Сайт учителя биологии и географии Лотоцкой Е. Г.

Блок 5. География России

Природа России

2. Типы климатов, факторы их формирования, климатические пояса

Климатообразующие факторы. Вы уже знаете, что на формирование климата любой территории оказывают влияние следующие факторы: географическое положение, солнечная радиация, циркуляция воздушных масс, подстилающая поверхность, близость морей и океанов, морские течения, высота места над уровнем моря, направление горных цепей и хребтов, антропогенные воздействия. Все эти климатообразующие факторы действуют и на территории нашей страны, формируя своеобразные климатические условия того или иного места (региона).

Основные климатические показатели — количество тепла, количество осадков и распределение их по сезонам года, испаряемость, коэффициент увлажнения.

Какие же климатообразующие факторы играют ведущую роль в формировании климата нашей страны?

Высота Солнца над горизонтом в день летнего солнцестояния: а — мыс Челюскин; б — г. Краснодар

Влияние географического положения на климат. Большая протяженность России с севера на юг определяет положение страны в разных климатических поясах, обусловливает разное количество солнечного тепла, получаемое той или иной территорией.

Излучение солнцем тепла и света называется солнечной радиацией. Радиация измеряется количеством тепла и выражается в килокалориях на один квадратный сантиметр (ккал/см²) земной поверхности.

Количество солнечной радиации, которую получает земная поверхность, зависит от географической широты места, так как широта определяет угол падения солнечных лучей, от состояния атмосферы, а также от характера подстилающей поверхности.

Наибольшее количество солнечной радиации поступает на поверхность в южных районах нашей страны, поэтому именно там наблюдаются самые высокие температуры воздуха.

Распределение солнечной радиации

Количество солнечного тепла в зависимости от высоты солнца над горизонтом (А₁— высокое. А₂ — низкое)

Общее количество солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, называется суммарной радиацией.

Нагретая земная поверхность излучает тепло. Чем выше температура поверхности и чем меньше облачность, тем больше потери тепловой энергии. Например, в умеренных широтах на тепловое излучение расходуется в среднем около половины энергии, затраченной на нагревание поверхности.

Характер подстилающей поверхности сильно влияет на отражение или поглощение радиации. Снег в среднем отражает до 70—80% суммарной солнечной радиации, песок в два раза меньше, чем снег, лес и чернозем примерно в пять раз меньше.

Циркуляция воздушных масс. Перемещение воздушных масс над поверхностью Земли приводит к переносу тепла и влаги из одних районов в другие.

Над Россией перемещаются арктические, умеренные и на юге тропические воздушные массы. В основном это континентальный воздух.

Суммарная солнечная радиация

Поскольку в умеренных широтах, где расположена большая часть нашей страны, господствует западный перенос воздушных масс, Атлантический океан оказывает на климат значительно большее влияние по сравнению с Тихим.

Роль западного переноса особенно велика в теплый период года, когда на большей части страны преобладают западные и северо-западные ветры.

Зимой основную роль играет обширная область высокого давления, называемая Сибирским антициклоном или Азиатским максимумом, центр которого располагается в районах Забайкалья, Республики Тува и Северной Монголии. От него области с повышенным давлением растекаются в двух направлениях: на северо-восток вплоть до Чукотского побережья и на запад через Северный Казахстан и юг Русской равнины (примерно до 50° с. ш.).

Атмосферные фронты над территорией России

Перемещение различных по температуре и влажности воздушных масс определяет характер погоды. Например, континентальный воздух умеренных широт (кВУШ) круглый год преобладает в западных районах Восточной Сибири. Поэтому зимой здесь ясная морозная погода (сибирская зима), а летом достаточно тепло.

Важно представлять, что при перемещении воздушных масс над той или иной территорией они способны постепенно изменять свои свойства под влиянием подстилающей поверхности. Этот процесс называется трансформацией. Например, арктические воздушные массы, проходя летом через всю Русскую равнину, прогреваются до такой степени, что приводят к образованию суховеев в Предкавказье.

Движение воздуха в холодном и теплом фронтах

В полосе, разделяющей различные по своим свойствам воздушные массы, образуются своеобразные переходные зоны — атмосферные фронты.

