Очень разнообразны. Первые классификации климатов появились еще в 70-е годы XIX века и имели описательный характер. Согласно классификации профессора МГУ Б.П.Алисова, на Земле существует 7 типов климатов, составляющих климатические пояса . 4 из них являются основными, а 3 - переходными. К основным типам относятся:
Экваториальный климатический пояс
. Для этого типа климата характерно господство экваториальных в течение всего года. В дни весеннего (21 марта) и осеннего (21 сентября) равноденствия Солнце над экватором стоит в зените и сильно нагревает Землю. Температура воздуха в этом климатическом поясе постоянна (+24-28°С). На море колебания температур могут вообще быть меньше 1°. Годовая сумма осадков значительна (до 3000 мм), на наветренных склонах гор осадков может выпадать и до 6000 мм. Количество осадков здесь превышает испарение, поэтому в экваториальном климате заболочены, и на них растут густые и высокие . На климат данного пояса оказывают влияние и пассаты, приносящие сюда обилие осадков. Экваториальный тип климата формируется над северными районами ; на побережье Гвинейского залива, над бассейном и верховьев , включая берега озера Виктория в Африке; над большей частью Индонезийского архипелага и прилегающей к нему части и Тихого океанов в Азии.
Тропический климатический пояс
. Этот тип климата формирует два тропических климатических пояса (в Северном и Южном полушарии) над следующими территориями.
В этом типе климата состояние атмосферы над материком и океаном различно, поэтому различают материковый тропический климат и океанический тропический климат.
Материковый климатический пояс : над значительной территорией господствует область , поэтому здесь выпадает очень мало осадков (от 100-250 мм). Материковый тропический климат отличается очень жарким летом (+35-40°С). Зимой температура значительно ниже (+10-15°С). Велики суточные колебания температур (до 40 °С). Отсутствие облаков на небе приводит к формированию ясных и холодных ночей (облака могли бы задержать тепло, идущее от Земли). Резкие суточные и сезонные перепады температур способствуют , что дает массу песка и пыли. Они подхватываются ветрами и могут переноситься на значительные расстояния. Эти пыльные песчаные бури являются большой опасностью для путника в .
Материковые тропические климаты западных и восточных побережий континентов сильно отличаются друг от друга. Вдоль западных берегов Южной Америки, Африки и проходят холодные течения, поэтому климат здесь характеризуется сравнительно низкой температурой воздуха (+18-20°С) и малым количеством осадков (менее 100 мм). Вдоль восточных побережий этих материков проходят теплые течения, поэтому температуры здесь выше и осадков выпадает больше.
Океанический тропический климат схож с экваториальным, но отличается от него меньшей и устойчивыми ветрами. Лето над океанами не столь жаркое (+20-27°С), а зима прохладная (+10-15°С). Осадки выпадают преимущественно летом (до 50 мм).Умеренный. Наблюдается значительное влияние западных ветров, приносящих осадки весь год. Лето в этом климатическом поясе умеренно теплое (от +10°С до +25-28°С). Зима холодная (от +4°С до -50°С). Годовое количество осадков от 1000 мм до 3000 мм по окраинам материка и до 100 мм во внутренних районах. Ярко проявляются различия по сезонам года. Этот тип климата тоже образует два пояса в Северном и Южном полушариях и формируется над территориями умеренных широт (от 40-45° северной и южной широты до полярных кругов). Над этими территориями формируется область низкого давления, активной циклонической деятельности. Умеренный климат подразделяется на два подтипа:
- морской , который господствует в западных частях Северной Америки, Южной Америки, формируется при непосредственном воздействии западных ветров с океана на материк, поэтому отличается прохладным летом (+15-20°С) и теплой зимой (от +5°С). Осадки, приносимые западными ветрами, выпадают круглый год (от 500 мм до 1000 мм, в горах до 6000 мм);
- континентальный , господствующий в центральных районах материков, отличается от него. Циклоны сюда проникают реже, чем в приморские районы, поэтому лето здесь теплое (+17-26°С), а зима холодная (-10-24°С) с устойчивым многомесячным снежным покровом. Благодаря значительной протяженности Евразии с запада на восток наиболее ярко континентальный климат наблюдается в Якутии, где средние январские температуры могут опускаться до -40°С и выпадает мало осадков. Это происходит потому, что внутренние районы материка не подвергаются такому влиянию океанов, как побережья, где влажные ветры не только приносят осадки, но и смягчают жару летом и мороз зимой.
Муссонный подтип умеренного климата, господствующий на востоке Евразии до Кореи и на севере , на северо-востоке , характеризуется сменой устойчивых ветров (муссонов) по сезонам, что оказывает влияние на количество и режим осадков. Зимой здесь дует холодный ветер с континента, поэтому зима ясная и холодная (-20-27°С). Летом ветра с приносят теплую дождливую погоду. На Камчатке, выпадает от 1600 до 2000 мм осадков.
Во всех подтипах умеренного климата господствуют только умеренные воздушные массы.
Полярный тип климата . Выше 70° северной и 65° южной широт господствует полярный климат, образующий два пояса: и . Весь год здесь преобладают полярные воздушные массы. Солнце несколько месяцев не появляется вовсе (полярная ночь) и несколько месяцев не уходит за горизонт (полярный день). Снег и лед излучают больше тепла, чем его получают, поэтому воздух сильно охлажден, не тает весь год. В течение всего года над этими территориями господствует область высокого давления, поэтому ветры слабые, облаков почти нет. Осадков выпадает очень мало, воздух насыщен мелкими ледяными иглами. Оседая, они дают в сумме только 100 мм осадков в год. Средняя температура лета не превышает 0°С, а зимы -20-40°С. Для лета типична продолжительная морось.
Экваториальный, тропический, умеренный, полярный типы климата считаются основными, так как в пределах их поясов весь год господствуют воздушные массы, характерные для них. Между основными климатическими поясами располагаются переходные, имеющие в названии приставку «суб» (лат. «под»). В переходных климатических поясах воздушные массы меняются по сезонам. Они приходят сюда из соседних поясов. Это объясняется тем, что в результате движения Земли вокруг своей оси происходит смещение климатических поясов то к северу, то к югу.
Выделяют три дополнительных типа климата:
Субэкваториальный климат . Летом в этом поясе господствуют экваториальные воздушные массы, а зимой - тропические.
Лето: много осадков (1000-3000 мм), средняя +30°С. Солнце еще весной достигает зенита и нещадно палит.
Зима прохладнее, чем лето (+14°С). Осадков выпадает мало. Почвы после летних дождей просыхают, поэтому в субэкваториальном климате, в отличие от экваториального, редко встречаются болота. Территория благоприятна для заселения людьми, поэтому именно здесь находятся многие центры возникновения цивилизации - , Индокитай, . По мнению Н.И. , именно отсюда произошли многие сорта культурных растений. К северному субэкваториальному поясу относятся: Южная Америка (Панамский перешеек, ); Африка (пояс Сахель); Азия (Индия, весь Индокитай, Южный Китай, ). К южному субэкваториальному поясу относятся: Южная Америка (Амазонская низменность, ); Африка (центр и восток материка); (северное побережье материка).
Субтропический климат . Здесь летом господствуют воздушные тропические массы, а зимой сюда вторгаются воздушные массы умеренных широт, несущие осадки. Такая определяет следующую погоду в этих районах: жаркое, сухое лето (от +30 до +50°С) и относительно холодная зима с осадками, устойчивого снежного покрова не образуется. Годовое количество осадков около 500 мм. Внутри материков в субтропических широтах осадков мало и зимой. Здесь господствует климат сухих субтропиков с жарким летом (до +50°С) и неустойчивой зимой, когда возможны морозы до -20°С. В этих областях осадков выпадает 120 мм и меньше. В западных частях материков господствует , который характеризуется жарким, малооблачным летом без осадков и прохладной, ветреной и дождливой зимой. В средиземноморском климате осадков выпадает больше, чем в сухих субтропиках. Годовая сумма осадков здесь составляет 450-600 мм. Средиземноморский климат чрезвычайно благоприятен для жизни человека, поэтому именно здесь находятся самые известные летние курорты. Здесь выращиваются ценные субтропические культуры: цитрусовые, виноград, маслины.
Субтропический климат восточных берегов материков является муссонным. Зима здесь сравнительно с другими климатами субтропического пояса холодная и сухая, а лето жаркое (+25°С) и влажное (800 мм). Это объясняется влиянием муссонов, дующих зимой с суши на море, а летом с моря на сушу и приносящих осадки летом. Муссонный субтропический климат хорошо выражен только в Северном полушарии, особенно на восточном побережье Азии. Обильные осадки в летнее время дают возможность развиваться пышной . На плодородных почвах здесь развито , поддерживающее жизнь более миллиарда людей.
