Az éghajlati viszonyok meghatározása. Klíma és időjárás. Az éghajlati viszonyok hatása az emberi egészségre. Meteolhatóság

A klímaalkotó folyamatok a földgömb meghatározott földrajzi körülményei között bontakoznak ki. A földrajzi viszonyok mindhárom folyamatot befolyásolják. Alacsony és magas szélességi körökben, szárazföldön és tengeren, síkságokon és hegyvidékeken a klímaformáló folyamatok eltérően mennek végbe, azaz megvan a saját földrajzi sajátosságuk.

Ebből következően az éghajlatok jellemzői és eloszlásuk ettől függ földrajzi éghajlati tényezők. Figyelembe véve az előző fejezetekben a sugárzás, hőmérséklet, páratartalom, szél hosszú távú rezsimjét, folyamatosan foglalkoztunk ezek napi és éves ciklusának földrajzi feltételrendszerével, nem periodikus változékonyságával és területi eloszlásával. Most összefoglalóan szisztematikusan felsoroljuk az éghajlat földrajzi tényezőit és azok főbb hatásait. "A fő földrajzi éghajlati tényezők a következők: i földrajzi szélesség; tengerszint feletti magasság; a föld és a víz eloszlása ​​a földgömb felszínén; földfelszín orográfia; óceáni áramlatok; növényzet, hó és jégtakaró. Különleges helyet foglal el az emberi társadalom tevékenysége, bizonyos mértékig a klímaalkotó folyamatokat, ezáltal az éghajlatot is befolyásolva, egyes földrajzi tényezők megváltoztatásával.

3. Földrajzi szélesség

Az első és nagyon fontos éghajlati tényező az földrajzi szélesség. Tőle függ zónázás a klímaelemek eloszlásában. A napsugárzás szigorúan a földrajzi szélesség függvényében éri el a légkör felső határát, amely meghatározza a nap déli magasságát és a besugárzás időtartamát az év adott szakaszában. Az elnyelt sugárzás eloszlása ​​sokkal összetettebb, mivel függ a felhőzettől és az albedótól is a Föld felszíneés a levegő átlátszóságának mértéke; de elterjedésében van egy bizonyos zonális háttér.

Ugyanezen okból kifolyólag a zónaság áll a levegő hőmérséklet-eloszlásának hátterében. Igaz, ez az eloszlás nemcsak az elnyelt sugárzástól függ, hanem a keringési viszonyoktól is. De az általános keringésben van egy bizonyos fokú zónaság (viszont a hőmérséklet-eloszlás zónájától függően). Említsük meg egyébként, hogy a légkör általános keringésének olyan tisztán kinematikai tényezője, mint a Coriolis-paraméter, a földrajzi szélességtől is függ.

A hőmérséklet-eloszlásban a zónák besorolása más éghajlati elemek zónáit vonja maga után; A zónázás nem teljes, de még mindig ezeknek az elemeknek a földfelszínen való eloszlásának hátterében áll.

A földrajzi szélesség befolyása a meteorológiai elemek eloszlására a magasság növekedésével válik észrevehetőbbé, amikor a földfelszínhez kapcsolódó egyéb éghajlati tényezők hatása gyengül. Következésképpen a magas légrétegek klímája jobban kifejezett zónával rendelkezik, mint a földfelszín klímája.

4. Magasság

Tengerszint feletti magasság földrajzi éghajlati tényező is.

A légköri nyomás a magassággal csökken, a napsugárzás növekszik, az effektív sugárzás is nő, a hőmérséklet általában csökken, napi ingadozásának amplitúdója is csökken, a páratartalom csökken, a szél sebessége és iránya meglehetősen bonyolultan változik.

Ilyen változások következnek be szabad légkör. De kisebb-nagyobb zavarokkal (a földfelszín közelségével összefüggésben) ezek is előfordulnak a hegyekben. A hegyekben is jellemző változások figyelhetők meg a felhőzet és a csapadék magasságával. A csapadék általában először a terület magasságával nő, de egy bizonyos szint után csökken. Ennek eredményeként a hegyek létrejönnek magassági éghajlati zóna, amiről az alábbiakban lesz szó.

Tehát ugyanabban a hegyvidéki régióban az éghajlati viszonyok nagyban változhatnak a hely magasságától függően. Ezenkívül a magasság változása sokkal erősebb, mint a szélesség változása - vízszintes irányban.

