МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
“ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ”
Факультет географии, геоэкологии и туризма
Кафедра природопользования
Учебное пособие
КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНАМ
«Учение об атмосфере»
«Климатология с основами метеорологии»
ЧАСТЬ 5
Тема: КЛИМАТООБРАЗОВАНИЕ И КЛИМАТЫ ЗЕМЛИ
для бакалавров и магистров
05.03.02 «География»,
05.04.02м «География»,
05.03.06 «Экология и природопользование»,
05.04.06м «Экология и природопользование»
Составитель: Л.М. Акимов
Воронеж 2017
Стр.1
СОДЕРЖАНИЕ
1.
2.
Лекция №14 Факторы, определяющие климатообразование
Лекция №15 Классификация климатов
4
30
3
Стр.3
Физические процессы, определяющие внешние воздействия на
климатическую систему, а также основные взаимодействия между
звеньями климатической системы называют климатообразующими
факторами.
Компоненты климатической системы и различные процессы,
влияющие на формирование и изменения климата, делят на внешние и
внутренние.
Компоненты климатической системы атмосфера - океан – поверхность
К внешним процессам относят: приток солнечной радиации, изменения
состава атмосферы, вызванные процессами в литосфере и притоком
аэрозолей и газов из космоса; изменения очертаний океанов, суши,
орографии, растительности.
6
Стр.6
К внутренним процессам относят: взаимодействия атмосферы с океаном,
с поверхностью суши и льдом (теплообмен, испарение, осадки),
взаимодействие лед-океан, изменение газового и аэрозольного состава
атмосферы, облачность, снежный и растительный покров, рельеф и
очертания материков.
Сопоставление внешних и внутренних процессов показывает, что часть
из них присутствует в обоих факторах. Это объясняется тем, что разделение
на внешние и внутренние процессы зависит от периода времени, за который
рассматривается состояние климатической системы. При совокупности
состояний климатической системы за 1000 лет влияние очертания материков
и крупномасштабной орографии на атмосферу можно рассматривать как
внешний процесс, а при масштабе времени 100 млн. лет это влияние
необходимо отнести к внутреннему процессу.
В конечном итоге глобальный климат формируется процессами,
происходящими в климатической системе. В современной теории климата в
качестве внутренней климатической системы рассматривается совокупность
двух ее подсистем - атмосферы и океана. Другие составляющие
климатической системы считаются внешними.
Наконец, в качестве внутренней климатической системы можно
рассматривать только атмосферу. Тогда внешними климатообразующими
факторами следует считать характеристики, определяющие особенности
энергетического
взаимодействия между атмосферой и другими
компонентами климатической системы, распределение на поверхности Земли
океанов и материков, особенности рельефа земной поверхности, а
внутренними климатообразующими факторами - общую циркуляцию
атмосферы и влагооборот.
теплообороте,
Состоянию глобального климата соответствуют свои закономерности в
влагообороте
и
7
атмосферной
циркуляции. Эти
Стр.7
климатообразующие факторы определяют многолетний режим метеорологических
величин и явлений погоды.
Распределение метеорологических величин в пространстве и во
времени определяет распределение локальных климатов на земном шаре.
Теплооборот, влагооборот и атмосферная циркуляция как
климатообразующие факторы
В атмосферных условиях теплооборот характеризует сложные
процессы получения, передачи, переноса и потери тепла в системе Земля -
атмосфера. Прямая солнечная радиация, прошедшая через атмосферу, и
рассеянная радиация, частично от нее отражаются, но в большей части
поглощаются ею и нагревают верхние слои почвы и водоемов. Земная
поверхность испускает невидимую инфракрасную радиацию, которую в
большей части поглощает атмосфера и нагревается. Атмосфера излучает
инфракрасную радиацию, большую часть которой поглощает земная
поверхность. Одновременно земная и атмосферная радиации непрерывно
излучаются в мировое пространство и вместе с отраженной солнечной
радиацией уравновешивают приток солнечной радиации к Земле. Часть
лучистой энергии идет на нагревание земной поверхности и атмосферы.
Кроме теплообмена путем излучения, между земной поверхностью и
атмосферой происходит обмен теплом путем теплопроводности. В передаче
тепла внутри атмосферы важную роль играет перемешивание воздуха
в вертикальном направлении. Значительная часть тепла, поступающего на
земную поверхность, затрачивается на нагревание воды. При конденсации
водяного пара в атмосфере выделяется тепло, которое идет на нагревание
воздуха. Существенным процессом в теплообороте является горизонтальный
перенос тепла воздушными течениями.
Температура воздуха имеет суточный и годовой ход в зависимости от
притока солнечной радиации по широтам, распределения суши и моря,
8
Стр.8
которые имеют различные условия поглощения радиации и соответственно
по-разному нагреваются, а также горизонтального переноса воздуха с океана
на сушу и с суши на океан.
Между атмосферой и земной поверхностью происходит постоянный
влагооборот. С водной поверхности, почвы, растительности в атмосферу
испаряется вода, на что затрачивается большое количество тепла из почвы и
верхних слоев воды. В реальных условиях в атмосфере водяной пар
конденсируется, вследствие этого возникают облака и туманы. Осадки,
выпадающие из облаков, уравновешивают испарение в целом для всего
земного шара. Количество осадков и распределение их в пространстве и во
времени определяют особенности растительного покрова и земледелия. От
распределения
количества
осадков,
их
изменчивости,
зависит
гидрологический режим водоемов. Промерзание почвы, режим многолетней
мерзлоты обусловлены высотой снежного покрова.
Неравномерное распределение тепла в атмосфере приводит к
неравномерному распределению атмосферного давления, и как следствие
движению воздуха. На характер движения воздуха относительно земной
поверхности большое влияние оказывает суточное вращение Земли. В
пограничном слое атмосферы на движение воздуха влияет трение.
Совокупность основных воздушных течений, которые реализуют
горизонтальный и вертикальный обмен масс воздуха, - общая циркуляция
атмосферы. Ее проявление в первую очередь зависит от постоянно
возникающих в атмосфере волн и вихрей, перемещающихся с различной
скоростью. Это образование атмосферных возмущений - циклонов и
антициклонов - характерная черта атмосферной циркуляции. Общая
циркуляция атмосферы является одной из характеристик состояния климатической
системы. С перемещениями воздуха связаны основные
изменения погоды.
9
Стр.9
Состояние глобальной климатической системы определяет характер
климатообразующих процессов - атмосферной циркуляции, теплооборота и
влагооборота, проявляющихся в различных географических регионах. В
связи с этим типы локальных климатов зависят от широты,
распределения суши и моря, орографии, почвы, растительного и снежного
покрова, океанических течений.
2. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ КЛИМАТА
Влияние географической широты на климат
Географическая широта определяет зональность в распределении
элементов климата. Солнечная радиация поступает на верхнюю границу
атмосферы в зависимости от географической широты, которая определяет
полуденную высоту Солнца и продолжительность облучения. Поглощенная
радиация распределяется сложнее, так как зависит от облачности, альбедо
земной поверхности, степени прозрачности воздуха.
Зональность лежит и в основе распределения температуры воздуха,
которое зависит не только от поглощенной радиации, но и от циркуляционных
условий. Зональность в распределении температуры приводит к
зональности других метеорологических величин климата.
Влияние географической широты на распределение метеорологических
величин становится заметнее с высотой, когда ослабевает влияние других
факторов климата, связанных с земной поверхностью.
Изменение климата с высотой
Атмосферное давление с высотой падает, солнечная радиация и
эффективное излучение возрастают, температура, удельная влажность убывают.
Ветер достаточно сложно меняется по скорости и направлению.
10
Стр.10