Определяне на климатичните условия. Климат и време. Влиянието на климатичните условия върху човешкото здраве. Метеоустойчивост

Климообразуващите процеси се развиват в специфични географски условия на Земята. Географската обстановка влияе и на трите процеса. В ниските и високите географски ширини, над сушата и над морето, над равнинните и планинските райони климатообразуващите процеси протичат по различен начин, тоест имат свои географски особености.

Следователно характеристиките на климата, тяхното разпространение зависят от същото географски климатични фактори.Разглеждайки в предишните глави дългосрочния режим на радиация, температура, влажност, вятър, ние постоянно се спирахме на географската обусловеност на дневните и годишните им вариации, непериодичната променливост и пространственото разпределение. Сега, като резултат, ще изброим систематично географските фактори на климата и техните основни ефекти. „Основните географски климатични фактори са: i географска ширина; височина над морското равнище; разпределение на земята и водата по повърхността на земното кълбо; орография на земната повърхност; океански течения; растителност, снежна и ледена покривка.Специално място заема от дейността на човешкото общество,в определени граници, оказвайки влияние и върху климатообразуващите процеси, а оттам и на климата, чрез промяна на определени географски фактори.

3. Географска ширина

Първият и много важен климатичен фактор е географска ширина.Зависи от нея зониранев разпределението на климатичните елементи. Слънчевата радиация навлиза в горната граница на атмосферата в строга зависимост от географската ширина, която определя обедната височина на слънцето и продължителността на експозицията в дадено време на годината. Погълнатата радиация се разпределя много по-сложно, тъй като зависи както от облачността, така и от албедото. земна повърхност, и на степента на прозрачност на въздуха; но има и определен зонален фон в разпространението му.

По същата причина зонирането е в основата на разпределението на температурата на въздуха. Вярно е, че това разпределение зависи не само от погълнатата радиация, но и от условията на циркулация. Но в общата циркулация има известна степен на зониране (от своя страна, в зависимост от зонирането в разпределението на температурата). Нека споменем между другото, че такъв чисто кинематичен фактор на общата циркулация на атмосферата, като параметъра на Кориолис, зависи и от географската ширина.

Зонирането в разпределението на температурата включва зониране на други климатични елементи; непълно зониране, но все още лежащо в основата на разпределението на тези елементи върху земната повърхност.

Влиянието на географската ширина върху разпределението на метеорологичните елементи става все по-забележимо с надморската височина, когато влиянието на други климатични фактори, свързани със земната повърхност, отслабва. Следователно климатът на високите слоеве на въздуха има по-добре изразена зоналност от климата на земната повърхност.

4. Височина над морското равнище

Височина над морското равнищее и географски фактор в климата.

Атмосферното налягане намалява с надморската височина, слънчевата радиация се увеличава, ефективната радиация също се увеличава, температурата, като правило, намалява, амплитудата на нейните дневни колебания също намалява, влажността намалява и вятърът променя скоростта и посоката си по доста труден начин.

Такива промени настъпват в свободна атмосфера.Но при повече или по-малко смущения (свързани с близостта на земната повърхност) те възникват и в планината.В планините също има характерни промени с височината на облачността и валежите. Валежите, като правило, първо се увеличават с височината на терена, но намаляват от определено ниво. В резултат на това в планините се създава климатично зониране на голяма надморска височина,които ще бъдат обсъдени по-долу.

Така че в един и същи планински район климатичните условия могат да варират значително в зависимост от надморската височина на мястото. В същото време промените с надморска височина са много по-силни от промените с географска ширина - в хоризонтална посока.

Толмачева Н.И.

За самостоятелно изучаване на раздел 1.

Задача за отговор на въпроси (писмено):

Въпрос 1. Каква е разликата и приликата между понятията "климатична система атмосфера-океан" или "атмосфера-океан-земя" и "климат"

Въпрос 2. Какво изучава дисциплината "Климатология" и "Взаимодействие на атмосферата и океана" (определете разликите и приликите, анализирайте в таблица)

Предмет и задачи на климатологията. Климатология - учението за климата - е една от най-важните части на метеорологията. Климатологията изучава атмосферните процеси, които се формират под влиянието на астрономическите

и комплексен комплексфизико-географски условия. Тези процеси протичат главно под въздействието на слънчевата радиация, която предизвиква транспортирането на въздуха и неговото преобразуване в резултат на обмена на топлина и влага с повърхността на морето и сушата. В рамките на няколко часа или дни процесите в атмосферата протичат автономно. В по-дълги интервали от време те значително зависят от притока на топлина и следователно във всяка зона Глобусътопределя се естеството на процесите, честотата на тяхното протичане, продължителността и реда на промяна географска ширина на това място, сезон, теренни условия

и такъв глобален фактор като разпределението на океаните и земята.

