Климат. Климатообразующие процессы и факторы

Погода. Классификация погод

Погод и климат

Погода — физическое состояние атмосфе­ры в данное время над определенной терри­торией. Элементы погоды: температура возду­ха, влажность, облачность, осадки, атмосфер­ное давление, ветер. Атмосферные явления — гроза, туман, метель, пыльная буря и др. — также относятся к погоде. Таким образом, по­года — это сочетание, своеобразный ансамбль всех ее элементов, которые взаимосвязаны и закономерно меняются во времени и в прост­ранстве. Погода представляет собой внешнее проявление процессов, происходящих в атмо­сфере.

Характерные свойства погоды — измен­чивость и многообразие. Изменения погоды могут быть периодическими и непериодичес­кими.

Периодические изменения погоды обус­ловлены суточными и годовыми различиями в поступлении солнечной радиации. С ними свя­заны регулярные суточные и сезонные изме­нения всех вышеперечисленных элементов по­годы. Суточные изменения весьма закономер­ны и четко выражены в жарком поясе, а во внетропических широтах нарушаются активной циклонической деятельностью. Годовые изме­нения в жарком поясе связаны не столько с термическими условиями, сколько с режимом увлажнения. Во внетропических широтах, на­оборот, лето и зима прежде всего термичес­кие сезоны года.

Непериодические изменения погоды обус­ловлены адвекцией воздушных масс и фрон­тальными процессами. Они наблюдаются во всех районах Земли, но характерны прежде всего для умеренных и холодных поясов, что мы ощущаем в повседневной жизни.

С частой сменой погод связано их много­образие. Существуют классификации погод по разным признакам и критериям.

На основании радиационного балан­са выделены три большие группы погод: без­морозные, с переходом суточной темпера­туры через 0°С, и морозные погоды. Внут­ри этих групп с учетом комплексных типов погоды суток обособляются 16 классов погод.

По происхождению выделяются две большие группы погод. Фронтальные пого­ды свойственны циклонам и обусловлены вза­имодействием в них теплых и холодных воз­душных масс, обладающих разными физиче­скими свойствами. Внутримассовые погоды связаны с нагреванием или охлаждением воз­духа от земной поверхности.

Из фронтальных погод рассмотрим погоды теплого фронта и холодных фронтов, после­довательно сменяющих друг друга при прохож­дении циклонов в умеренных широтах северного полушария.

Теплый фронт, как отмечалось ранее, об­разуется при наступлении теплого воздуха на холодный. Над Европой он чаще случается в холодное полугодие. Теплый фронт характерен для передней части циклона. Основные метео­рологические явления, связанные с ним, сле­дующие: температура постепенно растет и по­сле прохождения линии фронта существенно увеличивается. Ширина облачной зоны составляет около 900 км, причем облака образуются в определенной последовательности — сна­чала наблюдатель видит перистые, затем пе­ристо-слоистые, высокослоистые и, наконец, слоисто-дождевые облака; при этом возраста­ет относительная и абсолютная влажность воздуха и облачность. Из слоисто-дождевых облаков за 300 — 400 км до линии фронта на­чинают выпадать обложные осадки, усилива­ющиеся по мере приближения линии фронта. На линии фронта и за ней возникают слоис­тые облака и адвективные туманы. Давление постепенно понижается. Ветер усиливается при прохождении линии фронта и меняет направ­ление; в частности, над Европой — чаще все­го на устойчивое юго-западное.

Холодные фронты образуются при наступ­лении холодного воздуха на теплый. Они ча­ще случаются в теплое полугодие, особенно над территорией России. Выделяют холодный фронт первого рода — медленный и второго рода — быстрый, которые характеризуются разными типами погод.

При холодном фронте первого рода хо­лодный воздух медленно подтекает под теплый, который спокойно натекает на него. При этом синоптические процессы развиваются в обратной последовательности по сравнению с погодой теплого фронта. После линии фрон­та температура медленно понижается; облач­ная зона занимает около 500 км в ширину. Слоисто-дождевые облака постепенно перехо­дят в высокослоистые, затем следуют пери­сто-слоистые и перистые. Облачность и влаж­ность воздуха постепенно уменьшаются, но из слоисто-дождевых, а иногда и высокослоистых облаков выпадают обложные осадки. Давле­ние воздуха постепенно возрастает, ветер уси­ливается лишь на линии фронта, потом осла­бевает и меняет направление с юго-западно­го на северное. Внутри холодной воздушной массы, за линией фронта, из-за неустойчивой стратификации в прогревающемся холодном воздухе летом возможны внутримассовые зафронтальные локальные ливневые осадки из кучево-дождевых облаков.