Субполярный климат . Летом из умеренных широт сюда приходят влажные воздушные массы, поэтому лето прохладное (от +5 до +10°С) и выпадает около 300 мм осадков (на северо-востоке Якутии 100 мм). Как и везде, осадки возрастают на наветренных склонах. Несмотря на небольшое количество осадков, влага не успевает испариться полностью, поэтому на севере Евразии и Северной Америки в субполярном поясе разбросаны мелкие озера, значительные территории заболочены. Зимой на погоду в этом климате влияют арктические и антарктические воздушные массы, поэтому здесь длинные, холодные зимы, температура может достигать и -50°С. Субполярные климатические пояса расположены только на северных окраинах Евразии и Северной Америки и в приантарктических водах.
Наша планета имеет геометрическую форму геоида, поэтому солнечные лучи на ее поверхность падают под различными углами. Этот факт приводит к тому, что разные зоны земного шара получают разное количество солнечной радиации, и поэтому на Земле существуют как холодные, так и теплые климатические пояса. В статье раскрывается вопрос, какая линия отделяет холодный пояс от умеренного.
Климатические пояса планеты Земля
Перед тем как отвечать на вопрос, какая линия отделяет холодный пояс от умеренного, следует разобраться с понятием "климатический пояс". Под этой фразой в географии подразумевают область нашей планеты, которая имеет определенные широтные пределы и характеризуется соответствующими климатическими условиями (температура воздуха, количество осадков).
Деление Земли на широтные климатические пояса основано на факте разного среднего угла падения солнечных лучей на поверхность планеты в разных широтах. Например, вблизи экватора этот угол близок к 90 o , при движении к полюсам планеты он постепенно уменьшается, а на самих полюсах становится близким к 0 o (ситуация, когда Солнце едва поднимается из-за горизонта).
Существует всего три климатических пояса (в 7 классе общеобразовательной школы проходят эту тему):
- Тропический: это самый жаркий пояс планеты. Условно полагают, что он находится между тропиками Рака и Козерога в северном и южном полушарии соответственно.
- Умеренный: он характеризуется ежегодными колебаниями температуры в пределах нескольких десятков градусов. Расположен между тропиком Рака и Северным полярным кругом в северном полушарии и тропиком Козерога и южным полярным кругом в южном полушарии.
- Холодный: холодные пояса Земли располагаются в пределах полярных кругов земного геоида. Так как солнечные лучи падают в эти зоны под очень маленькими углами, температуры здесь в течение всего года являются достаточно низкими.
Тропический пояс
Как было сказано, расположен он между тропиками Рака и Козерога, то есть между параллелями 23 o 26" в южном и северном полушариях. Характеризуется этот пояс высокими температурами и большим количеством осадков. Основные пейзажи тропиков - и саванны, которые обладают богатой флорой и фауной.
Кроме того, в этом поясе существуют очень сухие и жаркие территории, которые носят название пустынь. На границе между тропическим и умеренным поясами расположены степи.
Умеренный пояс
Отвечая на вопрос, какая линия отделяет холодный пояс от умеренного, следует сказать, что умеренные широты условно принято располагать между соответствующим тропиком (широта 23 o 26") и соответствующим полярным кругом (широта 66 o 33"). Температуры в умеренных или средних широтах не являются слишком низкими, как в области полюсов, но и не являются слишком высокими, как в зонах сухого тропического климата.
Климат умеренного климатического пояса принято разделять на следующие виды:
- Средиземноморский - жаркий климат, с небольшим количеством осадков, бедными почвами и кустарниковой растительностью.
- Морской или океанический - характеризуется жарким и сухим летом и большим количеством осадков и средними температурами в зимнее время.
- Прерии, луга и равнины - это самая населенная часть планеты, поскольку здесь самые оптимальные условия для жизни человека. Следует отметить в этой подзоне умеренного пояса наличие плодородных земель и достаточного количества растительности (травы, кустарников и лесов).
Холодный пояс Земли
Этот пояс расположен в пределах южного и северного полярных кругов, то есть выше параллели 66 o 33". Основными особенностями его климата являются низкие среднегодовые температуры, а также наличие таких явлений, как полярная ночь и полярный день в широтах, близких к полюсам.
Как правило, в пределах холодного климатического пояса принято выделять зоны тайги, тундры и ледников:
- Зона ледников считается самой холодной территорией на планете, где снег лежит круглый год. Здесь практически не бывает осадков.
- Зона тундры отличается продолжительными холодными зимами и коротким прохладным летом. Особенности климата приводят к наличию в тундре только карликовых деревьев, мхов и лишайников.
- Тайга характеризуется большими площадями лесных массивов, состоящих, главным образом, из высоких хвойных деревьев, и болотистыми почвами.
Какая линия отделяет холодный пояс от умеренного?
Выше неявно уже был дан ответ на этот вопрос. Это линия полярного круга, которая находится на широте 66 o 33", как в северном, так и в южном полушариях.
Отметим, что деление на климатические пояса является условным, поскольку солнечные лучи изменяют свой на поверхность планеты постепенно. Это означает, что на границе климатических поясов можно встретить климатические зоны как из более холодного, так и из более теплого поясов.
Подчеркнем, что когда отвечают на вопрос, какая линия отделяет холодный пояс от умеренного, то чаще всего говорят о северном полярном круге, поскольку эта линия пересекает весь Североамериканский континент и Евразию. Линия же южного полярного круга пересекает океаны нашей планеты.
КЛИМАТ, многолетний режим погоды на данной территории. Погоду в любой момент времени характеризуют определенные комбинации температуры, влажности, направления и скорости ветра. В некоторых типах климата погода существенно меняется каждый день или по сезонам, в других – остается неизменной. Климатические описания основываются на статистическом анализе средних и экстремальных метеорологических характеристик. Как фактор природной среды климат влияет на географическое распределение растительности, почв и водных ресурсов и, следовательно, на землепользование и экономику. Климат также оказывает воздействие на условия жизни и здоровье человека.
Климатология – наука о климате, изучающая причины формирования разных типов климата, их географическое размещение и взаимосвязи климата и других природных явлений. Климатология тесно связана с метеорологией – разделом физики, изучающим краткосрочные состояния атмосферы, т.е. погоду.
КЛИМАТООБРАЗУЮЩИЕ ФАКТОРЫ
Климат формируется под воздействием нескольких факторов, которые обеспечивают атмосферу теплом и влагой и определяют динамику воздушных течений. Главные климатообразующие факторы – положение Земли относительно Солнца, распределение суши и моря, общая циркуляция атмосферы, морские течения, а также рельеф земной поверхности.
Положение Земли. При обращении Земли вокруг Солнца угол между полярной осью и перпендикуляром к плоскости орбиты остается постоянным и составляет 2330. Этим движением объясняется изменение угла падения солнечных лучей на земную поверхность в полдень на определенной широте в течение года. Чем больше угол падения солнечных лучей на Землю в данном месте, тем эффективнее Солнце нагревает поверхность. Только между Северным и Южным тропиками (от 2330 с.ш. до 2330 ю.ш.) солнечные лучи в определенное время года падают на Землю вертикально, и здесь Солнце в полдень всегда высоко поднимается над горизонтом. Поэтому в тропиках обычно тепло в любое время года. В более высоких широтах, где Солнце стоит ниже над горизонтом, прогревание земной поверхности меньше. Там наблюдаются значительные сезонные изменения температуры (чего не бывает в тропиках), а зимой угол падения солнечных лучей сравнительно невелик и дни существенно короче. На экваторе день и ночь всегда имеют равную продолжительность, тогда как на полюсах день продолжается всю летнюю половину года, а зимой Солнце никогда не восходит над горизонтом. Длительность полярного дня лишь отчасти компенсирует низкое стояние Солнца над горизонтом, и в результате лето здесь прохладное. В темные зимы полярные районы быстро теряют тепло и сильно выхолаживаются.
Распределение суши и моря. Вода нагревается и остывает медленнее, чем суша. Поэтому температура воздуха над океанами имеет меньшие суточные и сезонные изменения, чем над материками. В прибрежных районах, где ветры дуют с моря, лето в целом прохладнее, а зима теплее, чем во внутренних областях материков на той же широте. Климат таких наветренных побережий называется морским. Внутренние районы материков в умеренных широтах характеризуются значительными различиями летних и зимних температур. В таких случаях говорят о континентальном климате.
Акватории являются основным источником атмосферной влаги. Когда ветры дуют с теплых океанов на сушу, там выпадает много осадков. На наветренных побережьях обычно выше относительная влажность и облачность и больше дней с туманами, чем во внутренних регионах.
Циркуляция атмосферы. Характер барического поля и вращение Земли обусловливают общую циркуляцию атмосферы, благодаря которой тепло и влага постоянно перераспределяются по земной поверхности. Ветры дуют из областей высокого давления в области низкого давления. Высокое давление связано обычно с холодным, плотным воздухом, тогда как низкое – с теплым и менее плотным. Вращение Земли заставляет воздушные потоки отклоняться вправо в Северном полушарии и влево – в Южном. Такое отклонение носит название «эффект Кориолиса».
