Что влияет на образование климата
Какие факторы оказывают влияние на формирование климата?
Под климатом в географии подразумевают многолетний характер погоды, характерный для той или иной точки земного шара. Следует отличать климат от конкретной погоды, которая фиксируется в момент наблюдения. В отличие от нее, климат изменяется очень медленно и может быть относительно стабильным в течение веков и даже тысячелетий. Солнечная радиация, рельеф местности и циркуляция атмосферы являются важнейшими климатообразующими факторами, но помимо них большое влияние на режим погоды оказывают и некоторые иные обстоятельства.
Солнечная радиация
Свет, падающий на поверхность планеты, играет важнейшую роль в климате местности. Чем больше излучения попадает на участок Земли, тем выше там средняя температура. Интенсивность радиации в первую очередь зависит от широты. Регионы, расположенные вблизи экватора, получают больше тепла, а полярные области испытывают дефицит солнечной энергии. Именно по этой причине они являются самыми холодными районами планеты.
Почему на полюса падает меньше света? Количество световой энергии, приходящейся на единицу площади, зависит от наклона этой площадки. Солнечные лучи падают на экватор под прямым углом, а на полюса под острым, из-за чего экваториальные области прогреваются лучше.
Большое значение играет и продолжительность светового дня в регионе. На полюсах в одни времена года наблюдаются полярные ночи, а в другие – полярные дни, когда свет падает на поверхность круглосуточно. На экваторе же таких колебаний длительности светового дня нет. В результате в полярных областях климат сильнее изменяется в зависимости от сезона, в то время как на экватора разница между зимними и летними температурами незначительна.
На количество поступающей солнечной энергии влияет и облачность в регионе. Облака из-за белого света отражают солнечный свет, понижая температуру местности.
Циркуляция атмосферы
Для климата важны перемещения воздушных масс как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Чем сильнее прогревается воздух, тем ниже его плотность, поэтому он поднимается вверх, образуя области низкого давления. Так как на полюсах температура воздуха ниже, то давление там выше, в результате чего воздушные массы в нижних слоях атмосферы движутся от полюсов к экватору. В верхних же слоях атмосферы наблюдается обратное движение воздуха, от экватора к полюсам.
Вращение Земли вокруг собственной оси создает силу Кориолиса, которая отклоняет потоки воздуха в нижних слоях атмосферы на запад, а в верхних – на восток. В результате комбинации этих движений образуются ветра, известные как пассаты (направленные на запад и к экватору) и обратные им антипассаты.
Рельеф местности
На больших высотах давление воздуха падает. Это ведет и к снижению температуры. При подъеме на каждый километр температура снижается примерно на 6°С. В результате на склонах некоторых гор, расположенных довольно близко к экватору, снег может лежать круглый год. Также в горной местности наблюдается и другая картина ветров.
Возвышенности рельефа влияют на климат и окружающих пространств. Они могут служить естественным барьером для воздушных масс, стремящихся попасть из одного района в другой. Например, Средняя Азия окружена горными массивами, из-за чего в регион не приходят воздушные массы, сформировавшиеся над океаном, что приводит к сухости местного климата. В то же время горы Анды в Южной Америке являются естественным барьером для воздушных масс, движущихся с запада из Атлантического океана на восток к Тихому океану. Следствием этого является повышенная влажность воздуха на континенте.
Второстепенные климатические факторы
Кроме вышеописанных, существуют и другие факторы, которые оказывают существенное влияние на климат определенных регионов мира или планеты в целом.
Удаленность от океана
Близость океанов влияет и на направление ветров. В тропических областях наблюдается ветра, именуемые муссонами. Летом они дуют с океана на материк, так как воздух над океанами холоднее. В зимние же месяцы они меняют свое направление на противоположное.
Океанические течения
Течения в океанах также оказывают сильное влияние на климат. В качестве примера можно привести Гольфстрим, несущий теплые воды из Атлантики в Северный Ледовитый океан. Однако по мере проникновения в Арктику он теряет свою силу. Поэтому на арктическом побережье Баренцева моря климат мягче, чем, например, в море Лаптевых.
Подстилающая поверхность
На погоду влияет не только высота рельефа, но и характер подстилающей поверхности. Снег и лед отражают большую часть солнечного света, падающего на них, что вызывает дополнительное охлаждение ледников. Во многом из-за этого климат в Антарктиде значительно холоднее, чем на Северном полюсе планеты. Отражающая способность той или иной поверхности называется альбедо.
Человеческая деятельность
Наконец, в последние века на климат существенное влияние стал оказывать человек. Известно, что в крупных мегаполисах средняя температура воздуха несколько выше, чем в окружающих их сельских районах. Это связано с отоплением большого числа домов и активным использованием электроэнергии и транспорта. Также человек может осушать и орошать районы Земли, строить лесные защитные ограждения, распахивать территорию, вырубать леса, создавать огромные водохранилища. Вся эта деятельность ведет к изменению климата в отдельных регионах. В глобальном масштабе человечество выбрасывает в атмосферу огромное количество углекислого газа и других газов, которые создают парниковый эффект и вызывают глобальное потепление.
Формирование климата Земли
Вы будете перенаправлены на Автор24
Климат — это характерный для определенной местности устойчивый погодный режим.
