Понятие о климате, компоненты климатической системы

Климат, его классификация, глобальные экологические изменения климата

Погода как определенное состояние атмосферы

Экология атмосферы

Погода – это состояние атмосферы в рассматриваемом месте в определенный момент или за ограниченный промежуток времени (сутки, месяц). Она обусловлена физическими процессами, происходящими при взаимодействии атмосферы с космосом и земной поверхностью. Погода характеризуется метеорологическими элементами и их изменениями. Погода сильно влияет на развитие и урожайность сельскохозяйственных растений, на темпы полевых работ. Резкие смены погоды определяют состояние самочувствия человека и животных. Подробную характеристику погоды дают наблюдения на метеорологических станциях, которые делают не реже 4 раз в день (1, 7, 13, 19 часов). Результаты наблюдений зашифровываются по международному коду и передаются в Гидрометеоцентр, где составляется синоптическая карта. Синоптическая карта представляет собой географическую карту, на которую цифрами и символами нанесены результаты наблюдений на сети метеорологических станций в определенные моменты времени, воздушные фронты, сведения о погоде на определенное время. Карты составляют несколько раз в сутки, их сравнение позволяет установить направление движения циклонов и антициклонов, воздушных фронтов и сделать прогноз погоды. Обычно прогноз (предсказание) содержит данные об изменении облачности, осадков, ветра, температуры воздуха, об опасных явлениях – заморозках, грозах, др. В зависимости от периода заблаговременности предсказаний выделяют следующие прогнозы погоды – долгосрочный, краткосрочный, штормовое предупреждение:

– долгосрочный прогноз – прогноз погоды на срок от 3-х суток и более;

– краткосрочным прогнозом считают прогноз погоды сроком до 3-х суток;

– штормовое предупреждение – предсказание опасного метеорологического явления с заблаговременностью от 1 до 24 часов.

– агрометеорологические прогнозы – это научно обоснованные предположения о влиянии на развитие и продуктивность сельскохозяйственных культур ожидаемых метеорологических условий и необходимых агротехнических приемов для повышения урожайности.

Основными типами погоды являются следующие: 1) ясно, тихо (облачность 0–2 балла, ветер 0–2 м/сек); 2) ясно, ветер (облачность 0–2 балла, ветер 3 м/сек); 3) переменная облачность, тихо (облачность 3–7 баллов, ветер 0–2 м/сек); 4) переменная облачность, ветер (облачность 3–7 баллов, ветер 3 м/сек и более); 5) пасмурно, ветер (облачность 8–10 баллов, ветер 3 м/сек и более).