Как в Северном, так и в Южном полушарии в приземных слоях атмосферы насчитываются по три главных зоны ветров. Во внутритропической зоне конвергенции у экватора северо-восточный пассат сближается с юго-восточным. Пассатные ветры зарождаются в субтропических областях высокого давления, наиболее развитых над океанами. Потоки воздуха, двигаясь по направлению к полюсам и отклоняясь под воздействием силы Кориолиса, формируют преобладающий западный перенос. В области полярных фронтов умеренных широт западный перенос встречается с холодным воздухом высоких широт, образуя зону барических систем с низким давлением в центре (циклонов), движущихся с запада на восток. Хотя воздушные течения в полярных областях выражены не столь ярко, иногда выделяют полярный восточный перенос. Эти ветры дуют главным образом с северо-востока в Северном полушарии и с юго-востока – в Южном. Массы холодного воздуха часто проникают в умеренные широты.
Ветры в областях схождения воздушных течений образуют восходящие потоки воздуха, который охлаждается с высотой. При этом возможно образование облаков, часто сопровождаемое выпадением осадков. Поэтому во внутритропической зоне конвергенции и фронтальных зонах в поясе преобладающего западного переноса выпадает много осадков.
Ветры, дующие в более высоких слоях атмосферы, замыкают систему циркуляции в обоих полушариях. Воздух, поднимающийся вверх в зонах конвергенции, устремляется в области высокого давления и там опускается. При этом с увеличением давления он нагревается, что приводит к формированию сухого климата, особенно на суше. Такие нисходящие потоки воздуха определяют климат Сахары, расположенной в субтропическом поясе высокого давления в Северной Африке.
Сезонные изменения прогревания и охлаждения обусловливают сезонные перемещения главных барических образований и систем ветров. Зоны ветров летом сдвигаются по направлению к полюсам, что приводит к сменам погодных условий на данной широте. Так, для африканских саванн, покрытых травянистой растительностью с редко растущими деревьями, характерны дождливое лето (благодаря влиянию внутритропической зоны конвергенции) и сухая зима, когда на эту территорию смещается область высокого давления с нисходящими потоками воздуха.
На сезонные изменения общей циркуляции атмосферы влияет также распределение суши и моря. Летом, когда Азиатский материк прогревается и над ним устанавливается область более низкого давления, чем над окружающими океанами, прибрежные южные и юго-восточные районы испытывают воздействие влажных воздушных потоков, направленных с моря на сушу и приносящих обильные дожди. Зимой воздух стекает с холодной поверхности материка на океаны, и дождей выпадает гораздо меньше. Такие ветры, изменяющие направление на противоположное в зависимости от сезона, называются муссонами.
Океанические течения формируются под воздействием приповерхностных ветров и различий в плотности воды, обусловленных изменениями ее солености и температуры. На направление течений влияют сила Кориолиса, форма морских бассейнов и очертания берегов. В целом циркуляция океанических течений сходна с распределением воздушных потоков над океанами и происходит по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки – в Южном.
Пересекая направляющиеся к полюсам теплые течения, воздух становится более теплым и влажным и оказывает соответствующее воздействие на климат. Направляющиеся к экватору океанические течения несут прохладные воды. Проходя вдоль западных окраин материков, они понижают температуру и влагоемкость воздуха, и, соответственно, климат под их воздействием становится более прохладным и сухим. Благодаря конденсации влаги вблизи холодной поверхности моря в таких районах часто возникают туманы.
Рельеф земной поверхности. Крупные формы рельефа оказывают существенное влияние на климат, который меняется в зависимости от высоты местности и при взаимодействии воздушных потоков с орографическими препятствиями. Температура воздуха с высотой обычно понижается, что приводит к формированию в горах и на плато более прохладного климата, чем на сопредельных низменностях. Кроме того, возвышенности и горы образуют препятствия, вынуждающие воздух подниматься вверх и расширяться. По мере расширения он охлаждается. Такое охлаждение, называемое адиабатическим, часто приводит к конденсации влаги и формированию облаков и осадков. Бóльшая часть осадков, обусловленных барьерным эффектом гор, выпадает на их наветренной стороне, а подветренная сторона остается в «дождевой тени». Воздух, опускающийся на подветренных склонах, при сжатии нагревается, образуя теплый сухой ветер, известный под названием «фен».
КЛИМАТ И ШИРОТА
В климатических обзорах Земли целесообразно рассматривать широтные зоны. Распределение климатических поясов в Северном и Южном полушариях симметрично. К северу и югу от экватора расположены тропическая, субтропическая, умеренная, субполярная и полярная зоны. Также симметричны барические поля и зоны преобладающих ветров. Следовательно, большую часть типов климата одного полушария можно найти на аналогичных широтах в другом полушарии.
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КЛИМАТА
Классификация климатов дает упорядоченную систему для характеристики типов климата, их районирования и картографирования. Типы климата, преобладающие на обширных территориях, называются макроклиматами. Макроклиматический район должен иметь более или менее однородные климатические условия, отличающие его от других районов, хотя и представляющие собой лишь обобщенную характеристику (поскольку не существует двух мест с идентичным климатом), больше отвечающую реалиям, чем выделение климатических районов только на основе принадлежности к определенному широтно-географическому поясу.
Климат ледниковых покровов господствует в Гренландии и Антарктиде, где средние месячные температуры ниже 0 C. В темное зимнее время года эти регионы совершенно не получают солнечной радиации, хотя там бывают сумерки и полярные сияния. Даже летом солнечные лучи падают на земную поверхность под небольшим углом, что снижает эффективность прогрева. Большая часть приходящей солнечной радиации отражается льдом. Как летом, так и зимой в возвышенных районах Антарктического ледникового покрова преобладают низкие температуры. Климат внутренних районов Антарктиды гораздо холоднее климата Арктики, поскольку южный материк отличается большими размерами и высотами, а Северный Ледовитый океан смягчает климат, несмотря на широкое распространение паковых льдов. Летом во время коротких потеплений дрейфующий лед иногда тает.
Осадки на ледниковых покровах выпадают в виде снега или мелких частичек ледяного тумана. Внутренние районы ежегодно получают всего 50–125 мм осадков, но на побережье может выпадать и более 500 мм. Иногда циклоны приносят в эти районы облачность и снег. Снегопады часто сопровождаются сильными ветрами, которые переносят значительные массы снега, сдувая его со скал. Сильные стоковые ветры с метелями дуют с холодного ледникового щита, вынося снег на побережья.
Субполярный климат проявляется в тундровых районах на северных окраинах Северной Америки и Евразии, а также на Антарктическом п-ове и прилегающих к нему островах. В восточной Канаде и Сибири южная граница этого климатического пояса проходит значительно южнее Полярного круга из-за сильно выраженного влияния обширных массивов суши. Это приводит к затяжным и крайне холодным зимам. Лето короткое и прохладное со средними месячными температурами, редко превышающими +10 С. До некоторой степени длинные дни компенсируют непродолжительность лета, однако на большей части территории получаемого тепла недостаточно для полного оттаивания грунтов. Постоянно мерзлый грунт, называемый многолетней мерзлотой, сдерживает рост растений и фильтрацию талых вод в грунт. Поэтому летом плоские участки оказываются заболоченными. На побережье зимние температуры несколько выше, а летние – несколько ниже, чем во внутренних районах материка. Летом, когда влажный воздух находится над холодной водой или морским льдом, на арктических побережьях часто возникают туманы.
Годовая сумма осадков обычно не превышает 380 мм. Бóльшая их часть выпадает в виде дождя или снега летом, при прохождении циклонов. На побережье основная масса осадков может быть принесена зимними циклонами. Но низкие температуры и ясная погода холодного сезона, характерные для большей части областей с субполярным климатом, неблагоприятны для значительного снегонакопления.
Субарктический климат известен также под названием «климат тайги» (по преобладающему типу растительности – хвойным лесам). Этот климатический пояс охватывает умеренные широты Северного полушария – северные области Северной Америки и Евразии, расположенные непосредственно к югу от субполярного климатического пояса. Здесь проявляются резкие сезонные климатические различия из-за положения этого климатического пояса в достаточно высоких широтах во внутренних частях материков. Зимы затяжные и крайне холодные, и чем севернее, тем дни короче. Лето короткое и прохладное с длинными днями. Зимой период с отрицательным температурами очень продолжителен, а летом температура временами может превышать +32 С. В Якутске средняя температура января –43 С, июля – +19 С, т.е. годовая амплитуда температур достигает 62 С. Более мягкий климат характерен для приморских территорий, например южной Аляски или северной Скандинавии.
Климатических изменении климатических поясов организм человека чувствует дискомфорт. Период привыкания организма к новым климатическим условиям ... участки земной коры. их еще называют сейсмическими поясами...
Климат — это многолетний режим погоды, характерный для той или иной местности. Он проявляется в закономерной смене всех наблюдаемых в этой местности типов погоды.
Климат оказывает влияние на живую и неживую природу. В тесной зависимости от климата находятся водные объекты, почва, растительность, животные. Отдельные отрасли экономики, прежде всего сельское хозяйство, также очень сильно зависят от климата.