Ширина атмосферного фронта обычно достигает нескольких десятков километров. В полосе фронта при соприкосновении двух различных по свойствам воздушных масс происходит достаточно быстрое изменение давления, температуры, влажности. Поэтому прохождение фронта сопровождается ветрами, облачностью, выпадением осадков, то есть сменой погоды.

При перемещении теплых воздушных масс в сторону холодных образуется теплый фронт, а при перемещении холодных воздушных масс в сторону теплых — холодный.

При вторжении теплого воздуха он, как более легкий, поднимается над холодным. При подъеме он охлаждается, поэтому содержащаяся в нем влага конденсируется, что и вызывает выпадение осадков. Погода изменяется таким образом: наступает потепление, идут затяжные дожди.

При вторжении холодного воздуха он, как более тяжелый, подтекает под теплый, выталкивая его вверх. Теплый воздух быстро охлаждается, вслед за чем выпадают обильные осадки — ливни, часто с грозами. После этого быстро проясняется и наступает ясная, прохладная погода.

Циклоны и антициклоны — это крупные атмосферные вихри. Циклоны — это вихри с низким давлением в центре, антициклоны — с высоким давлением в центре.

На синоптических и климатических картах обнаружить циклоны и антициклоны достаточно легко по замкнутым концентрическим изобарам (линиям равного давления).

Циклоны имеют весьма внушительные размеры — 2—3 тыс. км в поперечнике и перемещаются со скоростью около 30 км/ч. Воздух в циклоне движется от периферии к центру, отклоняясь против часовой стрелки. В центре воздух поднимается и растекается к окраинам. При этом происходит конденсация влаги и выпадают осадки.

По территории России циклоны обычно перемещаются с запада на восток, поскольку в умеренных широтах господствует западный перенос.

Направление ветров в антициклоне и циклоне в Северном полушарии (НД — область низкого давления, ВД — область высокого давления)

В антициклоне происходит движение воздуха от центра к периферии с отклонением по часовой стрелке. В центр антициклона постоянно поступает воздух из верхних слоев тропосферы. При опускании этот воздух прогревается и удаляется от насыщения. Поэтому в антициклоне погода стоит ясная, безоблачная, с большими суточными колебаниями температуры.

Основные районы действия циклонов связаны с прохождением атмосферных фронтов. Поэтому интенсивная циклоническая деятельность зимой развивается над Баренцевым, Карским, Охотским морями и над северо-западной частью Русской равнины.

В летний период циклоны наиболее интенсивно развиваются на Дальнем Востоке и на западе Русской равнины.

Антициклоны активно действуют зимой в Восточной Сибири, а также как зимой, так и летом на юге Русской равнины.

Влияние подстилающей поверхности. Большое влияние на климат оказывает рельеф. Отсутствие гор на севере и западе России способствует проникновению арктических и атлантических воздушных масс в глубь страны. Горные хребты на востоке страны ограничивают влияние Тихого океана на климат внутренних районов.

В зависимости от того, где образуются воздушные массы, они разделяются на морские и континентальные.

Характер поверхности влияет и на величину поступающей радиации, препятствуя таким образом глубокому прогреванию поверхности.

Закономерности распределения тепла и влаги на территории нашей страны. Огромная протяженность территории нашей страны и расположение в нескольких климатических поясах приводят к тому, что в разных районах страны сильно отличаются температуры января и июля, годовое количество осадков.

Средние температуры января

Так, средние температуры января составляют 0...-5°С на крайнем западе европейской части (Калининград) и в Предкавказье и -40...-50°С в Якутии. Температуры июля наблюдаются от -1°С на северном побережье Сибири до +24...+25°С на Прикаспийской низменности.

Проанализируем карты средних изотерм января и июля на территории России. Обратите внимание на то, как они проходят. Изотермы января располагаются не в широтном направлении, а с северо-запада на юго-восток. Изотермы июля, напротив, близки к широтному направлению.