Tolmacheva N.I.

Az önálló tanuláshoz ugorjon az 1. szakaszhoz.

Feladat a kérdések megválaszolására (írásban):

1. kérdés: Mi a különbség és a hasonlóság a „klímarendszer légkör-óceán” vagy „légkör-óceán-föld” és a „klíma” fogalmak között?

2. kérdés Mit vizsgál a „Klimatológia” és „A légkör és az óceán kölcsönhatása” tudományág (különbségek és hasonlóságok azonosítása, táblázatos elemzés)

A klimatológia tárgya és feladatai. Klimatológia - az éghajlat tanulmányozása a meteorológia egyik legfontosabb része. A klimatológia a csillagászati ​​hatás hatására kialakuló légköri folyamatokat vizsgálja

És összetett komplexum fizikai és földrajzi viszonyok. Ezek a folyamatok főként a napsugárzás hatására jönnek létre, amely a levegő átadását és átalakulását idézi elő a tenger és a szárazföld felszínével történő hő- és nedvességcsere eredményeként. Néhány órán vagy napon belül a folyamatok a légkörben önállóan mennek végbe. Hosszabb időintervallumon keresztül jelentősen függenek a hőbeáramlástól, így minden régióban földgolyó meghatározzák a folyamatok jellegét, előfordulásuk gyakoriságát, az eltolódások időtartamát és sorrendjét földrajzi szélesség ez a hely, évszak, terepviszonyok

És olyan globális tényező, mint az óceánok és a szárazföld eloszlása.

A meteorológiai viszonyok évről évre változnak, így a légköri folyamatok földrajzi eloszlásának mintázatai csak hosszú időre vonatkozó adatok alapján derülnek ki elég egyértelműen. A Föld sugárzási rendje ugyanakkor nemcsak a Nap fényességében bekövetkezett változásoktól és a Föld keringési elemeinek ingadozásától függ, hanem a légkör összetételének alakulásától is a geológiai múltban, ill. emberi tevékenység. Az éghajlat aktív befolyásolásához az embernek meg kell változtatnia ennek a komplexumnak legalább az egyik összetevőjét. Jelenleg az antropogén tevékenységek már a klímaváltozás egyik oka lehet. Az emberi társadalom tevékenységei (erdőirtás, talajerózió a földkitermelés miatt, légszennyezés az ipar és a közlekedés miatt) évezredek óta klímaváltozáshoz vezettek.

A terület éghajlata jellemző hosszú távú időjárási viszonyaiként határozható meg, köszönhetően napsugárzás, átalakulásai a földfelszín aktív rétegében és a légkör és az óceánok ehhez kapcsolódó körforgása.

BAN BEN más idő Az éghajlatot különböző tudósok eltérően határozták meg. Az ókori görögök, figyelembe véve a Föld gömbalakját, az éghajlatot a napsugarak földfelszínhez való dőlésével, vagyis a hely földrajzi szélességével magyarázták. A földgömböt a nap hosszának megfelelően több zónára osztották. Később kiderült, hogy az éghajlatot a szélességen kívül más tényezők is befolyásolják. fontos tényezők. A. Humboldt (1831) szerint az éghajlat a légkör minden olyan változása, amely a szerveket érinti

érzések, „nemcsak a Föld sugárzása, a növények szerves fejlődése és a gyümölcsök érése szempontjából fontosak, hanem az ember jóléte és teljes lelki hangulata szempontjából is”. Később sok tudós - Y. Hann, A.I. Voeikov, T.A. Lyuboslavsky, W. Keppen - az éghajlatot a légkör átlagos állapotaként kezdte definiálni (átlagos időjárás).