Климат формируется в результате взаимодействия многих факторов: количества солнечной радиации, поступающей на земную поверхность; циркуляции атмосферы; характера подстилающей поверхности. При этом климатообразующие факторы сами зависят от географических условий данной местности, прежде всего от географической широты.
Географическая широта местности определяет угол падения солнечных лучей, получение определенного количества тепла. Однако получение тепла от Солнца зависит еше и от близости океана. В местах, находящихся вдали от океанов, осадков выпадает немного, да и режим их выпадения отличается неравномерностью (в теплый период больше, чем в холодный), облачность невысокая, зима холодная, лето теплое, годовая амплитуда температуры большая. Такой климат называется континентальным, так как он типичен для мест, расположенных в глубине континентов. Над водной поверхностью формируется морской климат, для которого характерны: плавный ход температуры воздуха, с небольшими суточными и годовыми амплитудами температур, большая облачность, равномерное и достаточно большое количество атмосферных осадков.
Большое влияние на климат оказывают и морские течения. Теплые течения согревают атмосферу в тех районах, где они протекают. Так, например, теплое Северо-Атлантическое течение создает благоприятные условия для произрастания лесов в южной части Скандинавского полуострова, при этом большая часть острова Гренландия, лежащего примерно на тех же широтах, что и Скандинавский полуостров, но находящегося вне зоны влияния теплого течения, круглый год покрыта толстым слоем льда.
Большая роль в формировании климата принадлежит рельефу. Вы уже знаете, что с подъемом местности на каждый километр температура воздуха понижается на 5-6 °С. Поэтому на высокогорных склонах Памира средняя годовая температура — 1 °С, хотя находится он чуть севернее тропика.
Большое влияние на климат оказывает расположение горных хребтов. Например, Кавказские горы задерживают влажные морские ветры, и на их наветренных склонах, обращенных к Черному морю, выпадает значительно больше осадков, чем на подветренных. При этом горы служат препятствием для холодных северных ветров.
Проявляется зависимость климата и от господствующих ветров. На территории Восточно-Европейской равнины в течение почти всего года преобладают западные ветры, приходящие с Атлантического океана, поэтому зимы на этой территории сравнительно мягкие.
Районы Дальнего Востока находятся под действием муссонов. Зимой здесь постоянно дуют ветры из глубины материка. Они холодные и очень сухие, поэтому осадков выпадает мало. Летом, наоборот, ветры приносят с Тихого океана много влаги. Осенью, когда ветер с океана утихает, погода обычно стоит солнечная, тихая. Это лучшее время года в данном районе.
Климатические характеристики представляют собой статистические выводы из многолетних рядов наблюдений за погодой (в умеренных широтах используются 25-50-летние ряды; в тропиках их длительность может быть меньше), прежде всего над следующими основными метеорологическими элементами: атмосферным давлением, скоростью и направлением ветра, температурой и влажностью воздуха, облачностью и атмосферными осадками. Учитывают также продолжительность солнечной радиации, дальность видимости, температуру верхних слоев почвы и водоемов, испарение воды с земной поверхности в атмосферу, высоту и состояние снежного покрова, различные атмосферные явления и наземные гидрометеоры (росу, гололед, туманы, грозы, метели и пр.). В XX в. в число климатических показателей вошли характеристики элементов теплового баланса земной поверхности, таких как суммарная солнечная радиация, радиационный баланс, величины теплообмена между земной поверхностью и атмосферой, затраты тепла на испарение. Применяются также комплексные показатели, т. е. функции нескольких элементов: различные коэффициенты, факторы, индексы (например, континентальности, засушливости, увлажнения) и пр.
Климатические пояса
Многолетние средние значения метеорологических элементов (годовые, сезонные, месячные, суточные и т. д.), их суммы, повторяемости и пр. носят название климатических норм: соответствующие величины для отдельных дней, месяцев, лет и пр. рассматриваются как отклонение от этих норм.
Карты с показателями климата называют климатическими (карта распределения температуры, карта распределения давления и др.).
В зависимости от температурных условий, преобладающих воздушных масс и ветров выделяют климатические пояса.
Основными климатическими поясами являются:
- экваториальный;
- два тропических;
- два умеренных;
- арктический и антарктический.
Между основными поясами расположены переходные климатические пояса: субэкваториальный, субтропический, субарктический, субантарктический. В переходных поясах воздушные массы меняются по сезонам. Они поступают сюда из соседних поясов, поэтому климат субэкваториального пояса летом сходен с климатом экваториального пояса, а зимой — с климатом тропического; климат субтропических поясов летом сходен с климатом тропических, а зимой — с климатом умеренных поясов. Это связано с сезонным перемещением над земным шаром поясов атмосферного давления вслед за Солнцем: летом — к северу, зимой — к югу.
Климатические пояса подразделяются на климатические области. Так, например, в тропическом поясе Африки выделяют области тропического сухого и тропического влажного климата, а в Евразии субтропический пояс подразделяется на области средиземноморского, континентального и муссонного климата. В горных областях формируется высотная поясность вследствие того, что с высотой температура воздуха понижается.
Разнообразие климатов Земли
Классификация климатов дает упорядоченную систему для характеристики типов климата, их районирования и картографирования. Приведем примеры типов климата, преобладающих на обширных территориях (табл. 1).
Арктический и антарктический климатические пояса
Антарктический и арктический климат господствует в Гренландии и Антарктиде, где средние месячные температуры ниже О °С. В темное зимнее время года эти регионы совершенно не получают солнечной радиации, хотя там бывают сумерки и полярные сияния. Даже летом солнечные лучи падают на земную поверхность под небольшим углом, что снижает эффективность прогрева. Большая часть приходящей солнечной радиации отражается льдом. Как летом, так и зимой в возвышенных районах Антарктического ледникового покрова преобладают низкие температуры. Климат внутренних районов Антарктиды гораздо холоднее климата Арктики, поскольку южный материк отличается большими размерами и высотами, а Северный Ледовитый океан смягчает климат, несмотря на широкое распространение паковых льдов. Летом во время коротких потеплений дрейфующий лед иногда тает. Осадки на ледниковых покровах выпадают в виде снега или мелких частичек ледяного тумана. Внутренние районы ежегодно получают всего 50-125 мм осадков, но на побережье может выпадать и более 500 мм. Иногда циклоны приносят в эти районы облачность и снег. Снегопады часто сопровождаются сильными ветрами, которые переносят значительные массы снега, сдувая его со скат. Сильные стоковые ветры с метелями дуют с холодного ледникового шита, вынося снег на побережье.
Таблица 1. Климаты Земли|
Тип климата |
Клима-тический пояс |
Сред-няя темпе-ратура, °С |
Режим и коли-чество атмо-сферных осадков, мм |
Циркуляция атмосферы |
Территория |
|
|
Экваториальный |
Эквато-риальный |
В течение года. 2000 |
В области пониженного атмосферного давления формируются теплые и влажные экваториальные воздушные массы |
Экваториальные области Африки, Южной Америки и Океании |
||
|
Тропический муссонный |
Субэква-ториальный |
Преиму-щественно во время летнего муссона, 2000 |
Южная и Юго-Восточная Азия, Западная и Центральная Африка, Северная Австралия |
|||
|
Тропический сухой |
Тропи-ческий |
В течение года, 200 |
Северная Африка, Центральная Австралия |
|||
|
Средиземноморский |
Субтро-пический |
Преиму-щественно зимой, 500 |
Летом — антициклоны при высоком атмосферном давлении; зимой — циклоническая деятельность |
Средиземноморье, Южный берег Крыма, Южная Африка, Юго-Западная Австралия, Западная Калифорния |
||
|
Субтропический сухой |
Субтро-пический |
В течение года. 120 |
Сухие континентальные воздушные массы |
Внутренние части материков |
||
|
Умеренный морской |
Умеренный |
В течение года. 1000 |
Западные ветры |
Западные части Евразии и Северной Америки |
||
|
Умеренный континентальный |
Умеренный |
В течение года. 400 |
Западные ветры |
Внутренние части материков |
||
|
Умеренный муссонный |
Умеренный |
Преиму-щественно во время летнего муссона, 560 |
Восточная окраина Евразии |
|||
|
Субарктический |
Субарк-тический |
В течение года, 200 |
Преобладают циклоны |
Северные окраины Евразии и Северной Америки |
||
|
Арктический (антарктический) |
Аркти-ческий (антарк-тический) |
В течение года, 100 |
Преобладают антициклоны |
Акватория Северного Ледовитого океана и материк Австралия |
||
Субарктический континентальный климат формируется на севере материков (см. климатическую карту атласа). Зимой здесь преобладает арктический воздух, который образуется в областях высокого давления. На восточные районы Канады арктический воздух распространяется из Арктики.
Континентальный субрктический климат в Азии характеризуется самой большой на земном шаре годовой амплитудой температуры воздуха (60-65 °С). Континентальность климата достигает здесь предельной величины.