Климатом в глобальном понимании называют совокупность статистических состояний, проходимых системой «атмосфера – океан – суша – криосфера – биосфера» за многолетний период. Климат в узком смысле слова – это многолетний режим погоды, характерный для данной местности и характеризующийся определенными свойствами приземного слоя воздуха. Местный климат небольшой территории, формирующийся под влиянием особенностей подстилающей поверхности и других факторов, определяющих своеобразие режима радиации, температуры и влажности воздуха и почвы, скорости ветра и др. называют микроклиматом. Это микроклимат леса, поляны, луга, полей, берега реки, озера. Компонентами климатической системы являются атмосфера, океан, запасы снега и льда, поверхность суши, растительность и животный мир, непрерывно взаимодействующие и обменивающиеся между собой энергией и веществом. Отметим особенности некоторых из указанных компонентов. Звено климатической системы – криосфера состоит из морских льдов, ледниковых льдов и снежного покрова. В современную эпоху объем льда в криосфере равен 24000000 км3. Ледники распределяются по земному шару неравномерно. Основная масса их приходится на Антарктиду. Площадь антарктического льда составляет 90% площади всех ледников земной поверхности. На Арктику приходится 8% площади ледников и на горные районы континентов – 2%. Большие пространства на земном шаре занимают морские льды, а также снежный покров. Граница снежного покрова непрерывно меняет свое положение, перемещаясь то к югу, то к северу. Наиболее консервативным компонентом климатической системы является литосфера. Основные физические характеристики ее поверхностного слоя, называемого, как было отмечено, деятельным слоем, меняются сравнительно медленно под действием таких процессов, как почвообразование, ветровая и водная эрозия почв, опустынивание, изменения условий залесенности и др. Однако некоторые свойства поверхности суши могут меняться достаточно быстро. Например, теплопроводность, отражательная способность существенно изменяются из-за изменения увлажненности почвы, при возделывании почв в процессе сельскохозяйственного производства. Свойства звена климатической системы – биосферы в значительной степени определяются растительным миром. Размеры площадей, занятых растительностью, виды растительности, периоды вегетации растений наиболее всего определяют условия поглощения радиации солнца, тепло- и влагообмена с атмосферой, условия стока, а, следовательно, и влагообмена континентов с океаном. Границы растительного покрова непрерывно меняются в условиях сельскохозяйственного производства, а также, что особенно важно, в результате вырубки тропических лесов, которая происходила особенно интенсивно во второй половине 20-го столетия. Следствием этого стало опустынивание больших площадей земной поверхности. Компоненты климатической системы находятся в состоянии сложных нелинейных взаимодействий друг с другом, связаны прямыми и обратными связями. Так, посредством океанических течений осуществляется межширотный обмен теплом в океане. В процессе этого обмена из тропических широт в высокие широты переносятся массы теплой воды. В холодное время года тепло с водной поверхности посредством физических механизмов переносится в атмосферу. Таким образом, океан играет значительную роль в формировании особенностей поля температуры в атмосфере и особенностей циркуляционных процессов в ней. Циркуляция воздуха, в свою очередь, служит механизмом, посредством которого на континенты с поверхности океана переносится тепло и влага. В зависимости от физического состояния поверхности суши, интенсивности атмосферной циркуляции, свойств воздушных масс происходит определенный обмен теплом, влагой и количеством движения между атмосферой и континентами. Обмен влагой непосредственно между сушей и океаном выражается в форме стока рек и ледников. Сложные взаимодействия происходят между атмосферой, океаном и криосферой. Особую роль в процессах взаимодействия между звеньями климатической системы играет облачность. При образовании облачных полей выделяются большие количества тепла, которые существенно влияют на температурный режим атмосферы, формирование особенностей ее циркуляции. Облачность, с другой стороны, отражает большую долю солнечной радиации, а остальную часть преимущественно рассеивает. Определенное количество солнечной радиации поглощается облаками. Последний эффект вносит определенный вклад в формирование поля температуры в атмосфере. Состояние экологических систем биосферы определяется ресурсами тепла и влаги, которые формируются в результате преобразования солнечной радиации в процессе сложных взаимодействий между звеньями климатической системы. Однако, биосфера сама оказывает существенное влияние на состояние климатической системы. Растительный мир в большой мере определяет отражательную способность планеты, участвует в процессах влагооборота, является основным источником кислорода, регулирует наряду с океаном содержание углекислоты в атмосфере и тем самым влияет на ее температурный режим. Определенное влияние оказывает на климат и животный мир. Особая роль в этом принадлежит человеку. В результате хозяйственной деятельности людей изменяются свойства отдельных звеньев климатической системы, а, следовательно, и состояние системы в целом. Таким образом, звенья климатической системы находятся в очень сложной взаимной связи и обусловливают друг друга.

Основными климатообразующими факторами являются – солнечная радиация, циркуляция атмосферы, подстилающая поверхность, хозяйственная деятельность человека.

К внешним процессам, влияющим на глобальный климат Земли, относятся: приток солнечной радиации и его возможные изменения; изменения состава атмосферы, вызванные извержениями вулканов, притоком пыли из космоса, землетрясениями, падением метеоритов и астероидов и др.

К внутренним процессам относятся: взаимодействие атмосферы с океаном, поверхности суши и ледников; движение и изменения площади материков; изменение мощности и направления течений; облачность и растительный покров; антропогенные изменения и др.

Дата добавления: 2014-11-06