Климатообразующие факторы

Климатообразующие факторы – причины, вследствие которых климат одних территорий отличается от других.

Их принято делить на - внешние и внутренние.

Внешние климатические факторы обуславливают энергетические воздействия на климатическую систему нашей планеты - извне. Внутренние факторы характеризуют свойства самой климатической системы.

Внешние факторы принято делить на астрономические и геофизические.

Астрономические факторы это: светимость Солнца, параметры и положение орбиты Земли, наклон земной оси к плоскости орбиты, скорость вращения нашей планеты вокруг оси, параметры лунной обриты, влияющие на повторяемость солнечных затмений. Все они определяют изменение количества солнечной энергии, поступающей на внешнюю границу атмосферы Земли, гравитационное воздействие Солнца и других небесных тел.

Геофизические факторы это размер и масса Земли, характеристики ее магнитного поля, внутреннее тепло нашей планеты.

В число внутренних климатообразующих факторов входят:

• состав , масса и особенности циркуляции атмосферы,

• масса , распределение по поверхности планеты и состав гидросферы,

• масса и распределение по земной поверхности криосферы,

• особенности распределения суши и океана,

• рельеф поверхности суши и океанического дна,

• особенности растительного покрова суши,

• структура деятельного слоя океана

• техногенное воздействие на климат.

Другая классификация климатообразующих факторов выделяет среди них глобальные, региональные и местные.

К глобальным факторам относят процессы, влияющие на всю планету (к ним относятся факторы астрономические и геофизические). В число региональных факторов включают географическое положение региона, рельеф его поверхности, распределение суши и гидросферы и т.п. Местными факторами климата являются изменения характеристик ландшафтов, обусловленные природными процессами и деятельностью человека.

К наиболее важным, влияющим на климат в любых пространственно-временных масштабах, принято относить такие факторы как

-радиационный режим территории,

-свойственные ей особенности циркуляции атмосферы

-характеристики подстилающей поверхности .

Радиационный режим территории характеризует приток к ней и расход лучистой энергии. Он определяет температурный режим территории, особенности которого рассмотрены в лекциях 13 и 14.

Атмосферной циркуляцией принято называть движение воздушных масс и их трансформацию в процессе взаимодействия с подстилающей поверхностью. Причины, вызывающие атмосферную циркуляцию, рассматриваются в лекциях 2 и 3 дисциплины «основы теории катастроф».

Атмосферная циркуляция не только обеспечивает перенос тепла между участками земной поверхности с различными температурами, но и обеспечивает перераспределение в атмосфере водяного пара. Благодаря ее существованию, процессы испарения, конденсации (образование облаков), происходящие в одних регионах Мира, влияют на увлажнение подстилающей поверхности, температурный режим и условия формирования почв и растительности в других его регионах, возникновение в них опасных природных явлений (гроз, ураганов, торнадо). Основными элементами атмосферной циркуляции являются воздушные массы (лекция 4 дисциплины «основы теории катастроф») и циклоны (лекция 5 дисциплины «основы теории катастроф»).

Климатообразующее влияние атмосферной циркуляции рассмотрим на примере климат Марокко и Вьетнама. Обе страны расположены на побережьях океанов в одном и том же поясе пассатов. Территории обоих стран имеют похожий равнинный рельеф. В тоже время климат Марокко аридный, а Вьетнама - гумидный, ярко выраженный муссонный. Причина указанных отличий состоит в том, что пассаты, осуществляют перенос воздушных масс с востока на запад. К востоку от Марокко расположена великая пустыня Сахара и переносимый оттуда воздух практически лишен влаги. К востоку от Вьетнама расположен Тихий океан. Поэтому приходящий во Вьетнам с востока воздух несет достаточно много влаги.

Термином подстилающая поверхность принято обозначать верхнюю границу гидросферы и литосферы (с находящейся на ней растительностью) , непосредственно соприкасающуюся с атмосферой и участвующую в формировании климата. Особенности подстилающей поверхности существенно влияют как поток эффективного теплового излучения, поступающий в атмосферу над тем или иным регионом планеты, а также на особенности атмосферной циркуляции над его территорией. Они определяет особенности трансформации воздушных масс, поля атмосферного давления и атмосферного переноса влаги и загрязняющих веществ.

Подстилающей поверхностью в океанических регионах является морская вода. Основными ее параметрами, влияющими на климат, являются температура поверхности Мирового океана, ее альбедо , теплоемкость и радиационноый баланс.

