Климат Земли

Понятие климата возникло еще в Древней Греции (от греч. Mima - наклон). Люди уже тогда понимали, что погодные условия зависят от наклона земной поверхности к солнечным лучам, т. е. от высоты Солнца над горизонтом. Позднее помимо «наклона» стали учитывать влияние подстилающей поверхности океана и суши на атмосферу.

Под климатом понимают усредненные за сто лет характеристики (температуру, давление, освещенность, количество осадков и т. п.). Оказалось, что такое усреднение довольно точно характеризует условия, существующие как в отдельных зонах, так и на планете в целом. Именно поэтому климат является глобальной характеристикой. На протяжении жизни отдельного человека климат практически остается постоянным, погода рассматривается как нечто колеблющееся около некоторых средних величин.

Климат как общепланетное явление есть результат саморегулирующихся процессов в атмосфере. Последняя, в свою очередь, представляет собой сложную систему (с почти постоянным поступлением энергии извне), находящуюся в состоянии, близком к неустойчивому равновесию, с балансом энергии, зависящим от соотношения площадей ее подсистем. Количественная теория климата еще не создана. Для ее создания необходимо изучить гидрометеорологические процессы в масштабах всей планеты как единое целое.

Основными климатообразующими процессами являются теплообмен, влагообмен и циркуляция атмосферы. Все эти процессы связаны друг с другом, так как имеют один источник энергии - Солнце.

Теплообмен складывается в основном из процессов поглощения солнечной энергии поверхностью суши и океанов; испарения воды (включая испарение растениями); теплоотдачи от поверхности океана и суши в атмосферу, таяния и кристаллизации воды. Количество тепла, выделяемого океаном и сушей, примерно одинаково, но так как площадь суши в три раза меньше площади океанов, то интенсивность теплового потока с единицы поверхности суши в 3 раза выше, чем с единицы поверхности океана. Интенсивность теплового потока от океана достигает максимума в тропических поясах. Толщина океанического слоя, в котором проявляются сезонные колебания, составляет 240 м, а толщина аналогичного слоя суши -10 м. Океан играет ведущую роль в климатической системе, определяя изменения климата и долгосрочные аномалии погоды.

Стр. 97

Влагообмен проявляется в испарении воды с подстилающей поверхности, конденсации и выпадении осадков, переносе водных масс течениями в морях и океанах. Годовое количество осадков на океанах в 1,5 раза больше, чем на суше, однако в экваториальном поясе разницы практически нет. В умеренном поясе южного полушария на суше выпадает осадков больше, чем на океанах. Распределение осадков в пространстве связано с рельефом и физическими свойствами подстилающей поверхности, которые влияют на развитие вертикальных движений воздуха.

Циркуляция атмосферы складывается из горизонтальных и вертикальных воздушных течений. Существование постоянной разности температур между экватором и полярными областями является основной причиной движения воздуха в атмосфере. Воздушные потоки не распределяют влагу над поверхностью Земли. В процессе планетарного влагообмена в тропосферу над сушей поступает тепло с океанов, достаточное для испарения годового стока воды с суши в океан.

Климат классифицируют по различным признакам:

1. По объему территорий, охватываемых анализом отмеченных выше взаимосвязей: макроклимат - от планеты до крупных географических районов; мезоклимат - для крупного географического ландшафта (лес, город и т. п.); микроклимат - для небольшой территории или отдельных небольших объектов (склон, улица, дом, нора и т. д.).

2. По географическим зонам: климат тундры, тайги, пустыни, саванны, тропического леса и т. д.

3. По связи атмосферы с поверхностью Земли: климат приземного слоя, климат высоких слоев атмосферы.

4. По нахождению воздушных масс над сушей или океаном: океанический, морской, континентальный.

5. По степени насыщенности водяными парами: аридный (сухой), се-миаридный, гумидный (влажный).

Стр. 98

Основными географическими факторами, обусловливающими пространственные различия климата, являются: географическая широта местности, подстилающая Поверхность (пустыня, лес, тундра, степь и т. д.), близость к океану, высота над уровнем моря.

Географическая широта оказывает самое сильное влияние на взаимосвязь процессов тепло- и влагообмена, циркуляцию воздушных масс. Так, отклоняющая сила вращения Земли (силы Кориолиса), перенос влаги, выпадение осадков непосредственно связаны с широтой местности. Поэтому и возникло понятие зонального климата.

Температура воздуха вблизи поверхности Земли повышается при движении от полюса к экватору (рис.6).

Рис. 6. Связь среднегодовой температуры с широтой местности

Среднегодовая температура на Южном полюсе (-35 °С) ниже, чем на Северном (-19 °С). Область с самой высокой среднегодовой температурой (20°С) находится не на экваторе, она несколько смещена в сторону Северного полюса. Оказывается, Южное полушарие холоднее Северного. Это связано с разными условиями теплового режима полушарий.

Действительно, в Северном полушарии на сушу приходится 39% поверхности, а в Южном- 19%. Различны и характеристики полярных областей. Северная полярная область занята океаном и за счет связи с другими океанами получает значительное количество тепла. Южная полярная область занята материком, покрытым самым мощным ледяным покровом, и приток энергии возможен только за счет атмосферных процессов и излучения Солнца. Постоянные области высокого давления (антициклоны) изолируют Антарктику от переносов тепла. Свою лепту вносит и отражающая способность льдов. Так, поверхность антарктических льдов отражает 90% падающего от Солнца излучения (т. е. поглощается только 10%), а для Арктики отражение составляет 70% (30% поглощается льдами и водой).