Метеорологичните условия се променят ежегодно, следователно закономерностите на географското разпределение на атмосферните процеси се разкриват доста ясно само при разглеждане на данни за дълъг период от време. В същото време радиационният режим на Земята зависи не само от промените в осветеността на Слънцето и флуктуациите в елементите на земната орбита, но и от еволюцията на състава на атмосферата в геоложкото минало, както и от човешки дейности. За да влияе активно на климата, човек трябва да промени поне един от компонентите на този комплекс. Понастоящем антропогенната дейност може вече да е една от причините за изменението на климата. Дейностите на човешкото общество (обезлесяване, ерозия на почвата поради експлоатация на земята, замърсяване на въздуха поради работата на промишлеността и транспорта) са довели до изменението на климата в продължение на хилядолетия.

Климатът на районаможе да се определи като негов характерен дългосрочен метеорологичен режим, поради слънчева радиация, трансформациите му в активния слой на земната повърхност и свързаната с това циркулация на атмосферата и океаните.

V различно времеразлични учени определят климата по различен начин. Древните гърци, като вземат предвид сферичността на Земята, обясняват климата с наклона на слънчевите лъчи към земната повърхност, тоест географската ширина на мястото. Те разделили земното кълбо на редица пояси според дължината на деня. По-късно се установи, че освен географската ширина, върху климата влияят и други фактори. важни фактори... Според А. Хумболт (1831 г.) климатът е всички промени в атмосферата, които засягат органите

чувства, „важни не само за излъчването на Земята, органичното развитие на растенията и узряването на плодовете, но и за благополучието и цялостното душевно настроение на човека“. По-късно много учени - Ю. Хан, А.И. Воейков, Т.А. Любославски, В. Кепен – започнали да определят климата като средно състояние на атмосферата (средно време).

Климатът като атмосферен процес (циркулация, средно течение на времето, борба между въздушните течения и др.) е определен от Н.И. Гълъб, Фицрой, Т. Бержерон, В.Н. Оболенски. Дефиницията на климата като метеорологичен режим се появява по-късно. Той се придържаше от V.N. Оболенски, Б.П. Алисов и други учени. P.I. Колосков разглежда климата като географска характеристика: Климатът е метеорологичният компонент на географската среда. L.S. Берг: „Климатът трябва да се разбира като средното състояние на различни метеорологични явления (или атмосферни процеси, или въздушни маси), тъй като това средно състояние влияе върху живота на растенията, животните и хората, както и върху вида на почвената покривка. Би било малко необичайно да говорим за климат преди живота на Земята. Климатологията не взема предвид онези физически процеси, които, доколкото е известно, не влияят на организмите и видовете почвообразуване.

Преди появата на живота на Земята и преди образуването на органични съединения и почви също е имало един вид климат. Развитието на теорията за формирането на климата изисква количествено отчитане на взаимодействието на процесите в атмосферата, океана, на сушата, в ледените покривки на земното кълбо, във връзка с което стана необходимо да се въведе понятието глобален климаткато съвкупност от състояния на метеорологичния компонент на системата атмосфера – океан – суша – криосфера – биосфера, която преминава през дълго време (поне няколко десетилетия). В такава дефиниция обичайната идея за климата се превръща в доктрина за местен климат, които във физико-математическата теория са частни прояви на глобалния климат. От гледна точка на физико-географския подход основният обект на изследване е „местният климат”, което е основната причина за разнообразието природни условия... Глобалният климат в географията се разглежда като система от климати на земното кълбо.

Основните задачи на климатологията:

1. Изследване на закономерностите на формиране на климата както чрез емпирично, така и чрез физическо изследване на натрупания материал.

