Климатообразующие факторы

Что такое климатообразующие факторы

 

Климат — многолетний режим погоды, характерный для определенной местности. На Земле он очень отличается по широте — от жаркого и засушливого на экваторе, до ледяных шапок полюсов. Формируется под воздействием определенных факторов, о них и пойдет речь в этой статье.

 

Это факторы, под влиянием которых формируется климат в локальной местности. Они бывают основными, второстепенными, внешними и внутренними.

 

Основные климатообразующие факторы

 

Солнечная радиация.

Один из основных поставщиков тепловой энергии. Количество поглощенного тепла зависит от географической широты, которая определяет угол падения солнечных лучей к верхнему слою атмосферы. На экваторе лучи падают под прямым углом, поэтому этот регион получает наибольшее количество тепла. По мере удаления от экватора угол становится острее и потоки солнечной энергии «проскальзывают» мимо, на полюсах поглощение вообще минимальное. Также от солнечной радиации зависят атмосферная циркуляция, давление и осадки.

 

Циркуляция атмосферы.

Этот фактор определяет перемещение воздушных масс во всех направлениях — горизонтальном и вертикальном. Воздух движется из холодных областей высокого давления к зонам низкого — более теплым. Обеспечивает обмен воздуха между широтами и его циркуляцию от поверхности к верхнему слою атмосферы и обратно. Движение воздушных масс способствует распределению влажности по климатическим поясам, перемещению облаков и выпадению осадков. Так, в экваториальной зоне выпадает много дождей из-за высокого испарения и приноса влажного воздуха из тропиков и субтропиков.

 

Циркуляция атмосферы в зонах, прилегающих к экватору создает сезонность. Муссоны, дующие со стороны моря, приносят дождевые облака и наступает сезон дождей. Когда ветер меняет направление и дует с жаркого, засушливого берега, приходит засуха. Из-за преобладания западных ветров, в восточных областях выпадает достаточно осадков, тогда как западные более сухие. Климат в них становится пустынным, жарким и засушливым.

 

Атмосферная циркуляция постоянно меняется из-за неравномерного теплового распределения, смены сезонов и образования циклонов и антициклонов. Основное направление перемещения — восточное. Но при этом циклоны движутся к полюсам, а антициклоны наоборот.

 

Рельеф.

Очень сильно влияет на воздействие первых факторов. Высокие горы имеют особый режим влажности и температуры и как зеркала отражают огромное количество энергии солнца обратно в атмосферу. Отражающая способность зависит от крутизны склонов и высоты вершин. Также они могут препятствовать движению атмосферных фронтов и задерживать осадки, из-за этого в горной и прилегающей к ней местности могут наблюдаться частые грозы с ливнями, снегопады и град, а за ней — постоянные засухи. Поэтому горы часто являются границами климатических зон. Так, Центральная Азия имеет засушливый климат во многом благодаря высоким горным цепям на ее окраинах. На Урале по этой же причине нередки сильнейшие ливни и длительные задержки циклонов, а в Крыму и горном Алтае периодически случаются наводнения.

 

В этой местности расположены высотные климатические пояса, меняющиеся с изменением высоты. Чем выше, тем ниже атмосферное давление, количество кислорода в воздухе, величина выпадения осадков с набором высоты начинает возрастать, а затем наоборот — уменьшается. Ближе к вершинам становится холоднее, так как склоны отражают солнечные лучи и они часто покрыты ледниками.

 

Распределение суши и моря.

Этот фактор оказывает существенное влияние на погоду, так как поверхность суши и моря обладают различной способностью к теплообмену. Континентальный и морской воздух существенно отличаются. При движении вглубь материка морские ветры ощутимо меняют свои свойства — становятся суше и холоднее. В прибрежных районах температура воздуха выше, но за счет повышенной влажности холод или жаркая погода могут ощущаться сильнее и переноситься хуже.

