Климатические подсистемы

Перечисленные компоненты физико-географической оболочки Земли принято рассматривать как климатические подсистемы.

Атмосфера обладает наименьшей массой и теплоемкостью. Поэтому происходящие в ней процессы обуславливают изменения характеристик ее состояния с периодами, значения которых существенно меньше 30 лет. В результате этого большинство атмосферных процессов на изменения климата не влияют. Значимое влияние на климат оказывают изменения лишь таких, достаточно инерционных характеристик атмосферы, как ее химический состав, пространственное распределение входящих в ее состав газов и аэрозолей, а также структура общей атмосферной циркуляции.

Климат в основном определяется взаимодействием атмосферы с гидросферой, литосферой, криосферой и биосферой.

Масса и теплоемкость гидросферы приблизительно в 1000 раз больше, чем атмосферы. Для изменения температуры атмосферы на 1 градус потребовалось бы изменение температуры гидросферы на 0.001 градуса. Вследствие этого гидросфера играет роль стабилизатора температурного режима нашей планеты. В тоже время многие процессы, происходящие в гидросфере, способны изменять климат. К таким процессам относятся изменения характеристик и распределения в Мировом океане водных масс, крупномасштабных океанических течений и др. Особенности подобных процессов во многом определяются расположением на планете различных частей гидросферы, которое существенно зависит от макрорельефа поверхности литосферы.

Литосфера - наименее динамичная климатическая подсистема. Тем не менее и в ней происходят процессы дрейфа материков, образования и разрушения гор, которые влияют на расположение океанов и морей, а также общую циркуляцию атмосферы. Ими обусловлены наиболее грандиозные и долговременные изменения климата, с периодами миллионы – сотни миллионов лет.

Многие участки поверхности литосферы непосредственно обмениваются теплом, веществом, и энергией с атмосферой, и гидросферой. Вследствие этого происходящие на них геохимические и геофизические процессы порождают составляющие изменчивости климата, характеризующиеся существенно меньшими периодами. Характеристики подобных процессов, происходящих на той или иной территории, определяются ее рельефом, а также особенностями почвенного покрова.

Процессы трансгрессии и регрессии значительных участков земной коры происходят с периодами сотни – единицы тысяч лет. За такие же промежутки времени значимо изменяются характеристики почв. В тоже время землетрясения и извержения вулканов способны изменять климат практически мгновенно.

Криосфера нашей планеты – ее снежно ледовый покров, как климатическая подсистема принимает участие в формировании составляющих изменчивости радиационно-теплового режима и режима увлажнения нашей планеты с периодами единицы лет – сотни тысяч лет. Наиболее короткопериодные ее изменения происходят с периодом 1 год. Самые длиннопериодные составляющие определяются циклами возникновения в плейстоцене, всемирных оледенений.

Основная масса криосферы сосредоточена в Антарктиде. Значительны площади криосферы и в северном полушарии (Гренландия, Арктика, горы). Криосфера в периоды глобального похолодания климата вбирает в себя значительную часть гидросферы (уровень Мирового океана при этом существенно понижается). В периоды оттепелей криосфера сокращается, а гидросфера увеличивает свой объем, что и происходит в современную эпоху и подтверждает наличие глобального потепления климата.

Биосфера - наиболее активная климатическая подсистема. В отличие от прочих она способна изменять климат "по своему усмотрению" - подстраивать его под потребности своего развития. Именно благодаря биосфере произошли изменения химического состава атмосферы, установился современный тепловой режим планеты. Биосфера - наиболее уязвимая (страдающая от техногенных воздействий) климатическая подсистема, она также играет важнейшую роль в формировании режима увлажнения, круговоротах всех веществ на планете, в том числе и воды.