Средняя температура в январе изменяется по территории от -28 до -50 °С, а в низинах и котловинах вследствие застаивания воздуха его температура еше ниже. В Оймяконе (Якутия) зарегистрирована рекордная для Северного полушария отрицательная температура воздуха (-71 °С). Воздух очень сухой.
Лето в субарктическом поясе хотя и короткое, но довольно теплое. Средняя месячная температура в июле составляет от 12 до 18 °С (дневной максимум — 20-25 °С). За лето выпадает больше половины годовой суммы осадков, составляющей на равнинной территории 200-300 мм, а на наветренных склонах возвышенностей — до 500 мм в год.
Климат субарктического пояса Северной Америки менее континентален по сравнению с соответствующим климатом Азии. Здесь менее холодная зима и более холодное лето.
Умеренный климатический пояс
Умеренный климат западных побережий материков имеет ярко выраженные черты морского климата и характеризуется преобладанием морских воздушных масс в течение всего года. Он наблюдается на Атлантическом побережье Европы и Тихоокеанском побережье Северной Америки. Кордильеры являются естественной границей, отделяющей побережье с морским типом климата от внутриконтинентальных районов. Европейское побережье, кроме Скандинавии, открыто для свободного доступа морского умеренного воздуха.
Постоянный перенос морского воздуха сопровождается большой облачностью и обусловливает затяжные весны, в отличие от внутри континентальных районов Евразии.
Зима в умеренном поясе на западных побережьях теплая. Отепляющее влияние океанов усиливается теплыми морскими течениями, омывающими западные берега материков. Средняя температура в январе — положительная и изменяется по территории с севера на юг от 0 до 6 °С. При вторжениях арктического воздуха она может понижаться (на Скандинавском побережье до -25 °С, а на французском — до -17 °С). При распространении тропического воздуха к северу температура резко повышается (например, она нередко доходит до 10 °С). Зимой на западном побережье Скандинавии отмечаются большие положительные отклонения температуры от средней широтной (на 20 °С). Аномалия температуры на Тихоокеанском побережье Северной Америки меньше и составляет не более 12 °С.
Лето редко бывает жарким. Средняя температура в июле составляет 15-16 °С.
Даже днем температура воздуха редко превышает 30 °С. Из-за частых циклонов для всех сезонов характерна пасмурная и дождливая погода. Особенно много пасмурных дней бывает на западном побережье Северной Америки, где перед горными системами Кордильер циклоны вынуждены замедлять свое движение. В связи с этим большим однообразием характеризуется режим погоды на юге Аляски, где нет времен года в нашем понимании. Там царствует вечная осень, и о наступлении зимы или лета напоминают лишь растения. Годовое количество осадков составляет от 600 до 1000 мм, а на склонах горных хребтов — от 2000 до 6000 мм.
В условиях достаточного увлажнения на побережьях развиты широколиственные леса, а в условиях избыточного — хвойные. Недостаток летнего тепла снижает верхнюю границу леса в горах до 500-700 м над уровнем моря.
Умеренный климат восточных побережий материков имеет муссонные черты и сопровождается сезонной сменой ветров: зимой преобладают северо-западные потоки, летом — юго-восточные. Он хорошо выражен на восточном побережье Евразии.
Зимой с северо-западным ветром на побережье материка распространяется холодный континентальный умеренный воздух, что является причиной низкой средней температуры зимних месяцев (от -20 до -25 °С). Преобладает ясная, сухая, ветреная погода. В южных районах побережья осадков мало. Север Приамурья, Сахалин и Камчатка нередко попадают под влияние циклонов, перемещающихся над Тихим океаном. Поэтому зимой там мощный снежный покров, особенно на Камчатке, где его максимальная высота достигает 2 м.
Летом с юго-восточным ветром на побережье Евразии распространяется морской умеренный воздух. Лето теплое, со средней температурой июля от 14 до 18 °С. Часты осадки, которые обусловлены циклонической деятельностью. Годовое их количество составляет 600-1000 мм, причем большая часть выпадает летом. В это время года часты туманы.
В отличие от Евразии, восточное побережье Северной Америки характеризуется морскими чертами климата, которые выражаются в преобладании зимних осадков и морском типе годового хода температуры воздуха: минимум наступает в феврале, а максимум — в августе, когда океан наиболее теплый.
Канадский антициклон, в отличие от Азиатского, неустойчив. Он образуется вдали от побережья и часто прерывается циклонами. Зима здесь мягкая, многоснежная, сырая и ветреная. В снежные зимы высота сугробов достигает 2,5 м. При южном ветре часто бывает гололедица. Поэтому некоторые улицы отдельных городов на востоке Канады имеют железные перила для пешеходов. Лето прохладное и дождливое. Годовое количество осадков — 1000 мм.
Умеренный континентальный климат наиболее отчетливо выражен на Евроазиатском материке, особенно в районах Сибири, Забайкалья, севера Монголии, а также на территории Великих равнин в Северной Америке.
Особенностью умеренного континентального климата является большая годовая амплитуда температуры воздуха, которая может достигать 50-60 °С. В зимние месяцы при отрицательном радиационном балансе происходит выхолаживание земной поверхности. Особенно велико охлаждающее влияние поверхности суши на приземные слои воздуха в Азии, где зимой образуется мощный Азиатский антициклон и преобладает малооблачная, безветренная погода. Формирующийся в области антициклона умеренный континентальный воздух имеет низкую температуру (-0°...-40 °С). В долинах и котловинах вследствие радиационного выхолаживания температура воздуха может понижаться до -60 °С.
В середине зимы континентальный воздух в нижних слоях становится даже холоднее арктического. Этот очень холодный воздух Азиатского антициклона распространяется на Западную Сибирь, Казахстан, юго-восточные районы Европы.
Зимний Канадский антициклон по сравнению с Азиатским антициклоном менее устойчив из-за меньших размеров Североамериканского материка. Зимы здесь менее суровы, и их суровость не возрастает к центру материка, как в Азии, а, наоборот, несколько уменьшается в связи с частым прохождением циклонов. Континентальный умеренный воздух в Северной Америке имеет более высокую температуру, чем континентальный умеренный воздух в Азии.
На формирование континентального умеренного климата существенное влияние оказывают географические особенности территории материков. В Северной Америке горные хребты Кордильер являются естественной границей, отделяющей побережье с морским климатом от внутри материковых районов с континентальным климатом. В Евразии умеренный континентальный климат формируется на огромном пространстве суши, примерно от 20 до 120° в. д. В отличие от Северной Америки Европа открыта для свободного проникновения морского воздуха с Атлантики глубоко во внутренние районы. Этому способствует не только западный перенос воздушных масс, господствующий в умеренных широтах, но и равнинный характер рельефа, сильная изрезан- ность побережий и глубокое проникновение в сушу Балтийского и Северного морей. Поэтому над Европой формируется умеренный климат меньшей степени континентальности по сравнению с Азией.
Зимой морской атлантический воздух, перемещающийся над холодной поверхностью суши умеренных широт Европы, долго сохраняет свои физические свойства, и его влияние распространяется на всю Европу. Зимой по мере ослабления атлантического влияния температура воздуха с запада на восток понижается. В Берлине она составляет в январе 0 °С, в Варшаве -3 °С, в Москве -11 °С. При этом изотермы над Европой имеют меридиональную направленность.
Обращенность Евразии и Северной Америки широким фронтом к Арктическому бассейну способствует глубокому проникновению на материки холодных воздушных масс в течение всего года. Интенсивный меридиональный перенос воздушных масс особенно характерен для Северной Америки, где часто арктический и тропический воздух сменяют друг друга.
Тропический воздух, поступающий на равнины Северной Америки с южными циклонами, также медленно трансформируется из-за большой скорости его перемещения, большого влагосодержания и сплошной низкой облачности.
Зимой следствием интенсивной меридиональной циркуляции воздушных масс являются так называемые «скачки» температур, их большая межсуточная амплитуда, особенно в районах, где часты циклоны: на севере Европы и Западной Сибири, Великих равнинах Северной Америки.
В холодный период выпадают в виде снега, формируется снежный покров, который предохраняет почву от глубокого промерзания и создает запас влаги весной. Высота снежного покрова зависит от продолжительности его залегания и количества выпадающих осадков. В Европе устойчивый снежный покров на равнинной территории образуется к востоку от Варшавы, максимальная высота его достигает 90 см в северо-восточных районах Европы и Западной Сибири. В центре Русской равнины высота снежного покрова составляет 30-35 см, а в Забайкалье — менее 20 см. На равнинах Монголии, в центре антициклонической области снежный покров образуется лишь в отдельные годы. Отсутствие снега наряду с низкой зимней температурой воздуха обусловливает наличие многолетней мерзлоты, чего больше не наблюдается нигде на земном шаре под этими широтами.
В Северной Америке на Великих равнинах снежный покров незначителен. К востоку от равнин во фронтальных процессах все чаше начинает принимать участие тропический воздух, он обостряет фронтальные процессы, что и вызывает обильные снегопады. В районе Монреаля снежный покров удерживается до четырех месяцев, а высота его достигает 90 см.