Чем можно объяснить такую картину? Известно, что распределение температуры зависит от подстилающей поверхности, количества солнечной радиации, циркуляции атмосферы. Интенсивное выхолаживание поверхности нашей страны в зимний период приводит к тому, что наиболее низкие зимние температуры наблюдаются во внутренних, не доступных отепляющему влиянию Атлантики районах и районах Средней и Северо-Восточной Сибири.

Средние месячные температуры июля положительны на всей территории России.

Летние температуры имеют огромное значение для развития растений, для почвообразования, для типов сельского хозяйства.

Средние температуры июля

Распределение осадков на территории нашей страны связано с циркуляцией воздушных масс, особенностями рельефа, а также температурой воздуха. Анализ карты, показывающей годовое распределение осадков, полностью подтверждает это. Основным источником влаги для нашей страны является влажный воздух Атлантики. Наибольшее количество осадков на равнинах выпадает между 55° и 65° с. ш.

Крайне неравномерно распределено по территории нашей страны количество выпадающих осадков. Решающими факторами при этом являются близость или удаленность от моря, абсолютная высота места, расположение горных хребтов (задерживающих влажные воздушные массы или не препятствующие их продвижению).

Годовое количество осадков

Наибольшее количество осадков в России выпадает в горах Кавказа и Алтая (более 2000 мм в год), на юте Дальнего Востока (до 1000 мм), а также в лесной зоне Восточно-Европейской равнины (до 700 мм). Минимальное количество осадков приходится на полупустынные районы Прикаспийской низменности (около 150 мм в год).

Но годовое количество осадков еще не дает полного представления о том, как территория обеспечена влагой, поскольку часть атмосферных осадков испаряется, часть просачивается в почву.

Для характеристики обеспеченности территории влагой используется коэффициент увлажнения (К), показывающий отношение годовой суммы осадков к испаряемости на этот же период: К = О/И.

Испаряемость — это количество влаги, которое может испариться с поверхности при данных атмосферных условиях. Измеряется испаряемость в мм слоя воды.

Испаряемость характеризует возможное испарение. Фактическое же испарение не может превышать годовую сумму осадков, выпадающих в данном месте. Например, в пустынях Прикаспия испарение составляет 300 мм в год, хотя испаряемость здесь, в условиях жаркого лета, в 3—4 раза выше.

Чем меньше коэффициент увлажнения, тем суше климат. При коэффициенте увлажнения, равном единице, увлажнение считается достаточным. Достаточное увлажнение характерно для южной границы лесной и северной границы лесостепной зоны.

В зоне степей, где коэффициент увлажнения меньше единицы (0,6—0,7), увлажнение считается недостаточным. В Прикаспии, в зоне полупустынь и пустынь, где К = 0,3, увлажнение скудное.

Но в некоторых районах страны К > 1, то есть количество выпадающих осадков превышает испаряемость. Такое увлажнение называется избыточным. Избыточное увлажнение типично для тайги, тундры, лесотундры. В этих районах много рек, озер, болот. Здесь в процессах рельефообразования велика роль водной эрозии. В районах с недостаточным увлажнением реки и озера мелководны, часто пересыхают летом, растительность более скудная, а в рельефообразовании преобладает ветровая эрозия.

Испарение и испаряемость

Типы климатов России. На территории России формируются разные типы климатов. Для каждого из них характерны такие наиболее общие черты, как температурный режим, режим осадков, преобладающие типы погод по сезонам года. В пределах одного и того же типа климата количественные показатели каждого элемента могут существенно изменяться, что позволяет выделить климатические области. Особенно велики зональные изменения (различия) в самом большом климатическом поясе России — умеренном: от климата тайги до климата пустынь, от морского климата побережий до резко континентального внутри материка на той же широте.

Арктический климат характерен для островов Северного Ледовитого океана и его сибирских побережий, где расположены зоны арктических пустынь и тундр. Здесь поверхность получает очень мало солнечного тепла. В течение всего года господствует холодный арктический воздух. Суровость климата усиливается из-за длинной полярной ночи, когда на поверхность не поступает солнечная радиация. Господствуют антициклоны, что удлиняет зиму и сокращает остальные сезоны года до 1,5—2 месяцев. В этом климате практически два сезона года: долгая холодная зима и короткое прохладное лето. С прохождением циклонов связаны ослабление морозов и снегопады. Средние температуры января -24...-30°С. Летние температуры низкие: +2...+5°С. Количество осадков ограничивается 200—300 мм в год. Выпадают они преимущественно в зимнее время в виде снега.