При холодном фронте второго рода по­года иная, так как при его прохождении су­щественно и бурно меняются все метеороло­гические величины. Холодный воздух движет­ся быстро и тупым клином подтекает под теплый, который резко подбрасывается вверх до линии фронта и опускается над ней. При лом образуются мощные кучево-дождевые об­лака, часто в виде вала, выпадают ливневые осадки, летом с градом, наблюдаются грозы (они случаются даже зимой, при отрицатель­ных температурах воздуха). После прохожде­ния линии фронта осадки в основном прекра­щаются, но иногда выпадают и из высококу­чевых облаков. Температура за линией фронта значительно понижается. Давление воздуха стремительно падает перед линией фронта, но резко возрастает после нее. Ветер перед ли­нией фронта усиливается до бури, и после про­хождения фронта меняет направление с юго-западного на северо-западное и северное. Вну­три холодной воздушной массы летом возможны ливни.

Погоды фронтов окклюзии (по типу тепло­го и холодного фронтов) весьма сложны, но напоминают рассмотренные фронтальные по­годы.

Перечисленная смена погод типична при прохождении через наблюдателя центральных и южных (в северном полушарии) периферий циклонов, причем, чем ближе к центру, тем меньший промежуток времени проходит меж­ду прохождением теплого и холодного фрон­тон. Если циклон следует мимо наблюдателя своей северной периферией, то погода более однообразна. Сюда распространяется влияние полямности теплого фронта, хотя сам он про­ходит южнее; из слоисто-дождевых облаков выпадают холодные моросящие дожди.

Из внутримассовых погод отметим погоду конвективного типа и радиационного выхола­живания.

Погода конвективного типа характерна в течение всего года в жарком поясе, а ле­том возможна и в умеренных широтах. Ее ос­новная особенность — нагрев суши и возду­ха к полудню, появление кучевых и кучево-дождевых облаков, ливневые кратковременные осадки после полудня (в жарком поясе так на­зываемые «зенитальные дожди»). При этой погоде четко выражен суточный ход всех ме­теоэлементов.

Погода типа радиационного выхолажи­вания наблюдается весь год в полярных ши­ротах и зимой в умеренных и субполярных ши­ротах над сушей при антициклоне. Крайне низ­кие температуры в условиях отрицательного радиационного баланса, ясное небо, иногда волнистые облака и слабый снег, слабые ве­тры .— таковы основные метеоусловия при этой погоде. В России она типична в Восточ­ной Сибири.

Изучением погоды и ее прогнозированием занимается особый раздел метеорологии — синоптическая метеорология (греч. synop-tikos — способный все обозреть). В каждой стране существует обширная сеть метеороло­гических и аэрологических станций, занимаю­щихся получением сведений обо всех элемен­тах погоды, и учреждений, их обрабатываю­щих с целью прогноза погоды, которые объединяются в Службу погоды. Националь­ные службы погоды опираются в своей рабо­те на международную программу Всемирной службы погоды, входящую во Всемирную метеорологическую организацию (ВМО) — межправительственное специализированное учреждение ООН (1947) с центром в Жене­ве. В нашей стране центральным научно-ис­следовательским и методическим органом Службы погоды является Росгидрометеоцентр в Москве — один их трех мировых метеоро­логических центров (другие находятся в Ва­шингтоне и Мельбурне). Метеорологические станции разных разрядов работают по опре­деленной программе и единой методике. Они систематически передают результаты своих на­блюдений в зашифрованном виде по особому международному коду в региональные и миро­вые метеорологические центры. В центрах на определенный момент времени составляют си­ноптические карты. На них отражено со­стояние всех элементов погоды и атмосфер­ных процессов — положение циклонов и ан­тициклонов, атмосферных фронтов, зон осадков и др. над обширной территорией. На основании анализа синоптических карт дается оценка важных изменений погоды и ее про­гноз. При этом центры учитывают не только данные наземных станций, но и состояние тро­посферы в целом, а также сведения о более высоких слоях атмосферы, полученные с по­мощью метеорологических ракет и спутников. При обработке полученной информации ши­роко используются современные средства об­работки данных. Прогнозы погоды бывают краткосрочными (на 1—3 суток вперед), сред­несрочными (4—10 суток), долгосрочными (месяц — сезон). Краткосрочные прогнозы имеют довольно высокую оправдываемость (более 80%). Долгосрочные прогнозы, осно­ванные на научно обоснованном предсказании погоды по годам-аналогам, менее надежны.

Зависимость самочувствия людей и их хозяйственной, особенно сельскохозяйствен­ной, деятельности от погоды заставляет ии находить приметы, по которым можно было бы предвидеть погоду. Многие из до! шедших до нас народных примет погоды по­лучили в настоящее время научное обосно­вание.

Предсказание погоды имеет огромное зна­чение для всех отраслей хозяйства: сельского хозяйства, транспорта, многих отраслей про­мышленности; оно важно в военном деле, в авиации, для повседневной жизни и деятель­ности людей.