Лето в континентальных областях Евразии теплое. Средняя температура июля составляет 18-22 °С. В засушливых районах юго-востока Европы и Средней Азии средняя температура воздуха в июле достигает 24-28 °С.
В Северной Америке континентальный воздух летом несколько холоднее, чем в Азии и Европе. Это связано с меньшей протяженностью материка по широте, большой изрезанностью его северной части заливами и фьордами, обилием крупных озер и более интенсивным по сравнению с внутренними районами Евразии развитием циклонической деятельности.
В умеренном поясе годовое количество осадков на равнинной территории материков изменяется от 300 до 800 мм, на наветренных склонах Альп выпадает более 2000 мм. Большая часть осадков выпадает летом, что связано в первую очередь с увеличением влагосодержания воздуха. В Евразии отмечается уменьшение осадков по территории с запада на восток. Кроме того, количество осадков уменьшается и с севера на юг в связи с уменьшением повторяемости циклонов и увеличением сухости воздуха в этом направлении. В Северной Америке уменьшение осадков по территории отмечается, наоборот, в направлении к западу. Как вы думаете почему?
Большая часть суши в зоне континентального умеренного климата занята горными системами. Это — Альпы, Карпаты, Алтай, Саяны, Кордильеры, Скалистые горы и др. В горных районах климатические условия существенно отличаются от климата равнин. Летом температура воздуха в горах быстро падает с высотой. Зимой при вторжении холодных воздушных масс температура воздуха на равнинах нередко оказывается ниже, чем в горах.
Велико влияние гор на осадки. Осадки увеличиваются на наветренных склонах и на некотором расстоянии перед ними, а на подветренных — ослабевают. Например, различия в годовом количестве осадков между западными и восточными склонами Уральских гор местами достигают 300 мм. В горах с высотой осадки увеличиваются до определенного критического уровня. В Альпах уровень наибольшего количества осадков приходится на высоты около 2000 м, на Кавказе — 2500 м.
Субтропический климатический пояс
Континентальный субтропический климат определяется сезонной сменой умеренного и тропического воздуха. Средняя температура самого холодного месяца в Средней Азии местами ниже нуля, на северо-востоке Китая -5...-10°С. Средняя температура самого теплого месяца лежит в пределах 25-30 °С, при этом дневные максимумы могут превышать 40-45 °С.
Наиболее сильно континентальность климата в режиме температуры воздуха проявляется в южных районах Монголии и на севере Китая, где в зимнее время года расположен центр Азиатского антициклона. Здесь годовая амплитуда температуры воздуха составляет 35-40 °С.
Резко континентальный климат в субтропическом поясе для высокогорных областей Памира и Тибета, высота которых составляет 3,5-4 км. Климат Памира и Тибета характеризуется холодной зимой, прохладным летом и малым количеством осадков.
В Северной Америке континентальный засушливый субтропический климат формируется в замкнутых плато и в межгорных котловинах, расположенных между Береговым и Скалистыми хребтами. Лето жаркое и сухое, особенно на юге, где средняя температура июля выше 30 °С. Абсолютный максимум температуры может достигать 50 °С и выше. В Долине Смерти была зарегистрирована температура +56,7 °С!
Влажный субтропический климат характерен для восточных побережий материков к северу и югу от тропиков. Основные области распространения — юго-восток США, некоторые юго-восточные районы Европы, север Индии и Мьянмы, восточный Китай и южная Япония, северо-восточная Аргентина, Уругвай и юг Бразилии, побережье провинции Натал в ЮАР и восточное побережье Австралии. Лето во влажных субтропиках продолжительное и жаркое, с такими же температурами, как и в тропиках. Средняя температура самого теплого месяца превышает +27 °С, а максимальная +38 °С. Зимы мягкие, со средними месячными температурами выше 0 °С, но случайные заморозки оказывают губительное влияние на плантации овошей и цитрусовых. Во влажных субтропиках средние годовые суммы осадков колеблются от 750 до 2000 мм, распределение осадков по сезонам довольно равномерное. Зимой дожди и редкие снегопады приносятся главным образом циклонами. Летом осадки выпадают в основном в виде грозовых ливней, связанных с мощными затоками теплого и влажного океанического воздуха, характерными для муссонной циркуляции Восточной Азии. Ураганы (или тайфуны) проявляются в конце лета и осенью, особенно в Северном полушарии.
Субтропический климат с сухим летом типичен для западных побережий материков к северу и югу от тропиков. В Южной Европе и Северной Африке такие климатические условия характерны для побережий Средиземного моря, что послужило поводом называть этот климат также средиземноморским. Аналогичный климат в южной Калифорнии, центральных районах Чили, на крайнем юге Африки и в ряде районов на юге Австралии. Во всех этих районах жаркое лето и мягкая зима. Как и во влажных субтропиках, зимой изредка бывают морозы. Во внутренних районах летом температуры значительно выше, чем на побережьях, и часто такие же, как в тропических пустынях. В целом преобладает ясная погода. Летом на побережьях, близ которых проходят океанические течения, нередко бывают туманы. Например, в Сан-Франциско лето прохладное, туманное, а самый теплый месяц — сентябрь. Максимум осадков связан с прохождением циклонов зимой, когда преобладающие воздушные потоки смешаются по направлению к экватору. Влияние антициклонов и нисходящие потоки воздуха над океанами обусловливают сухость летнего сезона. Среднее годовое количество осадков в условиях субтропического климата колеблется от 380 до 900 мм и достигает максимальных величин на побережьях и склонах гор. Летом обычно осадков не хватает для нормального роста деревьев, и поэтому там развивается специфический тип вечнозеленой кустарниковой растительности, известный под названиями маквис, чапараль, мал и, маккия и финбош.
Экваториальный климатический пояс
Экваториальный тип климата распространен в экваториальных широтах в бассейнах Амазонки в Южной Америке и Конго в Африке, на п-ве Малакка и на островах Юго-Восточной Азии. Обычно среднегодовая температура около +26 °С. Из-за высокого полуденного стояния Солнца над горизонтом и одинаковой продолжительности дня в течение всего года сезонные колебания температуры невелики. Влажный воздух, облачность и густой растительный покров препятствуют ночному охлаждению и поддерживают максимальные дневные температуры ниже +37 °С, более низкие, чем в более высоких широтах. Среднее годовое количество осадков во влажных тропиках колеблется от 1500 до 3000 мм и распределяются они по сезонам обычно равномерно. Осадки в основном связаны с внутритропической зоной конвергенции, которая располагается немного севернее экватора. Сезонные смещения этой зоны к северу и югу в некоторых районах приводят к формированию двух максимумов осадков в течение года, разделенных более сухими периодами. Ежедневно тысячи гроз прокатываются над влажными тропиками. В промежутках между ними солнце светит в полную силу.
Тематические (почвенно-экологические) карты. Представляют собой исходный материал для землепользования, в котором почвенная карта играет ведущую роль. Тематические карты призваны решать самые разнообразные задачи - от рекомендаций по улучшению почв до обоснования размещения сельскохозяйственных культур в зависимости от почвенных условий. Масштаб карт обусловливает направление и конкретные пути их использования.Тематические карты разнообразны по своему содержанию. К ним относятся карты эрозии, засоления, солонцеватости, фактического использования и производительной способности земель, экологическая карта и многие другие, отвечающие конкретным задачам и целям картографирования почв в том или ином масштабе.
В последние два десятилетия на базе Почвенного института им. В. В.Докучаева на примере в основном зарубежных исследований в Камбодже, Кубе, Лаосе, Ливии были разработаны основы средне- и крупномасштабного тематического картографирования для оптимального выбора и размещения сельскохозяйственных культур в зависимости от почвенно-экологических условий.
Предложенная система тематических карт обычно включает несколько их видов, которые дают полное представление о качестве земель, характере их использования в настоящем и рекомендации по использованию в будущем:
карта фактического использования земель (Land Use);
карта производительной способности земель;
карта эрозии почв (там, где распространена эрозия, например в гумидных регионах);
карта засоления почв (там, где существуют проблемы засоления, например в аридных регионах);
^ Карта фактического использования земель (см. цв. вкл., рис. 4)служит исходным документом для определения существующих масштабов и направлений в общей стратегии сельского хозяйства региона: земледелия, лесного хозяйства, животноводства. Виды земельна карте характеризуются определенной площадью, что дает не только качественную, но и количественную информацию о фактическом использовании земель в регионе. Карта предназначена такжедля решения общих региональных проблем сельского хозяйства и;отвечает на вопрос, как используется почвенный покров региона iв сельском хозяйстве, оставляя проблему трансформации угодий для карты оптимального перспективного использования земель. Карту составляют по материалам почвенного картографирования, маршрутных и более детальных исследований, на базе аэрокосмических снимков и других топографических и тематических материалов, отражающих характер использования земель, занятость территории под сельскохозяйственные и несельскохозяйственные нужды (города, поселки, дороги, неудобья, выключки и т.д.). \
^ Карта эрозии почв (см. цв. вкл., рис. 5). Условия возделывания сельскохозяйственных культур во многом ограничиваются и определяются характером эрозионных процессов неравнозначных по негативному проявлению в различных регионах мира. Это обусловлено большим разнообразием почвенных, гидрологических, климатических и геоморфологических условий, а также антропогенным воздействием на почвенный покров в целом. Водная эрозия развита чрезвычайно широко и представлена преимущественно двумя формами - плоскостной и овражной.
Карты эрозии почв включают данные, полученные при почвенной съемке, проведении детальных специальных исследований на стоковых площадках и трансектах, а также при дешифрировании материалов аэро- и космической съемки и определении характера овражной эрозии. Она базируется на классификации собственно \ эродированных почв и почв потенциально эрозионноопасных.
^ Карта производительной способности земель отражает качественную группировку почв и характеризует их по степени пригодности для сельского хозяйства. Она представляет собой сводный картографический материал, характеризующий качество почв по основным признакам и свойствам, наиболее существенно влияющим на характер использования земель, Составляется на основе карт почвенной эрозии и собственно качественной группировки почв. Почвы на карте объединены в труппы по характеру общности морфогенетических, физических, химических и агрохимических свойств, а также экологических условий, определяющих возможности использования почв в сельском \ хозяйстве. Некоторые свойства почв (мощность мелкоземистого слоя, гранулометрический состав, сложение, оглеенность, засоленность, солонцеватость, эродированность и др.) затрудняют или лимитируют их использование.
^ Карта оптимального перспективного использования земель отражает наиболее желательное размещение сельскохозяйственных культур. Это ключевая карта в системе тематических карт, использующая их информацию и составляемая на базе: шкалы показателей пригодности почв для возделывания сельскохозяйственных культур.
Шкала служит ключом к рекомендациям по размещению определенных культур в том или ином контуре, объединяющем почвы; одного типа по производительной способности. Она содержит сведения о свойствах почв, которые обеспечивают оптимальные и допустимые условия выращивания различных сельскохозяйственных культур либо могут лимитировать их развитие. Каждый контур карты соответствует главной, дополнительной и сопутствующей культуре из рекомендуемых для возделывания.
^ Основные принципы и методика составления почвенных и тематических карт. Принцип комплексности, основанный на изучении взаимозависимости элементов природы и отдельных явлений, был положен в основу почвенных съемок и исследований еще до того, как был предложен термин «комплексность». Так, первые почвенные съемки основывались не только на анализе почвенных разрезов, но и на влиянии на формирование почв почвообразующих факторов: климата, биоты, рельефа, литологического состава почвообразующих пород и др. Почвы как поверхностный слой земной оболочки особенно четко синтезируют взаимосвязи природных факторов. Генетическое почвоведение еще в первоначальном развитии позволяло выявить природную зональность. В современном почвенном картографировании генетический принцип, основанный на комплексном изучении факторов почвообразования и принципах размещения почв, проявляется еще более четко.
Исследование почвенного покрова и картирование почв слагаются из трех периодов - подготовительного, полевого и камерального.
^ Подготовительный период, непродолжительный по времени, обеспечивает успешное проведение предстоящих почвенных исследований. Подготовка касается программных, методических, организационных и технических вопросов, от своевременного и правильного разрешения которых во многом зависит успех полевых работ.
^ Полевой период почвенных исследований - основной по значению и наиболее сложный по выполнению. В полевой период почвовед должен сделать все необходимые наблюдения, изучить и описать почвы, собрать необходимые образцы почв, почвообразующих пород и растений для последующего их просмотра и анализа, картировать почвенный покров, т. е. составить полевую (предварительную) почвенную карту.
^ Камеральный период служит для тщательной проверки всех собранных полевых материалов, лабораторных исследований и анализа всего собранного материала. Составляется окончательный вариант почвенной карты, к которой пишется объяснительная записка.
Докучаевский метод картографии почв отражает особенности почвенного покрова на основе познания закономерных генетических связей между почвами и всеми другими элементами географической среды. Поэтому картография почв неотделима от изучения условий или факторов почвообразования, включая влияние хозяйственной деятельности человека. Природные условия почвообразования исследуют в той или иной степени подробности в течение всех трех рабочих периодов. Программа изучения природных факторов почвообразования при почвенном картировании состоит из следующих разделов:
Геологическое строение, коренные (подстилающие) и почвообразующие породы.
Геоморфологическая характеристика территории.
Гидрогеологические условия.
Климат.
Растительность и животные организмы в почве.
Хозяйственная деятельность человека.
^ 2. Почвенные ресурсы России и мира
Почвенные ресурсы России. На почвенный покров России приходится приблизительно 1,4 млрд га из 1,7 млрд га общей площади страны, причем в сельском хозяйстве используются всего 13,4% от общей площади (7,9 -пашня, 1,7 -сенокос, 3,8 -пастбище, 0,08 -многолетние насаждения). Около 80 % почвенного покрова приходится на территории, исключающие или сильно затрудняющие земледельческое освоение. Почвенный покров на этих территориях в основном занят лесом или служит в качестве пастбищ. По природным зонам площади почв распределены неравномерно (табл. 37). Большая часть приходится на тайгу и хвойно-широколиственные леса, тогда как наилучшие почвы лесостепей и степей (серые лесные и черноземы) составляют лишь около 10 %. Однако именно они в наибольшей степени интенсивно используются в сельском хозяйстве.
Более 1/3 территории страны приходится на регионы, занятые горными почвами (34,4 %). Все относительно лучшие почвы страны к настоящему времени интенсивно распаханы. Вследствие неблагоприятных природных факторов и антропогенной деградации все потенциально пригодные для сельскохозяйственного использования почвы низкоплодородны, и требуются большие затраты при их освоении и эксплуатации.
Современные тенденции использования почвенного покрова в России отчетливо показывают, что экстенсивный путь меняется на более прогрессивный - интенсивный. Это видно из того, что с 1990 по 2001 г. площадь пахотных земель сократилась на 7,9 млн га, но при этом урожайность за 47 лет выросла на 2 ц/га относительно среднестатистического уровня, составив 12,7 ц/га (табл. 39). Однако в отличие от многих западных стран, где ранее малоплодородные почвы на больших площадях постепенно становились высокоплодородными за счет применения высокоурожайных сортов, высоких доз удобрений, гербицидов, пестицидов и новейших приемов агротехники, в России происходит пока обратный процесс превращения плодородных почв (особенно черноземов) в малоплодородные. Прогрессивная деградация почв приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, особенно в зонах рискованного земледелия, доминирующих в стране по площади пахотных земель, что приводит к увеличению затрат на получение единицы продукции.
^ Почвенные ресурсы мира. В настоящее время распахана лишь восьмая часть суши. По отдельным континентам и странам распаханность почв и их использование в земледелии варьирует следующим образом: Европа - 29,5 %; Азия - 16,9 %; Северная и Центральная Америка - 12,8 %; Южная Америка - 7,9 %; Африка - 6,2 %; Австралия и Океания - 5,8 %. По географическим поясам площадь пахотных земель определяется так: субтропики - 730 млн га, суббореальный пояс - 720 млн га и тропики - 657 млн га. В пределах поясов степень использования почв обусловлена характером увлажнения.
На Земле имеются еще значительные ресурсы пахотно-пригод-ных земель. Их суммарная площадь составляет 3190 млн га, или 24,2 %. По сравнению с используемыми сейчас 11,3 % это означает, что площадь пахотных земель можно увеличить вдвое. Тем не менее, лучшие почвы уже давно распаханы, а резерв составляют территории, для которых требуются значительные капиталовложения для улучшения их свойств, мелиорации, ирригации и других агротехнических приемов. В настоящее время больше всего используются ферраллитные почвы, черноземы, опустыненные почвы, подзолистые и дерново-подзолистые, аллювиальные.
^ Землепользование в холодном поясе. От арктических пустынь до среднетаежных лесов ограничивающий фактор - дефицит тепла.
Вегетация в открытом грунте невозможна за исключением отдельных участков с благоприятным микроклиматом и «теплыми» почвами. Возможно землепользование пригородного подсобного типа с возделыванием скороспелых огородных и кормовых культур на базе теплиц. Существенно ограничивается и развитие пастбищного хозяйства. Животноводство имеет очаговый характер. Преимущественно распространено оленеводство - основной источник продовольствия и животного сырья.
^ Землепользование в умеренном поясе. В этом поясе два сезона - холодный и теплый. Возделываются яровые и озимые злаки - растения длинного дня. Растения короткого дня - подсолнечник, конопля и другие - типичны для южных районов умеренного пояса.
Система лимитирующих факторов, в том числе почвенных, а в целом почвенно-экологических определяет характер землепользования в той или иной части умеренного пояса. В наиболее благоприятных условиях основной лимитирующий фактор - рельеф местности и дефицит атмосферного увлажнения в вегетационный период (в континентальных частях пояса).
В Евразии земледельческие территории образуют самый обширный на планете массив этого пояса на равнинах Западной и Восточной Европы. Степень распаханности земель высокая - 60-70 %, но пастбища по площади ограничены. Тем не менее развито животноводство при стойловом содержании скота. Такой же крупный массив находится в Северной Америке в восточном приокеани-ческом секторе.
Земледельческое использование территории становится нерентабельным и нерациональным в горах в условиях значительного дефицита увлажнения. Поэтому пастбищное хозяйство сосредоточено на равнинах в пределах континентального сектора (зоны сухих степей, полупустынь, пустынь и ксерофитных редколесий) либо на плоскогорьях, где условия недостаточно влажные или теплые для выращивания сельскохозяйственных культур.
Пастбищные угодья занимают равнины и котловины Центральной Азии, горы и холмы Внутренней Монголии, сухие степи и полупустыни Казахстана и Прикаспия, аридные области запада США. Ландшафты полупустынь с коротким периодом вегетации эфемеров, с низкой биопродуктивностью могут быть отнесены к непродуктивным землям, хотя при организации орошения интенсивно используются в земледелии.
^ Землепользование в субтропиках. В Северном полушарии длительность вегетационного периода около 200 дней в северных районах, в южных - круглогодичная. В этих регионах бывают «вегетационные зимы», когда температура не опускается зимой ниже +10 °С, т. е. возможна круглогодичная вегетация. В континентальном секторе (семиаридные условия) земледелие возможно только при орошении. Муссонный климат влияет на характер земледелия.
В субтропиках почти повсеместно существуют два вегетационных периода: в Европе - весенний и осенний, в остальных районах - летний и зимний. В зимний период возделывают зерновые и овощные - малотребовательные к теплу, в летний период - многолетние культуры - хлопчатник, поздние сорта риса и кукурузы, цитрусовые, чай, инжир, маслины и однолетники тропического пояса.
В самых теплых районах - северной Сахаре, Аравии, юге Ирака, Ирана, Калифорнии - плодоносят финиковая пальма, поздние сорта хлопчатника. Пример адаптации культуры к субтропикам - озимая пшеница. Важнейшую культуру, особенно на востоке, - рис - возделывают летом в условиях обильного полива. Пастбищные угодья распространены в засушливых районах.
^ Землепользование в тропиках. Обусловлено непрерывной вегетацией в течение всего года. Доминируют многолетние плантационные древесно-кустарниковые культуры и однолетние скороспелые, позволяющие получать несколько урожаев в год. Выделяют три зоны по увлажнению - избыточную, достаточную и недостаточную.
Ферраллитные почвы имеют низкое естественное плодородие. Лимитирующий фактор - рельеф. Состав культур зависит от высоты местности. На самых высоких отметках рельефа сеют ячмень и пшеницу. В районах избыточного увлажнения используют культуры, не переносящие сухого сезона - масличную пальму, гевею, маниоку. Такие культуры, как кофе, хлопчатник, какао, табак, нуждаются в сухом периоде для созревания. При выращивании целого ряда культур требуется затенение (например, для кофе).
По мере продвижения к северу и югу от экватора земледелие сменяется пастбищным хозяйством. Биопродуктивность пастбищ низкая, а нагрузка высокая. Аридные известковые и гипсовые почвы засолены. Антропогенное воздействие в тропиках проявляется в обезлесении, формировании саванноподобных ландшафтов, опустынивании.
^ 3. Деградация и охрана почвенного покрова
Задачи охраны почв. Проблема охраны почв возникла в связи с тем, что почва как компонент экосистем, находящийся в динамическом равновесии со всеми другими составляющими биосферы, в результате вмешательства человека (прямого или опосредованного), теряет свое основное природное свойство - плодородие. В общем виде это называется деградацией почв почвенного по крова. Деградация имеет экологически нерациональный характер там, где деятельность человека разрывает природные связи внутри компонентов биосферы, меняет устойчивое на протяжении тысячелетий и даже миллионов лет экологическое равновесие между факторами почвообразования.
Есть масса примеров рационального, не деструктивного использования почв в земледелии. Вместе с тем на фоне таких примеров общая статистика показывает, что за всю историю человеческой цивилизации было безвозвратно потеряно и разрушено больше продуктивных почв, чем сейчас распахивается во всем мире.
Две трети, а может быть и три четверти современных пахотных почв в той или иной степени подвержены различным деградацион-ным процессам. Ежегодные потери в мире составляют 6-7 млн га, из которых около 1 млн га отчуждается на несельскохозяйственное использование, а 5 -6 млн га забрасываются вследствие деградации и превращаются в пустыни и бедленды.
Охрана почв - глобальная проблема сегодняшнего дня, прямо связанная с обеспечением продуктами питания все возрастающего населения планеты.
^ Процессы деградации. Вынос, перенос и переотложение почвенного материала в результате действия текучих вод и ветра определяют в первом случае водную, а во втором ветровую эрозию (дефляцию). В геологической истории Земли процессы эрозии и дефляции естественны. Это нормальная геологическая эрозия. Современную эрозию, связанную с земледелием, называют ускоренной. Она наблюдается во всех частях света. Темпы эрозии разные, но наиболее высокие в горах и аридных зонах.
^ Водная эрозия. Этому процессу способствуют талые воды, дождевые и муссонные осадки, характер рельефа и гранулометрический состав почв, характер подстилающих пород и растительного покрова. Вследствие этого ухудшаются физические свойства почв (разрушение структуры, уплотнение), сокращается и уничтожается гумусовый горизонт, снижаются запасы питательных веществ (гумуса, азота, фосфора, калия и др.).
^ Ветровая эрозия (дефляция). Дефляции подвержены почвы степей, саванн, полупустынь, пустынь. Способствуют дефляции легкий механический состав почв, рельеф (ложбины стока в направлении господствующих ветров), распространение яровых и пропашных культур, т.е. многократная распашка и обработка почв, разреженная растительность.
Дефляция проявляется в виде пыльных бурь, повторяющихся каждые 3 - 5-10-20 лет. В отличие от водной эрозии почвы при этом могут быть погребены под эоловыми наносами и таким образом консервироваться, не теряя своих свойств.
^ Методы охраны почв и почвенного покрова от водной и ветровой эрозии. В сельском хозяйстве наиболее часто используемые проти-воэрозионные мероприятия включают:
полосное земледелие (чередование пропашных и почвозащитных культур);
почвозащитные севообороты (использование многолетних трав);
землевание (внесение на поверхность почв органогенной массы, например, на щебнистые почвы табачных плантаций, которые обычно расположены на склонах и сильно подвержены ливневым осадкам в тропических гумидных районах);
кротование почв (ослабление поверхностного стока и перевод его во внутрипочвенный сток);
контурное земледелие (обработка почв по горизонталям);
обвалование и снегозадержание (пахота снега, прикатыва-ние, устройство щитов и др.);
безотвальная вспашка;
глубокая зяблевая вспашка раз в 3 - 5 лет;
террасирование склонов;
создание лесных полос;
борьба с оврагами;
структурообразование (использование полимеров как структурообразователей);
зарегулированный выпас скота.
^ Загрязнение почв агрохимикатами. Применение азотных удобрений нередко приводит к накоплению в почвах избыточных концентраций нитратов, которые не сорбируются почвой, легко мигрируют по профилю и попадают в грунтовые воды. ПДК азота нитратов в питьевой воде в нашей стране в настоящее время определяется в 10 мг/л.
К источникам загрязнения относятся аммиачные соединения азота. Обычно это отходы животноводства и сточные воды. Избыток фосфора при применении фосфорных удобрений также негативно сказывается на росте растений и загрязнении почв.
^ Загрязнение почв пестицидами. Ядохимикаты по борьбе с сорняками (гербициды), с грибковыми болезнями растений (фунгициды) и вредителями (инсектициды) применяют во всем мире. При этом увеличивается тенденция к росту применения препаратов широкого спектра действия, поскольку это сохраняет до 30 % урожая.
Ядохимикаты адсорбируются органическим веществом почв и минеральными коллоидами, что приводит к загрязнению самой активной и полезной ограноминеральной части почвы. Наиболее стойкие ядохимикаты - хлорорганические соединения и группа диенов, применение которых должно быть строго ограничено или просто запрещено. Наилучшие меры предосторожности при использовании пестицидов - употребление длительно действующих гранулированных форм, комплексных форм удобрений, а также новейших технологий внесения их в почвы.
^ Дегумификация почв. Наиболее яркий пример дегумификации почв - распашка целинных и мелиорация торфяных почв. В России более 3 млн га торфяников. В результате осушения мощность их уменьшается в среднем на 2-3 см в год за счет уплотнения при обезвоживании, коагуляции коллоидов и изменения структуры торфа.
Дегумификация происходит и в результате интенсивного многолетнего использования почв под пропашные культуры, когда ежегодно изымается большое количество биомассы, не компенсированной органическими удобрениями.
Для создания бездефицитного баланса органического вещества в почвах необходимо ежегодно вносить в почвы в среднем 8-12 т/га органических удобрений (80-120 кг на одну сотку).
