Основы климатологии

Погода – состояние атмосферы в данном месте Земли в определенный момент или интервал времени. Совокупность погод в данном месте принято называть климатом.

Климат. По-гречески, климат – означает наклон. В климатологии имеется в виду наклон земной поверхности к солнечным лучам. Климат – одна из основных географических характеристик той или иной местности, он определяет многолетний статистический режим погоды этого места.

Основные особенности климата зависят от поступления энергии солнечного излучения. Вращение Земли вокруг своей оси, наклоненной к плоскости экватора на 23,26°, и обращение Земли вокруг Солнца приводят к суточным и годичным вариациям погоды, а также к определенным широтным (зональным) закономерностям климата на Земле (Рисунок 12.1).

Рисунок 12.1 Разница нагрева земли, обусловленная наклоном ее оси

В результате разницы нагрева появляются климатические пояса на Земле (Рисунок 12.2,3) и зоны продолжительности солнечного сияния.

Рисунок 12.2 Зоны России формируемые по количеству поступающего света от солнца

Рисунок 12.3 Климатические пояса Земли

Приток солнечного света и тепла, приходящих на вращающуюся Землю, приводит к суточному изменению температуры почти на всех широтах, кроме полярных шапок, где ночи и дни могут длиться вплоть до полугода. Суточные и годичные изменения освещенности Земли солнечными лучами приводят к сложной периодической изменчивости нагрева в различных районах Земли. Результатом неодинакового нагрева в разных участках суши, океана и атмосферы является возникновение мощных струйных течений в океанах, а также ветры, циклоны и ураганы в тропосфере. Эти перемещения вещества сглаживают перепады температуры, при этом они оказывают сильное влияние на погоду в каждой точке Земли и, тем самым, формируют климат на всей планете. Можно ожидать, что устоявшийся в течение тысячелетий тепловой режим на Земле должен обеспечить очень точную повторяемость погодных явлений в каждом заданном регионе. Однако во многих других местах, при сохранении общих закономерностей, за многие годы часто наблюдаются заметные отклонения от среднего. Все эти аномалии хотя бы частично, могут быть связаны с солнечной активностью. На фоне сравнительно устойчивого климата погода постоянно меняется, в основном, за счет циркуляции атмосферы. Наиболее устойчива погода в тропических странах и наиболее изменчива в средних широтах и околополярных областях, в частности, на севере Атлантического и Тихого океанов, где часто возникают и развиваются циклоны.

Классификаций климатов несколько. Есть строго научные подробные классификации климатов всего земного шара, есть классификации для отдельных географических районов и даже для отдельных стран. Наиболее простая и известная классификация (Рисунок 12.4), которой пользуется большинство людей, хотя она не является официально признанной и не отличается полнотой, следующая: холодный, умеренный, жаркий — по режиму температуры, кроме того, каждую из трех основных разновидностей климата можно в зависимости от режима осадков и влажности дополнительно характеризовать как морской (влажный, с ровным ходом температуры) или континентальный (сухой, с резкими колебаниями температуры). Например, в Антарктике по этой классификации климат холодный континентальный, в Арктике — холодный морской, в Восточной Европе — умеренный континентальный, а в Западной Европе — умеренный морской, в Северной Африке, на Ближнем Востоке, на юге Средней Азии — жаркий континентальный, а на Кубе и других островах Карибского моря — жаркий морской. Это упрощенная, очень приблизительная классификация земных климатов, не включающая многие важные климатические области.

Рисунок 12.4 Упрощенная классификация климатов

Классификация климатов Кёппена — одна из наиболее распространённых систем классификации типов климата. Классификация была разработана немецким климатологом Владимиром Петровичем Кёппеном (Рисунок 12.18) в 1900 (с некоторыми дальнейшими, сделанными им самим, изменениями в 1918 и 1936). Она основывается на концепции, в соответствии с которой наилучшим критерием типа климата является то, какие растения растут на данной территории в естественных условиях.