Az éghajlatot, mint légköri folyamatot (ciklus, átlagos időjárási áramlat, légáramlatok közötti harc stb.) N.I. Dove, Fitzroy, T. Bergeron, V.N. Obolenszkij. Az éghajlat mint időjárási minta meghatározása később jelent meg. Ezt követte V.N. Obolensky, B.P. Alisov és más tudósok. P.I. Koloskov az éghajlatot olyannak tekintette földrajzi adottság: az éghajlat a földrajzi környezet meteorológiai összetevője. L.S. meglehetősen egyedi módon határozta meg az éghajlatot. Berg: „Az éghajlat alatt a különböző meteorológiai jelenségek (vagy légköri folyamatok, vagy jellemzők) átlagos állapotát kell érteni. légtömegek), mivel ez az átlagos állapot hatással van a növények, állatok és emberek életére, valamint a talajtakaró típusára. Kicsit szokatlan lenne az éghajlatról az élet megjelenése előtt beszélni a Földön. A klimatológia nem veszi figyelembe azokat a fizikai folyamatokat, amelyek ismereteink szerint nem befolyásolják az élőlényeket és a talajképződés típusait.”

Az élet megjelenése előtt a Földön és a szerves vegyületek és a talajok kialakulása előtt is létezett valamiféle klíma. A klímaképződés elméletének kidolgozása megkövetelte a földgömb légkörében, óceánjaiban, szárazföldi és jégtakarójában zajló folyamatok kölcsönhatásának kvantitatív bemutatását, ezért szükségessé vált a fogalom bevezetése. globális éghajlat mint a légkör–óceán–szárazföld–krioszféra–bioszféra rendszer meteorológiai komponensének állapotegyüttese, amelyen hosszú időn keresztül (legalább több évtizeden keresztül) halad át. Ebben a meghatározásban az éghajlat szokásos eszméje a doktrínává válik helyi klímák, amelyek a fizikai és matematikai elméletben a globális éghajlat sajátos megnyilvánulásai. A fizikai-földrajzi megközelítés szempontjából a „helyi éghajlat” a fő vizsgálati tárgy, amely a sokféleség fő oka. természeti viszonyok. A globális éghajlatot a földrajzban a Föld éghajlati rendszerének tekintik.

A klimatológia fő feladatai:

1. A klímaképződés mintázatainak vizsgálata a felhalmozott anyag empirikus és fizikai kutatásával egyaránt.

2. A természetben előforduló és az emberi tevékenység által okozott klímaváltozás tanulmányozása. Ezekben a vizsgálatokban a vezető jelentősége az a klímaváltozás fizikai és matematikai modelljei. Azonban megfelelésük valódi, konkrét földrajzi viszonyok meteorológiai megfigyelések alapján, a geológiai múltban pedig az éghajlattal meglehetősen szorosan összefüggő közvetett mutatók alapján kell meghatározni.

3. Az éghajlatok osztályozása, valamint a területek zónázása a gyakorlati problémák megoldásához.

4. Az éghajlatok földrajzi eloszlásának (klimatográfia) jellemzői azonosított minták alapján.

5. A mikroklíma kialakulásának mintázatainak megállapítása és osztályozása.

6. Az éghajlat és a természeti tényezők kölcsönhatásának tanulmányozása, mezőgazdaságés az emberi termelési tevékenységek.

7. A légkör állapotának hosszú távú előrejelzéséhez, valamint a nemzetgazdasági ágazatok támogatásához szükséges éghajlati jellemzők elkészítése.

alapján elméleti és empirikus munka nemzetközi együttműködés a jövőben valószínűsíthető klímaváltozások elemzéséről az antropogén tényezők hatására.

Intenzív ipari fejlesztés, kibocsátással együtt

V kolosszális mennyiségű hő, gázok és különféle szennyeződések légköre; az alatta lévő felület tulajdonságainak változása a szántóterület növekedése miatt - mindez nem befolyásolhatja a Föld jelentős területeinek éghajlatát. Az antropogén éghajlatváltozások a természetesek hátterében zajlanak, különféle klímaalkotó tényezők hatására.

A természetes klímaváltozások kutatását az MGO-nál kezdte 1946-ban az E.S. Rubinstein, folytatja O.A. Drozdov, T.V. Pokrovskaya, L.A. Vitelsom, L.G. Polozova. Később, amikor felmerült az antropogén éghajlatra gyakorolt ​​hatások felmérése, az ilyen irányú kutatásokat főként M.I. vezetésével végezték. Budyko, nemzetközi szinten széleskörű aggodalmat keltett. Létre lett hozva nemzetközi program„Az éghajlat fizikai alapjai és modellezése” és több nemzeti programok, amely nemcsak meteorológusokat, geofizikusokat, matematikusokat, hanem más szakembereket is vonz a kutatásba. Jelenleg a Nemzetközi Klimatológiai Program működik, nagyszámú közös átfogó kutatás: nemzetközi projektek PIGAP - globális légköri folyamatok kutatási programja, MONEX - monszun alprogram és mások, amelyek lehetővé tették, hogy értékes anyagokat szerezzenek korábban nem vizsgált területekről, különösen az óceánról, mind az intertrópusi zónában, mind a sarki területen (TROPEX, POLEX).