2. Изучаване на климатичните промени, настъпващи както естествено, така и причинени от човешката дейност. В тези проучвания,физически и математически модели на изменението на климата. Въпреки това, тяхното съответствие с реални, специфични географски условиятрябва да се определя на базата на метеорологични наблюдения, а в геоложкото минало - на базата на косвени показатели, които са тясно свързани с климата.

3. Класификация на климатите, както и регионализация на териториите за решаване на практически проблеми.

4. Характеризиране на географското разпределение на климата (климатография) въз основа на идентифицираните закономерности.

5. Установяване на закономерности на формиране на микроклиматите и тяхната класификация.

6. Изследване на взаимодействието на климата с природните фактори, селското стопанство и човешките производствени дейности.

7. Изготвяне на климатични характеристики, необходими за дългосрочни прогнози за състоянието на атмосферата, както и за осигуряване на сектори на националната икономика.

Теоретична и емпирична работа, базирана на интернационална кооперациявърху анализа на вероятните климатични промени в бъдеще под влияние на антропогенни фактори.

Интензивно индустриално развитие с емисии

v атмосфера от колосални количества топлина, газове, различни примеси; промени в свойствата на подстилащата повърхност поради увеличаване на площта на разораните земи - всичко това не може да не повлияе на климата на значителни райони на Земята. Антропогенните климатични промени се случват на фона на естествени, причинени от различни климатообразуващи фактори.

Изследванията на естествените климатични промени са започнати в MGO през 1946 г. от E.S. Рубинщайн, продължен от O.A. Дроздов, Т. В. Покровская, Л. А. Вителс, Л.Г. Полозова. По-късно, когато се наложи да се оценят антропогенните въздействия върху климата, изследванията в тази посока, извършени главно под ръководството на М.И. Budyko, предизвика широк обхват в международен мащаб. Бяха създадени международна програма„Физически основи на климата и неговото моделиране“ и няколко национални програми, привличайки към изследвания не само метеоролози, геофизици, математици, но и други специалисти. В момента работи Международната климатологична програма, голям брой съвместни интегрирано изследване: международни проекти PIGAP - програма за изследване на глобални атмосферни процеси, MONEKS - подпрограма за мусони и други, които направиха възможно получаването на ценен материал за неизследвани досега региони, особено океански, както в междутропичната зона, така и в полярните (TROPEX, POLEX).

Климатичните данни се използват при изграждането и експлоатацията на железопътните и воден транспорт, поддръжка на авиацията, строителство на сгради и конструкции, планиране на градове и курорти, в здравеопазването, както и в организацията на различни производствени процеси в индустрии като текстил, дървообработване, торф, тютюн. Климатичните данни и картите са част от кодексите и стандартите на строителната индустрия.

Макро-, мезо-, микро-, фитоклимати . Климатични условиятеренът до голяма степен се определя от естеството и естеството на подстилащата повърхност. Климатът, който се формира на голяма площ, например на територията физико-географскипровинции,

наречен макроклимат

Природните условия на която и да е физико-географска провинция обаче не са еднакви. Всеки от тях се състои от няколко вида терени, различни по своите природни характеристики. Така че във всяка провинция на лесостепните и степните зони могат да се разграничат заливни, надзаливно-терасирани, вододелни и други видове терени. По-специфични характеристики на климата отговарят на всеки от тези типове.

Климатът на определени видове терени се нарича местен климат.Забележимо се проявява на фона на общите климатични условия на тази физико-географска провинция. Но дори във всеки тип терен има малки площи, където под влияние на природните различия могат

възникват особени прояви на местния климат. Така че в заливния тип терен винаги има площи, заети от ливада, гора, езеро, блато, пясък. Тези райони създават свои собствени климатични особености. Климатът, който се създава в определени райони под влиянието на съответните природни различия, се нарича микроклимат на дадения район. Казват, например, за микроклимата на езеро, блато, пясък. Тя е особено изразена в приземния въздушен слой при ясно и тихо време. Критериите за разделяне на мезо- и микроклимата са представени в табл. 1.

Местният климат се характеризира с някои средни условия между макро- и микроклимат. Разликите между местния климат и проявите на микроклимата често са трудни за установяване, особено в случаите, когато гора, блато, ливада, езеро и други природни обекти заемат относително големи площи.