 

Также большая поверхность воды способствует активному испарению и формированию дождевых облаков и большого количества осадков, из-за разницы температур у воды и суши нередки туманы и сезонные ураганные ветра.

 

Течения.

Кроме вышеперечисленного, климат меняют океанические течения. Например, Гольфстрим сильно смягчает зимы в Западной Европе, где температура редко пускается ниже -10. Встречаясь с холодным воздухом Гренландии, он образует Исландскую депрессию — зону устойчивого низкого давления. Благодаря этому, находящаяся на 65 широте Исландия обладает мягкой зимой для такого северного государства и умеренно-прохладным летом. В то же время, российский город Надым, расположенный на той же широте, обладает гораздо более холодным климатом с сильными морозами и снегопадами зимой и очень коротким, но теплым, а временами жарким, летом.

 

По похожему принципу действует наличие крупных пресных водоемов.

 

Внешние климатообразующие факторы

 

К внешним факторам относятся энергетические влияния на атмосферу Земли. Это в первую очередь астрономические факторы: светимость Солнца, наклон земной оси, ее скорость вращения, орбита и ее положение в солнечной системе, гравитация Луны. Вторая группа —  геофизические: размер и масса планеты, ее гравитация и наличие магнитного поля, вулканическая деятельность.

 

Внутренние климатообразующие факторы

 

 

К ним относятся состав и масса атмосферы, положение материков, рельеф, структура деятельного слоя суши.

К внутренним факторам относится и антропогенное влияние:

  • выбросы парниковых газов, таких как СО2 и разрушающих озоновый слой хладонов;
  • поступление в атмосферу промышленных аэрозолей, вроде угольной пыли и копоти ТЭЦ, золоотвалов, пепла и пыли от коксохимических и им подобных предприятий;
  • наличие градирен электростанций и плотины ГЭС увеличивает влажность воздуха, способствует образованию облаков и тумана;
  • распашка земель и мелиорация приводят к возникновению ветров и изменению влажности.

 

 

Обмен углекислого газа является важным внутренним фактором. Это основной парниковый газ, вместе с водяным паром они создают среднюю температуру земной поверхности, равной +15ºС. Если бы их не было в атмосфере Земли, то средняя температура с учетом солнечной постоянной, температура была бы -15ºС. То есть, пар и углекислый газ повышают температуру на целых 30ºС. Концентрация его невелика, но при этом СО2  способен поглощать инфракрасное излучение и «переводить» длину волны в параметр 4,26 мкм. На такой длине излучение не может уйти в космос и это обеспечивает парниковый эффект.

 

Астрономические факторы

 

Относятся к долгопериодическим. Одним из них является светимость солнца. Она определяет количество выделенной энергии за определенную единицу времени. Данная характеристика применяется для всех звезд и чем она выше — там больше тепла поступает к поверхности планеты. Благодаря многолетним исследованиям, была выявлена солнечная постоянная — мощность излучения, проходящего через перпендикулярную площадку, лежащую за пределами атмосферы. Ученые выяснили, что за 5 млрд лет светимость звезды выросла на 25% и продолжает увеличиваться.

 

Другим важным моментом является орбита Земли, а точнее — ее эллиптическая форма. Благодаря этому происходит изменение расстояния до Солнца и угла падения солнечных лучей, что дает смену времен года.

 

Вращение планеты и угол наклона земной оси влияют на образование муссонов, движение и циркуляцию атмосферы и те же сезонные изменения в климатической системе. Если бы ось была перпендикулярной Солнцу, то смены времен года не было.