Стр. 99

Облака составляют необходимое звено влагообмена, так как в них формируются осадки. Сами облака постоянно испаряются, поскольку окружены ненасыщенным воздухом, и, казалось бы, должны быстро исчезнуть, но восходящие потоки воздуха обеспечивают непрерывную конденсацию, поддерживающую существование облаков длительное время. Для обоих полушарий максимум облачности приходится на умеренные пояса. Наиболее облачная область Земли- Центральная Арктика. Тропические пояса характеризуются минимальной облачностью в любом сезоне.

Абсолютная и относительная влажность воздуха постоянно изменяются благодаря как крупномасштабным, так и местным движениям воздушных масс. Восходящие движения воздуха ведут к повышению абсолютной и относительной влажности, а нисходящие - к понижению. Важным локальным фактором восходящих движений воздуха является характер подстилающей поверхности.

Суша или вода, пустыня или степь, сухая или влажная почва, ровная или пересеченная поверхность, горы со склонами разной экспозиции и крутизны, теплые или холодные течения, плавучие льды или острова и т. д. являются той поверхностью, с которой встречаются солнечные лучи на Земле. В зависимости от этого солнечная энергия поглощается поверхностью или отражается и теряется в окружающем пространстве. Очень важно расположение территории и крупных горных систем, так как перенос воздуха в тропосфере с океанов на материк определяется размерами континента и наличием горных систем. Так, например, влажный атлантический ветер может достигать Уральских гор, где оставляет большую часть своих осадков, что обусловливает заметную разницу в погоде Предуралья и Зауралья.

Все более ощутимым становится воздействие человека на климат. Особенно это проявляется в больших городах, где резко изменены теплообмен, подстилающая поверхность и циркуляция атмосферы.

Стр. 100

Заключение

Научное познание движется от незнания к более полному знанию предмета, в данном случае - к раскрытию всеобщих связей явлений природы, их взаимопереходов, принципов организации и развития. Этот процесс имеет свое начало, но пока существует человечество, он не будет иметь завершения. В общем процессе познания каждая из наук формирует представление о той или иной стороне явлений природы, но только на основе достижений всех наук складывается объективный и системный взгляд на окружающую человека действительность.

Естествознание- продукт цивилизации и условие ее развития. С помощью науки человек развивает материальное производство, совершенствует общественные отношения, воспитывает и обучает новые поколения людей, лечит свое тело. Прогресс естествознания и техники значительно изменяет образ жизни и благосостояние человека, совершенствует условия быта людей. Благодаря знанию законов природы человек может изменить и приспособить природные элементы и процессы так, чтобы они удовлетворяли его потребностям. Большая часть современной материальной цивилизации была бы невозможна без участия в ее создании научных теорий, научно-конструкторских разработок, предсказанных наукой технологий и др.

Однако у современных людей наука вызывает не только восхищение и преклонение, но и опасение. Известно, что интенсивное внедрение человека в природу создало «неожиданную» ситуацию- начала разрушаться окружающая среда. Загрязнение атмосферы, катастрофы на атомных электростанциях, «озоновая дыра» над планетой, исчезновение многих видов растений и животных, угроза перенаселения - все эти и другие экологические проблемы люди склонны объяснять самим фактом существования наука Но дело не в науке, а в том, в чьих руках она находится, какие общественные и государственные структуры направляют ее развитие.

Наука - это социальный институт, и она теснейшим образом связана с развитием всего общества. Сложность, противоречивость современной ситуации заключается в том, что наука безусловно причастна к порождению глобальных, прежде всего экологических, проблем цивилизации (не сама по себе, а как зависимая от других структур часть общества); в то же время без дальнейшего развития науки решение данных проблем в принципе невозможно. Это значит, что роль науки в истории человечества возрастает, поэтому умаление роли науки, естествознания в настоящее время опасно: оно обезоруживает человечество перед нарастанием глобальных проблем современности.

Стр. 101

Мир сложен, многообразен, и в нем еще много непознанного. Многие явления природы и самого человека, его биологической, духовной составляющих пока не получили убедительного научного объяснения и потому носят загадочный, таинственный характер. Так, не исследованы в достаточной мере физические и оптические явления в атмосфере, законы макроэволюции, общественного развития, энергетика человеческого организма, возможности и пороги ощущений и восприятия, сфера эмоционального переживания личности, формы общения, коммуникации и многое другое. Но наука не может сразу решить все проблемы познания, немедленно объяснить все непонятное и загадочное. Научное познание - это историческая деятельность, которая развивается по мере совершенствования не только людей, но и средств познания.

Можно быть уверенным, что непознанное сегодня рано или поздно будет исследовано и объяснено. Основания этой уверенности - в истории естествознания, истории цивилизации, которые убедительно демонстрируют мощь и торжество человеческого мышления, научно-рационалистического отношения к миру.

Стр. 102

Дата добавления: 2014-11-29