Микроклиматът в местообитанието на растенията се нарича фитоклимат. Образува се от микроклимата на повърхностния въздушен слой, в който се намира надземната част на растенията, и микроклимата на горния почвен слой, в който е разположена кореновата им система. Различните растения създават различен фитоклимат.

Релефът и изложението на склоновете оказват голямо влияние върху микроклиматичните условия. В долините се наблюдават по-високи температури на въздуха през деня и по-ниски през нощта, отколкото в по-високите височини. По долините са по-чести мъгли, роса, слани и слани.

Склоновете с южно изложение получават най-голямо количество топлина и светлина. По тези склонове има много осветеност, висока температура и ниска влажност на почвата. Склоновете, обърнати на север, получават най-малко топлина и светлина. Влиянието на експозицията върху нагряването на склоновете може да бъде толкова значително, че климатичните особености на по-северните райони се наблюдават на северните склонове, а климатичните особености на по-южните райони се наблюдават на южните склонове.

В речните заливни низини се формират специални микроклиматични условия: по-ниски температури, по-висока относителна влажност. Дълбочината на снежната покривка в заливната низина е по-голяма, отколкото на съседните тераси, тъй като снегът се издухва от тях в заливната низина. Подземните води в заливната низина обикновено са плитки. Голямата дълбочина на снежната покривка и плитките подпочвени води повишават температурата на заливните води през зимата. Почвата в заливната низина замръзва на по-малка дълбочина.

В долините на големите реки сланите завършват по-рано през пролетта и се появяват по-късно през есента, отколкото по високите брегове, тъй като реката има затоплящ ефект.

В блатата се създават различни микроклиматични условия. Горният слой на блата често се състои от разложен торф с ниска топлопроводимост. В резултат на това в такова блато през лятото, при ясно време, горният слой се нагрява значително през деня, докато през нощта се охлажда много. Въпреки това, резките колебания в температурата на блатото бързо намаляват и бързо

на дълбочина около 50 см, те вече са едва забележими. Торфените блата изпитват по-чести и интензивни слани.

Пясъците също имат свой собствен микроклимат. Топлинният им режим зависи от цвета, влажността, структурата. Най-горният слой пясък обикновено е сух, което не води до консумация на топлина за изпаряване, а слънчевата радиация, погълната от пясъка, се използва основно за нагряване. Пясъкът при такива условия се затопля силно през деня. Това се улеснява и от ниската му топлопроводимост, която предотвратява напускането на топлина от горния слой в дълбоките слоеве. През нощта горният слой пясък се охлажда значително. Големите колебания в температурата на пясъка се отразяват в температурата на повърхностния въздушен слой. През зимата пясъците бързо се охлаждат и замръзват дълбоко. Пясъците имат голяма водопропускливост. Те почти напълно абсорбират падащите валежи, които дори с малко количество проникват на значителна дълбочина. По пясъците няма повърхностен отток на вода.

Създава се специален микроклимат под влиянието на горските защитени пояси. Такива ивици значително намаляват скоростта на вятъра и отслабват смесването на повърхностния въздушен слой. В резултат на това изпарението се намалява с 10–20% в повърхностния слой в защитените зони. В горските пояси влажността на въздуха се повишава, през зимата се задържа и се натрупва сняг в междулентите. Това предпазва почвата от дълбоко замръзване, а зимуващите растения от замръзване. През пролетта защитните пояси повишават нивото на подпочвените води, намаляват оттока на стопени води, а през лятото дъждовните води.

В района на водоемите се създават специфични микроклиматични условия. Тяхното проявление зависи от времето, времето на деня и годината, размера и дълбочината на резервоара и естеството на бреговете. Най-забележимите микроклиматични разлики между резервоара и неговите брегове се появяват през топлия сезон, при слънчево спокойно време. Обикновено при такива условия температурата на въздуха през деня над водата е по-ниска, отколкото над сушата. През нощта се наблюдава обратното явление. Получената бриза циркулация на въздуха причинява притока на по-малко топъл въздух към бреговете и сушата през деня. Дълбочината на проникване на такива въздушни маси на сушата зависи от релефа и времето на деня. Ако бреговете на резервоара са нежни, тогава въздухът, идващ от страната на язовира през деня, ще се разпространи по-далеч до сушата, отколкото при наличието на стръмни брегове. През топлия сезон по-малко валежи падат върху големи водни тела, отколкото на брега, тъй като по-студената повърхност на водата предотвратява развитието на конвекция над нея. Можете да говорите за микроклимата на градина, парк, езерце. Микроклиматичните условия трябва да се имат предвид при извършване на различни дейности – озеленяване на градове, отглеждане на нови растения и др.