 

На климат влияет и спутник земли — Луна. По соотношению к размерам планеты она является одним из самых крупных спутников в Солнечной системе. Ее гравитация ощутимо меняет погоду, вызывает приливы и отливы. Известно, что после полнолуния и новолуния резко возрастает активность атмосферных фронтов и появляется большое количество гроз с ливнями, особенно первые 2-3 дня после указанных фаз. Но этот период может зависеть от географической широты. Меньше всего осадков выпадает перед полнолуние и новолунием. Ученые связывают это с тем, что полная Луна отражает большее количество солнечного излучения. Благодаря этому увеличивается испарение океанов и пресных водоемов, влажность воздуха повышается, а атмосферное давление наоборот — понижается. Но этот фактор оказался очень зависимым от солнечной активности. Так, в годы высокой активности влияние Луны составляет порядка 65%, а в период снижения не более 14%. Кроме этого она вызывает небольшие колебания орбиты, что в свою очередь влияет на инсоляцию и поглощение солнечной радиации.

 

Геофизические факторы

 

Способность планеты удерживать газовую оболочку и определять ее состав зависит от ее гравитационного поля. Чем больше масса и размер, тем легче удержать атмосферу. Если бы Земля имела больший размер и массу, ее атмосфера была бы тоньше и плотнее.

 

Кроме массы, на гравитацию влияет угловая скорость вращения планеты. В результате образуются центробежные силы, которые немного уменьшают ее. Кроме этого, угловая скорость оказывает воздействие на циркуляцию воздушных масс и океанических течений. Это происходит за счет отклоняющей силы, которая перенаправляет воздушные и водные потоки, в результате основная циркуляция идет с запада на восток. Из-за неравномерного нагрева экватора и полюсов происходит расширение и утолщение атмосферного слоя в области низких широт. Под влиянием этого фактора возникает изменение давление и движение воздуха направляется от экватора к полюсам.

 

Ученые установили, что в прошлом Земля вращалась быстрее и поэтому различные климатические зоны были выражены гораздо четче. Присутствие воды и обширных океанов на земле делают контраст между широтами еще менее выраженным. Например, на Марсе зональность проявляется более резко, так там нет водоемов. Это говорит о зависимости погоды от подстилающей поверхности.

 

 

На климат, возможно, влияет и магнитное поле планеты. Его роль пока до конца не ясна, но ученые имеют гипотезу на этот счет. Считается, что во время повышенной активности солнца, солнечный ветер активнее просачивается в область геомагнитный полюсов. Там корпускулы за счет кинетической энергии разогревают верхний слой атмосферы и усиливают ее циркуляцию. Нагреву атмосферы могут способствовать возникающее в зоне полярных сияний вихревое электричество. Верхний слой атмосферы в районе магнитного полюса нагревается еще сильнее, что ведет к его подъему и оттоку воздушных масс к Исландской депрессии.

 

Кроме вышеперечисленных факторов, у Земли еще имеется внутреннее тепло. В первую очередь, оно проявляется вулканической деятельностью. Вулканы выбрасывают в атмосферу большое количество горячих газов и пепла. Они могут способствовать потеплению, но при очень интенсивных извержениях наоборот — препятствовать инсоляции поверхности и вызывать снижение температуры. По последним исследованиям, средневековые холодные зимы были вызваны мощными извержениями в Африке. Это привело к загрязнению атмосферы аэрозолями, которые поглощали солнечные лучи. Наступило глобальное похолодание в Северном полушарии, называемое малым ледниковым периодом XIV-XIX веков. Ученые не исключают повторения подобного события, когда лето становится дождливым и прохладным, а зима суровой.

 

Вулканы, кроме выбросов, образуют геотермальные источники. Они никогда не замерзают и создают более теплую и влажную погоду в данной местности. Существенный вклад в тепловое равновесие Земли приносят геотермальные источники, расположенные на дне океана, их называют «черные курильщики». Вода из них идет под огромным давлением, насчитывающим сотни атмосфер, имеет черный цвет из-за специфического состава, а температура может достигать 400ºС. Смешиваясь с холодной океанической водой, эта черная жидкость начинает охлаждаться и содержащиеся в ней минеральные вещества растворяются или выпадают на дно в виде осадка. По последним данным, они выделяют около 20% всего геотермального тепла.

Добавить комментарий

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

Яндекс.Метрика