Классификация климатов Кёппена, основана на учете режима температуры и осадков. Намечается 5 типов климатических зон (Рисунок 12.5), именно: А — влажная тропическая зона без зимы; В — две сухие зоны, по одной в каждом полушарии; С — две умеренно теплые зоны без регулярного снежного покрова; D — две зоны бореального климата на материках с резко выраженными границами зимой и летом; Ε — две полярные области снежного климата. Границы между зонами проводятся по определенным изотермам самого холодного и самого теплого месяцев и по соотношению средней годовой температуры и годового количества осадков при учете годового хода осадков. Внутри зон типов А, С и D различаются климаты с сухой зимой (w), сухим летом (s) и равномерно влажные (f). Сухие климаты по соотношению осадков и температуры делятся на климаты степей (BS) и климаты пустынь (BW), полярные климаты — на климат тундры (ЕТ) и климат вечного (постоянного) мороза (EF). Таким образом, получается 11 основных типов климата: Af — климат тропических лесов, Aw — климат саванн, BS — климат степей, BW — климат пустынь, Cw — климат умеренно теплый с сухой зимой, Cs — климат умеренно теплый с сухим летом (средиземноморский), Cf — климат умеренно теплый с равномерным увлажнением, Dw — климат умеренно холодный с сухой зимой, Df — климат умеренно холодный с равномерным увлажнением, ЕТ — климат тундры, EF — климат вечного мороза. Для дальнейшей детализации вводятся 23 дополнительных признака и соответствующие индексы (а, b, c, d и т. д.), основанные на деталях в режиме температуры, осадков, и характерной растительности.

Рисунок 12.5 Климат мира

Выдающийся советский ученый Л. С. Берг (Рисунок 12.19) разработал следующую классификацию климатов Земли. Он выделил две большие группы:
1. Климаты низин.
2. Климаты возвышенностей.
Среди климатов низин Л. С. Берг выделяет
одиннадцать типов:
1. Климат тундры — в Арктике и Антарктике.
2. Климат тайги, на Скандинавском п-ове и в Северной Америке.
3. Климат лесов умеренной зоны — в СССР, в Западной Европе и в Северной Америке (в области Великих озер).
4. Климат муссонный — на Амуре, в Маньчжурии (Северо-Восточный Китай), Северном Китае, на Южном Сахалине и в Северной Японии.
5. Климат степей — в СССР, Монголии, на западе США, в Австралии и Аргентине.
6. Климат пустынь с холодными зимами — в СССР (пустыни Средней Азии).
7. Климат средиземноморских стран — на Южном берегу Крыма, юге Австралии, Калифорнии. Здесь лето жаркое, а зима хотя и теплая, но дождливая.
8. Климат субтропических лесов — в Южном Китае, Южной Японии, Северной Индии, Закавказье, Южной Африке, Юго-Востоке США и районе Ла-Платы в Южной Америке.
9. Климат пустынь с теплыми зимами — в Сахаре, пустынях Аравии и Австралии, пустыне Атакама в Чили.
10. Климат тропического лесостепья (область саванн) — в Венесуэле, Гвиане, к югу от Амазонки, в тропической Америке, на севере Австралии, на Гавайских о-вах.
11. Климат тропических влажных лесов — в бассейне Амазонки, в восточной части Центральной Америки, на Больших Антильских о-вах, на юге Флориды, в тропической Африке, на Новой Гвинее и на Филиппинских о-вах.
Климаты возвышенностей повторяют основные типы климатов низин. Кроме того, на возвышенностях бывает климат вечного мороза.

Прогнозирование погоды. В 1816—1820 гг. в Германии были созданы первые синоптические карты для Европы. Первые сохранившиеся записи инструментальных метеорологических наблюдений в Москве выполнялись с сентября 1731 по февраль 1732 г. Однако регулярные наблюдения за погодой в Москве начались лишь с мая 1820 г. в Московском университете. В Петербурге же наблюдения за погодой начались в 1872 г.В настоящее время предсказания погоды производятся с точностью до 75—90%. Прогнозы текущей погоды (в пределах от 0 и вплоть до 6–12 часов) основываются на интенсивном, с точки зрения наблюдений, подходе и называются прогнозами текущей погоды. Традиционно прогнозирование текущей погоды концентрируется на анализе и экстраполяции наблюдаемых метеорологических полей с особым упором на мезомасштабные поля облаков и осадков, полученных по данным спутников и радиолокаторов. Прогностическая продукция текущей погоды особенно ценна в случае мезомасштабных неблагоприятных условий погоды, связанных с сильной конвекцией и интенсивными циклонами. В случае с тропическими циклонами, прогнозирование текущей погоды является важным подходом к обнаружению и последующему краткосрочному предсказанию, которое обеспечивает действенность прогноза в некоторых случаях свыше 24 часов. Численный (гидродинамический) метод прогноза погоды основан на математическом решении системы полных уравнений гидродинамики и получении прогностических полей давления, температуры на определенные промежутки времени. Вычислительные центры Москва, Вашингтон, Токио, Рейдинг (Европейский прогностический центр) используют различные численные схемы развития крупномасштабных атмосферных процессов. Точность численных прогнозов зависит от скорости расчета вычислительных систем, от количества и качества информации, поступающей с метеостанций. Чем больше данных, тем точнее расчет. Прогноз с 100% точностью не в состоянии дать ни один прогностический центр.

Поиск по сайту: