоте местности над уровнем моря различные климатические условия; на климат влияет направление горных хребтов, служащих препятствием для ветра и вторжения воздушных масс, расположение склонов по отношению к странам света и преобладающим ветрам, ширина долин и крутизна склонов. На климат влияет растительный и снежный покров. Лес, например, уменьшает суточную амплитуду температуры почвы, а значит, и окружающего воздуха, а снег—потери тепла почвой. На таяние снега весной затрачивается много тепла, и воздух охлаждается до температуры, близкой к 0°С. Деятельность человека вносит изменения в атмосферные процессы, что также сказывается на климате. В городах температура воздуха выше, чем в окрестностях. Запыленность воздуха способствует образованию туманов, облаков, местных осадков, сокращению продолжительности солнечного сияния. Искусственные водоемы и системы орошения влияют на увеличение влажности, понижение летних температур и т. д. В свою очередь, деятельность человека в значительной степени зависит от климата: он способствует или препятствует возделыванию тех или иных сельскохозяйственных культур, строительству дорог, рудников , электростанций...
Чтобы разобраться в разнообразии климатических условий на Земле, было предложено много классификаций климатов. Принимая во внимание только температурные условия, земной шар подразделили на пять тепловых поясов. Одни ученые в основу климатической схемы положили температуру и степень увлажнения, другие — границы климатических зон выделяли по наиболее характерным признакам ландшафта (JI. С. Берг). Наконец, пожалуй, наиболее современная классификация, вскрывающая причины образования того или иного типа климата, разработана советским ученым Б. П. Алисовым. В основу ее положены типы воздушных масс и их перемещение. Выделяются основные климатические пояса, в которых в течение всего года господствуют воздушные массы одного и того же типа (экваториальный, два тропических, два умеренных, арктический и антарктический), и переходные, где типы воздушных масс зимой и летом сменяются,—два субэкваториальных, два субтропических, субарктический и субантарктический. В каждом поясе в меридиональном направлении выделяют материковый климат, океанический, западных и восточных берегов континентов. Хотя в этой классификации несколько переоценивается роль воздушных масс, но зато хорошо раскрываются причины и сам процесс климатообразования.
В каждом конкретном месте, наряду с общими чертами климата, наблюдаются местные различия, местные особенности, которые формируют микроклимат, или климат приземного слоя воздуха небольшой территории, например поля, склона холма, опушки леса, речной поймы, берега озера. Под микроклиматом понимают те его особенности, которыми климат данного места отличается от климата смежных территорий. Микроклимат учитывают при размещении полевых и садовых культур, при мелиорации земель, в строительстве.
Распределение суши и моря, характер рельефа, подстилающей поверхности (лес, поле и т. п.) оказывают различное влияние на состояние атмосферы, так как каждая из этих поверхностей по-разному поглощает, накапливает и расходует лучистую энергию Солнца. Все это влияет на циркуляцию атмосферы, на погоду, вносит изменения в распределение климатов и внутри каждого климатического пояса. Поэтому можно выделить еще отдельные типы, такие как, например, морской климат—формирующийся под влиянием океанических пространств и находящийся под преобладающим воздействием морских воздушных масс. Наиболее ярко выражен над океанами, но обычно распространяется далеко на сушу, так как в умеренных широтах преобладает перенос воздуха с запада на восток. Характеризуется сравнительно малой амплитудой температуры воздуха по сезонам года и в течение суток, прохладным летом и теплой зимой, несколько увеличенным количеством осадков, большей облачностью. Типичный пример морского климата—климат Британских островов.
Умеренный климат характерен для умеренных широт—от 40° — 45° с. и ю. ш. до полярных кругов. Он характеризуется умеренно теплым летом со средней температурой наиболее теплого месяца от +10°С до +25°— +28°С и прохладной или холодной зимой при температуре холодного месяца от +4°- +8° С до -40°, -50°С. Годовые осадки — от 1000 до 3500 мм по окраинам материков, от 300 до 100 мм во внутренних частях. В свою очередь, умеренный климат подразделяется на морской, континентальный и муссонный.
Континентальный климат—климат материков и тех побережий океанов, где весь год преобладают континентальные воздушные массы; отличается большой годовой и суточной амплитудой температуры воздуха, сравнительно небольшой суммой осадков, резкой выраженностью времен года. С удалением в глубь материка континентальность климата возрастает. Например, сравнительно мягкий, умеренный климат Восточной Европы переходит в резко континентальный в Восточной Сибири.
Муссонный климат характеризуется сменой устойчивых ветров по сезонам года; при этом ветер со сменой сезона резко меняет направление на противоположное, что также сказывается на количестве осадков. Так, обильное осадками лето сменяется сухой зимой. В умеренных широтах муссонный климат распространен на Дальнем Востоке СССР, на полуострове Корея, на северо-восточном побережье Китая, где холодная сухая зима и влажное, дождливое лето. Особенно резко он выражен в Индостане и Индокитае.
По степени увлажнения территории различают также два прямо противоположных типа климата: аридный и гумидный. Аридный климат—с недостаточным увлажнением, сухой. Это климат пустынь и полупустынь, где испаряемость значительно больше испарения. Гумидный климат—с избыточным увлажнением, при котором количество солнечного тепла недостаточно для испарения всей влаги, поступающей в виде осадков; избыток воды удаляется поверхностным стоком. Для гумидного климата типична лесная растительность, которая в высоких широтах из-за недостатка тепла сменяется тундрой.
В течение длительной истории Земли климат изменялся. В целом за последние полмиллиарда лет он был более теплым в умеренных и высоких широтах, о чем свидетельствует ископаемая тропическая флора и фауна. На этом фоне теплого климата неоднократно происходили похолодания, иногда заканчивающиеся оледенением. В историческое время имели место значительные колебания климата. Так, близкий к современному в начале нашей эры, климат в VI—XIII вв. потеплел, что облегчило освоение Арктики русскими поморами. С XIII в. началось похолодание. Небольшое потепление в XVII в. помогло проникнуть землепроходцам в Арктику и на восток страны. Затем наступило время низких температур, и только с середины XIX в. снова наметилось потепление.
Человек может жить и работать в самых неблагоприятных климатических условиях. Одежда и жилище предохраняют его организм от пагубного влияния атмосферных явлений. Другое дело — животные и растения. Они целиком зависят от стихии, хотя и выработали различные приспособления к перенесению холодов, сухости и т. п. Большинство полезных животных и растений могло бы жить не только там, где они обитают, но и в других местах.
Фауна обогащается путем акклиматизации— в результате переселения организмов в новые условия существования, или путем реакклиматизации, т. е. восстановления исчезнувших (истребленных), но ранее живших здесь животных.
Итак, акклимати зация — это приспособление растений и животных к новым условиям внешней среды, в особенности климату. Например, в СССР акклиматизировались переселенные из Америки ондатра, нутрия, американская норка, рыбка гамбузия, уничтожающая личинки комаров; из растений— канадская ель, американский клен и многие другие.
С развитием на Земле человеческого общества появился новый фактор, влияющий на климат планеты. Сначала человек не замечал, что на климате отражаются массовые вырубки лесов, осушение болот, строительство плотин на реках, создание водохранилищ, а также выбросы в атмосферу газообразных отходов производства. Так, поступление в воздух дополнительных объемов углекислого газа, вырабатываемого всеми промышленными предприятиями, может создать эффект «парника», т. е. сохранение в тропосфере тепла, в нее поступающего. Предполагается, что в 2000 г. температура воздуха в среднем для всего земного шара повысится на 0,5°, что скажется и на климатах в разных частях Земли.