Субарктический климат характерен для территорий, расположенных за полярным кругом на Русской и Западно-Сибирской равнинах. В районах Восточной Сибири этот тип климата распространен до 60° с. ш. Зимы долгие и суровые, причем суровость климата нарастает при движении с запада на восток. Лето теплее, чем в арктическом поясе, но короткое и довольно холодное (средние температуры июля от +4 до +12°С). Годовая сумма осадков 200—400 мм, но из-за малых величин испарения создается постоянное избыточное увлажнение. Влияние атлантических воздушных масс приводит к тому, что в тундрах Кольского полуострова по сравнению с материковой частью количество осадков увеличивается и температуры зимы более высокие, чем в азиатской части.

Климат умеренного пояса. Умеренный климатический пояс — самый большой по площади климатический пояс России; поэтому для него характерны весьма существенные различия в температурных условиях и увлажнении по мере движения с запада на восток и с севера на юг. Общим для всего пояса являются четко выраженные четыре сезона года — зима, весна, лето, осень.

Умеренно континентальный климат господствует в европейской части России. Основные признаки этого климата: теплое лето (температура июля +12...+24°С), морозная зима (средние температуры января от -4 до -20°С), годовое количество осадков более 800 мм на западе и до 500 мм в центре Русской равнины. Формируется этот климат под влиянием западного переноса атлантических воздушных масс, относительно теплых зимой и прохладных летом, постоянно влажных. В области умеренно континентального климата увлажнение изменяется от избыточного на севере, северо-западе до недостаточного на востоке, юго-востоке. Это отражается на смене природных зон от таежной до степной.

Континентальный климат умеренного пояса характерен для Западной Сибири. Формируется этот климат под влиянием континентальных воздушных масс умеренных широт, перемещающихся чаще всего в широтном направлении. В меридиональном направлении на юг продвигается холодный арктический воздух, а континентальный тропический воздух проникает далеко на север лесной полосы. Поэтому осадков здесь выпадает 600 мм в год на севере и менее 200 мм на юге. Лето теплое, на юге даже знойное (средние температуры июля от +15 до +26°С). Зима сурова по сравнению с умеренно континентальным климатом — средние температуры января составляют -15...-25°С.

Отчетливо проявляется изменение природных зон при движении с севера на юг от тайги до степей.

Резко континентальный климат умеренного пояса распространен в Восточной Сибири. Этот климат отличается постоянным господством континентального воздуха умеренных широт. Резко континентальный климат характеризуется малой облачностью, скудными атмосферными осадками, основная масса которых выпадает в теплую часть года. Малая облачность способствует быстрому прогреванию земной поверхности солнечными лучами днем и летом и, наоборот, быстрому охлаждению ее ночью и зимой. Отсюда большие амплитуды (перепады) температур воздуха, теплое и жаркое лето и морозная малоснежная зима. Малоснежность при сильных морозах (средняя температура января -25...-45°С) обеспечивает глубокое промерзание почв и грунтов, а это в условиях умеренных широт вызывает накопление и сохранение многолетней мерзлоты. Лето солнечное и теплое (средние температуры июля от +16 до +20°С). Годовое количество осадков менее 500 мм. Коэффициент увлажнения близок к единице. В пределах этого климата находится таежная зона.

Муссонный климат умеренного пояса типичен для южных районов Дальнего Востока. Обычно при охлаждении материка зимой и повышении в связи с этим атмосферного давления сухой и холодный воздух устремляется в сторону более теплого воздуха над океаном. Летом материк прогревается больше океана, и теперь более холодный океанический воздух стремится на континент, принося облачность, обильные атмосферные осадки; иногда даже образуются тайфуны. Средние температуры января здесь -15...-30°С; летом, в июле, +10...+20°С. Осадки — 600— 800 мм в год — выпадают преимущественно летом. Если таяние снега в горах совпадает с обильными дождями, происходят наводнения. Увлажнение всюду избыточное (коэффициент увлажнения больше единицы).