Климат — многолетний режим погоды, типичный в данном месте. В отличие от по­годы он обладает устойчивостью, постоянст­вом, хотя ежегодно бывают отклонения в тем­пературе, количестве и режиме осадков, ха­рактерных погодах.

Главнейшим климатообразующим фактором и энергетической основой климатообразующих процессов — теплооборота и влагооборота — является приток на Землю солнечной ради­ации. Ее количество определяется углом па­дения солнечных лучей, зависящим от широ­ты места.

Большое влияние на формирование клима­та оказывает также атмосферная циркуля­ция — закономерное перемещение воздуш­ных масс, в процессе которого осуществляет­ся перенос тепла (теплооборот) и влаги (влагооборот) как между широтами, так и меж­ду материками и океанами.

Важен и такой фактор, как характер под­стилающей земной поверхности. Это поня­тие с позиции климатологии весьма емкое. Прежде всего важно учитывать сушу и воду (океан), поэтому выделяют материковые и океанические климаты. Суша и вода по-раз­ному нагреваются и остывают: суша быстрее нагревается, но быстрее остывает, ибо про­гревается всего на несколько метров; вода на­гревается медленнее, но на большую глуби­ну — до 200 — 300 м, поэтому остывает тоже медленнее. Это отражается на температурном режиме, суточной и годовой амплитуде темпе­ратуры, влажности воздуха, осадках и других метеоэлементах. Различное влияние суши и моря на климат возрастает от экватора к уме­ренным широтам и несколько сглаживается в приполярных районах.

Для определения влияния океана на кли­мат существует понятие континентального климата, которое оценивается по величине го­довой амплитуды температуры. На амплитуду температуры, кроме континентальности, влия­ет еще и широта местности

Степень континентальности климата мате­риков зависит от их размеров и изрезанности береговой линии. Чем больше материк, тем значительнее континентальность климата его внутренних районов. Она выражается в большой годовой амплитуде температуры. Большая изрезанность береговой линии уменьшает степень континентальности климата.

На климат материков оказывает влияние абсолютная высота местности. В горах температура с высотой уменьшается пример­но на 6 °С на каждый километр (вертикаль­ный температурный градиент равен 0,6° на 100 м) и на определенной высоте даже летом оказывается равной нулю; выше начинается царство снегов и льдов.

Важно также расположение гор по отно­шению к господствующим ветрам — ветро­вая экспозиция. Горы, особенно высокие, яв­ляются климатическими барьерами. Наветрен­ные склоны гор получают много осадков (например, южные склоны Гималаев), подве­тренные склоны сухие.

У широтновытянутых гор весьма важно учитывать ориентацию склонов гор по отно­шению к Солнцу, т. е. инсоляционую экспо­зицию. Например, северный (теневой) и южный (солнечный) склоны Кавказских гор по­лучают из-за разного угла падения солнечных лучей неодинаковое количество тепла. Это от­ражается на высоте природных поясов и их спектре и положении снеговой границы, а сами горы служат рубежом между уме­ренным и субтропическим климатическими поясами.

Большое влияние на климат оказывают морские течения. Теплые течения переносят значительную часть тепла из низких широт в высокие, холодные — наоборот. Весьма су­щественное влияние оказывают течения и на климат прибрежных территорий. Побережья, омываемые теплыми течениями, теплее и влажнее, холодными течениями — холоднее и суше. Так, в умеренных широтах на западном побережье Скандинавии благодаря теплым те­чениям вплоть до Северного полярного круга температура воздуха даже зимой около О °С и выше, выпадает много осадков, произрастает тайга. А на этой же широте на севере полу­острова Лабрадор, омываемого водами холод­ного течения, — суровая продолжительная зи­ма, короткое прохладное лето, ландшафты тун­дры и лесотундры. В тропиках на западных берегах материков, омываемых холодными те­чениями, температура воздуха + 15... + 20°С, сухо; для них характерны береговые пустыни; на восточных побережьях материков, вдоль которых протекают теплые течения, темпера­тура -25...+28°С,осадков около 1000 мм, произрастают вечнозеленые тропические ле­са. Оценивая роль течений, важно учитывать также преобладающее направление ветров.

Велико влияние на климат снежного и ле­дяного покрова, так как снег и лед облада­ют большой отражательной способностью и выступают в роли своеобразного «холодиль­ника» для воздуха. Весной на таяние снега затрачивается большое количество тепла. Это задерживает нагревание почвы и воздуха и на­ступление весны. В то же время талые сне­говые воды пополняют запасы грунтовых вод, создавая резерв влаги для питания растений и увлажнения воздуха посредством испарения и транспирации.

Таким образом, солнечная радиация, цир­куляция атмосферы и подстилающая поверх­ность — климатообразующие факторы, под совместным влиянием которых формируются различные климаты Земли.

Дата добавления: 2014-03-13; просмотров: 738; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!