Основные климатообразующие факторы и их формирование

Климат — это погодные условия на определённой территории в течение длительного периода времени. Их разнообразие зависит от географического положения, количества осадков, температуры, циркуляции атмосферы и других циклических процессов, называемых климатообразующими факторами. Изучение этих явлений входит в сферу таких дисциплин, как метеорология, гляциология, география, океанография и других.

Оглавление:

• Главные составляющие
• Дополнительные условия
• Исследование изменений

Главные составляющие

Слово «климат» имеет древнегреческое происхождение. Тогда под этим понятием подразумевался только наклон земной поверхности, определяющий количество поступающего тепла. Сейчас изменение солнечной радиации является наиболее важным климатическим фактором. Из-за эллиптической орбиты Земли количество поступающей энергии в течение года незначительно колеблется, достигая максимума к 3 января, когда планета находится на минимальном расстоянии от светила.

Около 31% этого ресурса не используется, поскольку рассеивается в космическое пространство. Оставшегося количества вполне достаточно для движения атмосферы, океанических течений и поддержания биосферной активности. Прогревание поверхности суши и воды зависит от следующих условий:

1. Географическая широта определяет угол, под которым солнечные лучи падают на поверхность, а также длину светового дня.
2. Прозрачность атмосферы зависит от количества облаков, содержания частиц пыли, песка и других взвесей. Первые имеют высокую отражательную способность, последние — низкую.
3. Абсорбирующая способность подстилающей поверхности. Например, заснеженные просторы отражают от 50 до 80% солнечных лучей, а пустыни поглощают выше среднего.

Циркуляция атмосферы

Движение воздушных масс в процессе атмосферной циркуляции происходит из-за разницы температур на полюсах и экваторе. Изменение угла наклона Земли по отношению к Солнцу в течение года приводит к сильной инсоляции в северном полушарии с марта по сентябрь и в южном с октября по март.

Таким образом, различное давление и температура вызывают движение воздушных масс между полюсами и экватором. В результате вращения планеты они отклоняются вправо в Северном полушарии и влево в Южном. Основные эффекты такого перемещения:

• непрерывная транспортировка влаги от экватора к северу и к южным тропикам;
• перемещение горячего воздуха и влажности от тропиков до умеренных зон;
• движение тёплого воздуха из умеренных в холодные широты.

Конечно, имеющие место в атмосфере процессы имеют более сложную природу. Здесь происходит формирование циклонов и антициклонов, которые оказывают непосредственное влияние на климатообразование больших регионов планеты.

Рельеф местности

Различные формы рельефа имеют огромное значение в формировании погодных условий. Например, температура падает с увеличением высоты над уровнем моря, поэтому для горных областей характерны климатические изменения не в широтном, а в высотном направлении. Падение температуры отчасти обусловлено тем, что атмосферное давление снижается с высотой. По этой причине молекулы воздуха находятся дальше друг от друга, а значит, менее способны поглощать и удерживать тепло.

От высоты зависит и скорость ветра, которая вблизи поверхности замедляется из-за трения. Наветренные склоны испытывают более сильные нагрузки, чем близлежащие низменные районы и подветренные участки. Рельеф оказывает существенное влияние на количество осадков:

• воздушная масса поднимается над горным хребтом;
• в результате охлаждения внутри неё конденсируется влага;
• формируются облака и идёт дождь.

Такие осадки выпадают в основном на наветренных склонах, поэтому климат с разных сторон горных хребтов, как правило, имеет отличия. Например, на территории России расположены Крымские горы, которые непосредственно влияют на климат региона:

• у подножья южных склонов Главной гряды — субтропический с количеством осадков выше 1 тыс. мм;
• в горах — горный с высотной поясностью;
• к северу от Внешней гряды — степной.

Любой регион планеты, несмотря на общие закономерности, обладает уникальным природным разнообразием благодаря своему расположению. Основные климатообразующие факторы можно отобразить на схеме:

Дополнительные условия

Давно доказано, что атмосфера и океаны тесно связаны между собой. Перечислить все факторы сложно, но известно, что они оказывают влияние друг на друга прежде всего за счёт передачи тепла и влаги. Тепловая энергия перемещается из океанов в атмосферу через процессы непосредственного переноса и испарение, а атмосфера отдаёт излишки в виде осадков.

Многие морские течения управляются не только тепловой конвекцией, но и ветрами. Нагретая вода играет существенную роль в развитии тропических и внетропических циклонов. Течения различной температуры оказывают влияние на доминирующие климатические модели прибрежных районов и сложные взаимодействия между океанами, континентами и атмосферой. Примерами могут служить течения:

• Эль-Ниньо.
• Гольфстрим.
• Ла-Нинья.

На стыках больших пространств суши и водной поверхности складываются условия для возникновения ветра. Это происходит из-за разницы между их нагревом и охлаждением.

Вода имеет более высокую теплоёмкость, чем поверхность земли за счёт глубокого, но медленного прогрева. Суша нагревается и остывает быстрее. Разница суточных колебаний приводит к циркуляции воздуха, называемой морским бризом.

Подобные процессы, имеющие сезонные отличия, происходят в пределах обширных континентальных зон и носят определение муссонов. Они дуют около шести месяцев в направлении суши, а остальное время в сторону океана. Эти явления свойственны Южной Азии (индийский муссон) и Западной Африке (западноафриканский муссон). Подобные условия возникают в Центральной Америке, а также в области между Юго-Восточной Азией и Австралией.

Летние муссоны имеют западное направление и приносят дождь, а зимние — восточное и часто становятся причиной засухи. Эти явления стали результатом годовых колебаний температуры над сушей и морем.

В последнее время метеорологи много внимания уделяют струйным течениям в высоких слоях атмосферы. Оказалось, что эти реки воздуха оказывают гораздо большее влияние на климат, чем считалось раньше.

Исследование изменений

Учёные разных направлений естественных наук ещё не достигли полного понимания сложных связей и взаимодействий между различными компонентами природной системы Земли. Чтобы лучше понять, как они функционируют в настоящем и поведут себя в будущем, предпринимаются исследования климатических колебаний в прошлом.

Кроме исторических записей, повествующих о погодных аномалиях в исторический период, геологи и палеонтологи обнаружили и классифицировали множество доказательств изменений климата, происходивших в разные геологические эпохи. Были обнаружены следы ледниковых эпох и межледниковых периодов, а также климатических условий, совершенно несхожих с современными. Многие причины изменений имеют космическую природу, другие являются частью суши, а третьи включают взаимодействие между атмосферой и планетой:

• солнечные циклы;
• вулканизм;
• тектоническая активность;
• орбитальное положение Земли.

Признание глобального изменения климата привлекло внимание к влиянию человеческого фактора. Данные показывают чёткую тенденцию к потеплению, охватывающую последнюю сотню лет. Многие климатологи связывают этот процесс с развитием промышленности и сельского хозяйства, в результате чего увеличилось количество парниковых газов и уменьшилась площадь лесов. Однако, это не отменяет возможности существования причин естественного характера.

Безусловно, очень сложно построить действующие климатические модели, а назвать все факторы влияния — задача будущих поколений учёных. Относиться к смелым гипотезам можно по-разному, но то, какой планета станет в будущем, зависит не только от неё, но и от каждого человека.