Температура поверхности Мирового океана существенно зависит от широты рассматриваемой его акватории, рельефа ее берегов, дна, а также особенностей воздушных и океанических течений, и волн Россби. Альбедо морской поверхности зависит от степени ее шероховатости (от параметров волнения), загрязненности и угла падения солнечных лучей. Теплоемкость морской воды от географических факторов не зависит и существенно превосходит теплоемкость суши. Радиационный баланс каждой акватории определяется такими особенностями ее географического положения, как режим инсоляции, а также характеристики воздушных и океанических течений, и волн Россби.

Подстилающая поверхность континентов - это почвенный слой, криосфера, поверхность внутренних водоемов (включая болота) и растительность, на их территории. Основными ее климатообразующими характеристиками, кроме аналогичных особенностей ее географического положения, являются также ее рельеф, увлажненность, соотношение между площадями суши и водоемов, распределения различных типов почв и растительного покрова

Значения теплоемкости, альбедо и радиационного баланса подстилающих поверхностей суши и Мирового океана различаются, вследствие чего при одинаковой инсоляции, они по-разному нагреваются.

Над поверхностью океана и прибрежными районами формируется влажный морской климат с небольшой амплитудой суточного и годового хода температуры воздуха. По мере удаления вглубь континентов (даже при одинаковом рельефе и широте места) климат постепенно изменяется, становясь континентальным.

Рельеф суши определяет особенности широтной и высотной зональности климата. Он способен существенно повлиять на радиационный режим территории. Количество солнечной радиации, поступающей на дно глубоких горных долин, как правило, много меньше, чем на вершины гор, различаются и формирующиеся здесь потоки эффективного теплового излучения. При увеличении абсолютной высоты территории над уровнем моря возрастает коэффициент прозрачности атмосферы, уменьшается содержание в воздухе водяного пара, углекислоты, воздушные массы, проходящие над нею, имеют более низкую температуру. Все это делает климат высокогорий более аридным и холодным, чем расположенных на той же широте равнин и низменностей и обуславливает высотную зональность климата.

Горные хребты крупнейших горных систем Мира -Гималаев, Каракорума, Анд, Кордильеров, Гиндукуша, Памира, Тянь-шаня, Кавказа и Альп являются орографическими препятствиями на пути движения воздушных масс, вызывают изменения их траектории и трансформацию. Поэтому на разных склонах гор выпадает разное количество осадков - климат подветренных склонов гор всегда суше, чем климат наветренных склонов. оказывают значительное влияние на климат прилегающих районов. Различие в крутизне и ориентации горных склонов обуславливают неодинаковость в их радиационного режима, а также режима увлажнения.

К числу вторичных климатообразующих факторов относят морские течения. Плотность морской воды возрастает при понижении ее температуры. Поэтому одной из причин возникновения морских течений является различия в притоке тепла к разным регионам Мирового океана. Другой причиной является взаимодействие водной поверхности с ветром.

Тепло, переносимое морскими течениями, существенно влияет на климат омываемой ими суши. Еще недавно, вследствие притока тепла, обеспечиваемого поступлением вод Норд Капского течения, Баренцево море не замерзало круглый год, в то время как море у берегов Канады (на той же широте) было покрыто льдом 11 месяцев в году. Именно благодаря влиянию течений восточные побережья Евразии и Северной Америки характеризуются среднегодовыми температурами на 15^оС более низкими чем их западные побережья.

Значительное влияние на климат оказывают существующие в биосфере планеты многочисленные обратные связи, среди которых присутствуют как положительные, так и отрицательные.

Положительные обратные связи усиливают реакцию системы на внешнее воздействие. Их примером может служить изменение содержания в атмосфере водяного пара. Даже незначительное увеличение абсолютной влажности воздуха приводит к усилению парникового эффекта, которое приводит к повышению температуры в приземном слое атмосферы, вызывающему увеличение интенсивности испарения[]. Отрицательные обратные связи реакцию системы на внешнее воздействие ослабляют. Именно так реагирует на изменения потока солнечной радиации облачность. Чем больше плотность облачности, тем меньше поток солнечной радиации, проникающий к земной поверхности и ниже ее температура. Последнее вызывает уменьшение интенсивности испарения воды с подстилающей поверхности и соответствующее уменьшение плотности облачности.

Существенное влияние на климат оказывают характеристики почв, определяющие особенности развивающихся на них фитоценозов, испарения влаги и благодаря этому, альбедо подстилающей поверхности, а также значения ее радиационного баланса. Почвы мира весьма разнообразны по своим свойствам, которые соответствуют климатическим условиям, в которых они формировались. В этом смысле почвы также являются индикаторами изменений палеоклимата, позволяющими судить о его изменениях за последние сотни – тысячи лет.