Мезоклиматът на града.Големият модерен град е доста разширена мезо-еднородност. Той формира свой местен климат, а на определени улици и площади особен

микроклиматични условия, обусловени от градоустройството, уличното покритие, разпределението на зелените площи и др.

Слънчевата радиация намалява средно с 20% поради намаляване на прозрачността на атмосферата поради дим и прах. Пристигането на ултравиолетова радиация е особено силно отслабено. От друга страна, в града отразената радиация се присъединява към разсеяната радиация. Поради замърсяването на въздушния басейн се намалява ефективната радиация, а оттам и нощното охлаждане. Промените в радиационния баланс, допълнителното внасяне на топлина в атмосферата поради изгарянето на горивото и ниската консумация на топлина за изпаряване водят до по-високи температури вътре в града в сравнение с околността. Извършени са много изследвания, в които се отбелязва съществуването на „топлинен остров“ над града. Интензитетът и размерът на топлинния остров варират във времето и пространството под влияние на фоновите метеорологични условия и местните характеристики на града. По-голямата част от града е "плато" от топъл въздух с леко повишаване на температурата към центъра на града. Топлинната хетерогенност на това плато е нарушена поради влиянието на паркове и езера (студени райони) и плътното развитие на промишлени и офис сгради (топлинни зони). Разликата между температурата в центъра на града и фоновата температура на околната среда се нарича интензитет на градския топлинен остров. При сравнително стабилни метеорологични условия интензитетът на топлинния остров има ясно изразена денонощна вариация с максимум няколко часа след залез слънце и минимум в средата на деня. Усилването на вятъра и увеличаването на облачността през деня спомагат за изравняване на хоризонталната температурна нехомогенност в градските и селските райони.

Според различни изследователи височинното топлинно влияние на градовете се проявява ясно в рамките на 100-500-метровия слой. В същото време много общи черти се срещат в климата на целия град, понякога до височина до 1 км. Голямата грапавост на подстилащата повърхност и наличието на топлинен остров също определят особеностите на ветровия режим в града. При слаби ветрове до 2–3 m / s може да възникне местна градска циркулация. На повърхността на земята теченията са насочени към центъра, където се намира топлинният остров, а отгоре има изтичане на въздух към покрайнините на града.

В самия град различията в отоплението на осветените и сенчести части от улици и дворове определят местната циркулация на въздуха. При него възходящи клони се образуват над повърхността на осветени стени, а низходящи клони се образуват над сенчести стени и части от улици или дворове. Наличието на резервоари в градовете също допринася за формирането на местна дневна циркулация от водоема към градските райони и обратно през нощта.

Повечето изследователи отбелязват, че скоростта на вятъра в града намалява в сравнение с откритата площ. Въпреки това, в градове, разположени в хълмисти райони, както и в посоки на вятъра,

съвпадайки с посоката на улиците, ограничени от многоетажни сгради, вятърът се усилва.

Влажността на въздуха в големите градове е по-ниска, отколкото в околностите, което е свързано с по-високи температури и намалено изпарение. Експериментални проучвания в различни градове показват, че в някои случаи разликите в абсолютната влажност могат да достигнат 2,0–2,5 hPa, а в относителната влажност на въздуха 11–20%.

През лятото най-голямо количество валежи падат над града, но не в централните му части, а в покрайнините. Ако влажността на въздуха е достатъчно висока, то повишената конвективна нестабилност и замърсяването на въздуха над града допринасят за образуването на облачност. В процеса на превръщане на облаците от купесто-дъждовни в мощни купести и купесто-дъждовни, те се изместват от преобладаващия транспорт в атмосферата и валежите падат в подветрените райони на града и извън него на разстояние от няколко километра. Проучванията на гръмотевичната активност в различни региони показват, че средната обща продължителност на всички гръмотевични бури годишно в един град е 1,5–2,5 пъти по-малко, отколкото в близост до него.