Az éghajlati adatokat a vasút építése és üzemeltetése során használják fel, ill vízi közlekedés, légiközlekedés karbantartása, épületek és építmények építése, városok és üdülőhelyek tervezése, egészségügy, valamint különféle termelési folyamatok megszervezése olyan iparágakban, mint a textil, fafeldolgozás, tőzeg, dohányipar. A klímaadatok és térképek az építőipari kódok és szabványok részét képezik.

Makro–, mezo–, mikro–, fitoklímák . Éghajlati viszonyok a terepet nagymértékben meghatározza az alatta lévő felszín típusa és jellege. Nagy területen kialakuló éghajlat, pl. fizikai-földrajzi tartományok,

makroklímának nevezik

Egyetlen fizikai-földrajzi tartomány természeti adottságai azonban nem egységesek. Mindegyikük többféle terepből áll, amelyek természeti adottságaikban különböznek egymástól. Így az erdő-sztyepp és sztyepp zóna bármely tartományában megkülönböztethető ártéri, ártéri-terasz, vízgyűjtő és más típusú terep. Ezen típusok mindegyike specifikusabb éghajlati jellemzőknek felel meg.

Bizonyos tereptípusok klímáját ún helyi éghajlat.Észrevehetően megnyilvánul egy adott fiziográfiás tartomány általános éghajlati viszonyainak hátterében. De minden tereptípusban vannak olyan kis területek, ahol a természeti különbségek hatására képesek

a helyi éghajlat sajátos megnyilvánulásai merülnek fel. Így az ártéri típusú területen mindig vannak rétek, erdők, tavak, mocsarak és homok által elfoglalt területek. Ezeknek a területeknek megvannak a saját éghajlati jellemzői. Az egyes területeken a megfelelő természeti különbségek hatására létrejövő klímát egy adott terület mikroklímájának nevezzük. Beszélnek például egy tó, mocsár, homok mikroklímájáról. Tiszta, nyugodt időben különösen élesen jelentkezik a levegő felszíni rétegében. A mezo- és mikroklímák elkülönítésének kritériumait a táblázat tartalmazza. 1.

A helyi éghajlat a makro- és mikroklímák közötti átlagos viszonyokat jellemzi. A helyi éghajlat és a mikroklíma megnyilvánulásai közötti különbségeket gyakran nehéz megállapítani, különösen olyan esetekben, amikor egy erdő, mocsár, rét, tó és más természeti objektumok viszonylag nagy területet foglalnak el.

A növény élőhelyén a mikroklímát fitoklímának nevezzük. A talaj levegőrétegének mikroklímájából alakul ki, amelyben a növények föld feletti része található, és a talaj felső rétegének mikroklímájából, amelyben a gyökérrendszerük található. A különböző növények eltérő fitoklímát hoznak létre.

A domborzat és a lejtős kitettség nagymértékben befolyásolja a mikroklimatikus viszonyokat. A völgyekben nappal magasabb, éjszaka alacsonyabb léghőmérséklet figyelhető meg, mint magasabban. A völgyekben gyakrabban van köd, harmat, fagy és fagy.

A déli fekvésű lejtők kapják a legtöbb hőt és fényt. Ezeken a lejtőkön jó a megvilágítás, a magasabb hőmérséklet és alacsony a talajnedvesség. Az északi fekvésű lejtők kapják a legkevesebb hőt és fényt. Az expozíció hatása a lejtők felmelegedésére olyan jelentős lehet, hogy az északi fekvésű lejtőkön az északibb, a déli fekvésű lejtőn pedig a délibb régiók éghajlati sajátosságai figyelhetők meg.