Зависимость человека от климата

Климатические условия нашей страны при всей их суровости все же не являются непреодолимым препятствием для жизни и хозяйственной деятельности человека. Но значительная часть населения России проживает в районах с умеренно континентальным и континентальным климатом.

Суровость климата выражается в усилении зимних морозов, усилении скорости ветра, увеличении продолжительности холодного периода года, а за Полярным кругом еще и в наступлении полярной ночи. Особенно суров климат на севере и северо-востоке страны. Несмотря на это, люди осваивают эти районы, но плотность населения там невелика, хотя труд людей в таких тяжелых условиях оплачивается выше (введен так называемый северный коэффициент).

Конечно, в районах с суровым климатом гораздо труднее жить и работать.

Агроклиматические ресурсы. Особенно велико влияние климата на сельское хозяйство.

Специальная наука — агроклиматология изучает климат как фактор сельскохозяйственного производства.

Важнейшими показателями агроклиматических ресурсов являются продолжительность периода со среднесуточной температурой выше +10°С, сумма температур за этот период, коэффициент увлажнения, мощность и продолжительность снежного покрова.

Поскольку климат нашей страны весьма разнообразен, на ее территории можно выращивать различные по своим требованиям культуры: теплолюбивые и влаголюбивые рис и чай, бахчевые культуры; неприхотливый к теплу и влаге овес; требующий прохладного и влажного лета лен и т. д.

Обилие тепла, солнечного света, влаги в сочетании с плодородными почвами — большое богатство страны.

Неблагоприятные климатические явления. К ним относятся засухи, суховеи, заморозки, сильные ливни, сильные морозы, ураганы и пыльные бури. Причиной их являются отсутствие или обилие атмосферных осадков, резкие перепады давления, быстрые смены температур или собственно суровые климатические условия.

Агроклиматические ресурсы

Засухи — это длительная (многодневная, многомесячная) сухая погода при повышенной температуре воздуха с отсутствием или крайне незначительным количеством атмосферных осадков, приводящая к истощению почвенной влаги и резкому снижению относительной влажности воздуха.

На территории европейской части России засухи связаны с устойчивыми антициклонами. За 100 лет даже в лесной полосе на широте Москвы 2—3 раза возникают засухи. Наиболее жестокая засуха наблюдалась в этом районе России в 1972 г. В лесостепи и степи их число достигает 15—30 за тот же период. Основной путь борьбы с засухой — посадка лесных полос, специальная агротехника, орошение полей.

Засухи часто сопровождаются суховеями — ветром свыше 5 м/с с высокой температурой (более 20—25°С) и очень низкой (ниже 30%) относительной влажностью. Суховеи часто возникают в Прикаспии, на Северном Кавказе, а в последние годы отмечаются даже и в центре европейской части России.

И засухи, и суховеи значительно снижают урожайность (до 50%), ухудшают качества почвы.

Пыльные бури — сильные и продолжительные ветры, выдувающие верхний слой почвы, также наносят большой вред сельскому хозяйству. Это типичное явление в распаханных степях. Часто из-за пыльных бурь приходится вновь засевать поля.

Огромный вред и сельскому хозяйству, и промышленности, и транспорту причиняют ураганы — ветры, достигающие огромной скорости (более 30 м/с). Ураган обладает колоссальной разрушительной силой: выворачивает деревья и телеграфные столбы. Причина образования ураганов в европейской части России — прохождение циклонов с очень низким давлением в центре.

Сильные морозы приводят к гибели озимых культур на больших площадях, вымерзанию плодовых деревьев и кустарников.

Опасны для земледелия и поздние весенние и ранние осенние заморозки.

Много неприятностей работникам сельского хозяйства и транспортникам доставляют град и гололед. Связаны эти явления с резким похолоданием. На плодородных степях Предкавказья создана специальная противоградовая служба, задача которой следить за градоопасными облаками и вовремя уничтожать их.

Для того чтобы предотвратить негативные последствия названных неблагоприятных климатических явлений, необходимо составлять прогноз погоды, а также проводить специальные мероприятия (посадка лесных полос), использовать современные способы обработки почвы и т. д.