A folyók árterén sajátos mikroklimatikus viszonyok alakulnak ki: alacsonyabb hőmérséklet, magasabb relatív páratartalom. Az ártéren nagyobb a hótakaró magassága, mint a szomszédos teraszokon, mivel ezekről a hó az ártérbe kerül. Az ártéri talajvíz általában sekélyen fekszik. A hótakaró nagy mélysége és a sekély talajvíz hozzájárul az ártéri vizek téli hőmérsékletének emelkedéséhez. Az ártér talaja kisebb mélységben fagy meg.

A nagy folyók völgyében a fagyok tavasszal korábban véget érnek, és később ősszel jelentkeznek, mint a magas partokon, mivel a folyónak melegítő hatása van.

A mocsarakban különböző mikroklimatikus viszonyok jönnek létre. A lápok felső rétege gyakran lebomlott tőzegből áll, amelynek alacsony a hővezető képessége. Emiatt egy ilyen mocsárban nyáron, tiszta időben a felső réteg nappal jelentősen felmelegszik, éjszaka viszont nagyon lehűl. A mocsári hőmérséklet éles ingadozása azonban gyorsan csökken és

körülbelül 50 cm mélységben már alig észrevehetőek. A tőzeglápokon gyakoribb és intenzívebb fagyok vannak.

A homoknak is megvan a saját mikroklímája. Termikus rezsimjük színtől, páratartalomtól, szerkezettől függ. A homok felső rétege általában száraz, ami nem okoz hőveszteséget a párolgáshoz, a homok által elnyelt napsugárzás pedig főként annak melegítésére megy el. Ilyen körülmények között a homok napközben erősen felmelegszik. Ezt elősegíti alacsony hővezető képessége is, amely megakadályozza, hogy a hő a felső rétegből a mélyebb rétegekbe távozzon. Éjszaka a homok felső rétege jelentősen lehűl. A homok hőmérsékletének nagy ingadozása a levegő felszíni rétegének hőmérsékletében is tükröződik. Télen a homok gyorsan lehűl és mélyen megfagy. A homok vízáteresztő képessége magas. Szinte teljesen felszívják a csapadékot, amely még kis mennyiségben is jelentős mélységig behatol. A homokon nincs felszíni vízáramlás.

Különleges mikroklíma jön létre a védőöves erdősávok hatására. Az ilyen csíkok jelentősen csökkentik a szél sebességét és gyengítik a levegő felületi rétegének keveredését. Ebben a tekintetben a védett területek talajrétegében a párolgás 10-20%-kal csökken. Az erdősávokban a levegő páratartalma megnő, télen a hó meghúzódik és felhalmozódik az övek közötti területeken. Ez megvédi a talajt a mélyfagyástól, a telelő növényeket pedig a fagyástól. Tavasszal a védősávok növelik a talajvíz szintjét, csökkentik az olvadékvíz elfolyását, nyáron pedig a csapadékvíz.

Sajátos mikroklimatikus feltételek jönnek létre a tározók területén. Megnyilvánulásuk az időjárástól, a nap- és évszaktól, a tározó méretétől és mélységétől, valamint a partok természetétől függ. A legszembetűnőbb mikroklimatikus különbségek a tározó és partjai között a meleg évszakban, napos, nyugodt időben jelentkeznek. Általában ilyen körülmények között a nappali levegő hőmérséklete a víz felett alacsonyabb, mint a szárazföldön. Éjszaka az ellenkező jelenség fordul elő. Az ebből fakadó szellős légáramlás a nap folyamán kevésbé meleg levegő beáramlását okozza a partokra és a szárazföldre. Az ilyen légtömegek szárazföldre való behatolásának mélysége a domborzattól és a napszaktól függ. Ha a tározó partjai laposak, akkor a napközben a tározóból érkező levegő tovább terjed a szárazföldre, mint ha meredek partok vannak. A meleg évszakban a nagy vízfelületeken kevesebb csapadék esik, mint a tengerparton, mivel a hidegebb vízfelület megakadályozza a konvekció kialakulását felette. Kert, park, tavacska mikroklímájáról beszélhetünk. Különféle tevékenységek végzésekor - városok zöldítése, új növények nemesítése stb. - figyelembe kell venni a mikroklimatikus viszonyokat.

A város mezoklímája. Egy nagy modern város meglehetősen kiterjesztett mezonheterogenitás. Saját helyi klímát alakít ki, az egyes utcákon, tereken pedig egyedi

városfejlődés által meghatározott mikroklimatikus viszonyok, utcafelületek, zöldfelületek elosztása stb.

A napsugárzás átlagosan 20%-kal csökken a légköri átlátszóság füst és por miatti csökkenése miatt. Különösen erősen gyengül az ultraibolya sugárzás érkezése. Másrészt egy városban a visszavert sugárzás a szórt sugárzáshoz csatlakozik. A légszennyezés miatt csökken a hatékony sugárzás, ezáltal csökken az éjszakai hűtés is. A sugárzási egyensúly változása, a tüzelőanyag elégetése miatt a légkörbe jutó többlethő és az elpárologtatáshoz szükséges alacsony hőfogyasztás a környező területhez képest magasabb hőmérsékletet eredményez a városon belül. Számos tanulmány készült, amelyek felhívják a figyelmet a „hősziget” létezésére a város felett. A hősziget intenzitása és mérete térben és időben változik a meteorológiai háttérviszonyok és a város helyi sajátosságai hatására. A város nagy része a meleg levegő "fennsíkját" mutatja, enyhe hőmérsékletemelkedéssel a városközpont felé. Ennek a fennsíknak a termikus heterogenitása megbomlik, ami a parkok és tavak (hideg területek), valamint az ipari és adminisztratív épületek (hőterületek) sűrű beépítésének köszönhető. A városközpont hőmérséklete és a környező vidék háttérhőmérséklete közötti különbséget városi hősziget intenzitásnak nevezzük. Meglehetősen stabil időjárási viszonyok mellett a hősziget intenzitása egyértelműen meghatározott napi ingadozással rendelkezik, maximuma napnyugta után néhány órával, minimuma pedig a nap közepén van. A megnövekedett szél és a nappali felhősödés hozzájárul a vízszintes hőmérsékleti heterogenitás kiegyenlítéséhez a városban és a vidéki területeken.

Különböző kutatók szerint a városok magaslati hőhatása egyértelműen a 100-500 méteres rétegen belül mutatkozik meg. Ugyanakkor az egész város éghajlatában sok közös vonás található, esetenként 1 km magasságig. Az alatta lévő felület nagy érdessége és a hősziget jelenléte meghatározza a széljárás jellemzőit városi körülmények között is. Gyenge, akár 2-3 m/s-os szél mellett helyi városi keringés alakulhat ki. A föld felszínén az áramlatok a központ felé irányulnak, ahol a hősziget található, a tetején pedig a levegő kiáramlik a város szélére.

Magában a városban az utcák és udvarok megvilágított és árnyékolt részeinek fűtési különbségei határozzák meg a helyi légáramlást. Ebben a megvilágított falak felületén felszálló ágak, az árnyékolt falak és az utcák vagy udvarok részein pedig leszálló ágak alakulnak ki. A tározók városokban való jelenléte szintén hozzájárul a helyi nappali keringés kialakulásához a tározóból a városi területekre, és fordítva éjjel.

A legtöbb kutató megjegyzi, hogy a szél sebessége a városban csökken a nyílt területekhez képest. Azonban a dombos területeken elhelyezkedő városokban, valamint szélirányban,

A többemeletes épületekkel határolt utcák irányával egybeesve megélénkül a szél.

A levegő páratartalma a nagyvárosokban alacsonyabb, mint a környező területeken, ami a hőmérséklet emelkedésével és a párolgás csökkenésével jár. Különböző városokban végzett kísérleti vizsgálatok kimutatták, hogy egyes esetekben az abszolút páratartalom különbsége elérheti a 2,0-2,5 hPa-t, a relatív páratartalom pedig a 11-20%-ot.

Nyáron a legtöbb csapadék a városra hullik, de nem a központi részein, hanem a külterületeken. Ha a levegő páratartalma elég magas, akkor a megnövekedett konvektív instabilitás és a város feletti légszennyezettség hozzájárul a felhők kialakulásához. A gomolyfelhők gomolyfelhőből gomolyfelhővé és gomolyfelhővé alakulva az uralkodó légköri transzport hatására eltolódnak, és a város szélső területein és azon túl is több kilométeres távon lehull a csapadék. Különböző területeken végzett zivatartevékenységre vonatkozó tanulmányok kimutatták, hogy a városban az összes zivatar átlagos teljes időtartama évente 1,5-2,5-szer rövidebb, mint a környezetében.