Рисунок 1. Климатообразующие факторы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Климат оказывает огромное воздействие на живую и неживую природу. В тесной зависимости от данного фактора находятся все водные объекты, растительность, почва и животные. Отдельные сферы современной экономики, среди которых сельское хозяйство, также находятся во власти климата.
Климат формируется при взаимодействии многих обстоятельств:
При этом все климатообразующие факторы напрямую зависят от общегеографических условий определенной местности, прежде всего от географической широты.
Огромное влияние на климат оказывают и морские течения. Теплые воздушные потоки согревают атмосферу в тех областях, где они протекают.
Например, теплое Северо-Атлантическое течение формирует крайне благоприятные условия для выращивания тропических лесов в южной части Скандинавского полуострова, при этом практически вся часть острова Гренландия, расположенного приблизительно на тех же широтах, но находящегося вне зоны воздействия теплого течения, покрыта толстым слоем льда в течение всего года.
Готовые работы на аналогичную тему
Существенное влияние на климат нашей планеты оказывает порядок расположение горных хребтов. Горы могут задерживать влажные морские ветры, а на их наветренных склонах впоследствии выпадает значительно больше осадков, чем на подветренных. При этом горные равнины выполняют роль преграды для холодных северных ветров.
Климатические свойства Земли характеризуются статистическими выводами из многолетних рядов исследований и наблюдений за погодой, которые предназначаются в основном для следующих метеорологических элементов:
Климатические пояса
Многолетний средний показатель указанных метеорологических, их суммы, повторяемости и сезонности носят название климатических норм: определенные величины конкретных дней, месяцев, лет, которые исследуются как отклонение от этих принципов.
Карты с важными показателями климатических явлений называют климатическими, предназначенные для правильного распределения температуры, давления и влажности.
В зависимости от существующих температурных условий, преобладающих ветров и воздушных масс на сегодняшний день выделяют такие климатические пояса:
Между центральными поясами находятся многочисленные переходные климатические зоны: субтропический, субэкваториальный, субарктический и субантарктический. В промежуточных поясах абсолютно все воздушные массы меняются по сезонам, которые поступают из соседних областей, поэтому климат субэкваториальных территорий в теплый период года сходен с климатом экваториального пояса, а зимой — с климатом умеренных поясов. Это напрямую связано с сезонной трансформацией атмосферного давления над земным шаром.
Исследователи подразделяют климатические пояса на климатические области.
Например, на территории тропического пояса Африки существуют области сухого и влажного климата, а на поверхности Евразии субтропический пояс формируется на области континентального и муссонного климата.
Разнообразие климата Земли
Классификация климатов предоставляет достаточно упорядоченную и комплексную систему для грамотной характеристики всех типов климата, их картографирования и районирования. Необходимо более детально рассмотреть особенности формирования климатических поясов на обширных территориях Земли.
Антарктический и арктический климат в основном можно наблюдать в Гренландии и Антарктиде, где показатель средней месячной температуры воздуха фиксируется на отметке ниже 0°С. В зимнее темное время года эти области совсем не получают солнечной радиации, хотя там иногда бывают полярные сияние и непродолжительные сумерки. Даже летом лучи солнца падают на поверхность под крайне ничтожным углом, что значительно снижает эффективность земного прогрева.
Существенная часть поступающей солнечной радиации отражается посредством льда. Как летом, так и зимой на территории самых возвышенных районов Антарктического покрова преобладают крайне низкие температуры. Климат внутренних областей Антарктиды намного холоднее климата Арктики, так как южный материк обладает высотами и большими размерами, а Северный Ледовитый океан постепенно смягчает климат, несмотря на широкое размещение многовековых паковых льдов. Иногда дрейфующий лед начинает таять во время коротких потеплений, а осадки на ледниковых покровах выпадают в виде мелких частичек ледяного тумана и снега.
Субарктический континентальный климат господствует на севере материков: зимой здесь наблюдается сухой арктический воздух, который формируется в районах высокого давления. На восточные территории Канады холодный воздух распространяется из Арктики.
В субарктическом поясе лето довольно теплое, хоть и короткое. Средняя месячная температура летом достигает 18 °С. В течение всего теплого периода выпадает больше половины годовой нормы осадков, составляющей 200-300 мм.
Умеренный климатический пояс формирует ярко выраженные особенности морского климата и характеризуется наличием морских воздушных масс в течение всего года. Данный климат можно наблюдать на территории Атлантического побережья Европы и Тихоокеанского залива. Постоянное перемещение и движение морского воздуха всегда сопровождается большой облачностью, что является причиной затяжной весны. Зима в умеренном поясе достаточно теплая на западных побережьях, так как отепляющее воздействие прилегающих океанов усиливает теплые морские течения. Средняя температура зимой изменяется в направлении с севера на юг от 1 до 7 °С. Указанный вид климата наиболее отчетливо выражен в районах Сибири, севера Монголии и Забайкалья.
Спецификой умеренного континентального климата считается большой годовой размах температуры воздуха, который может достигать 50-60 °С. В зимние месяцы часто происходит частичной замерзание земной поверхности при отрицательном радиационном балансе.
Континентальный субтропический климат характеризуется сезонной сменой тропического и умеренного воздуха. Средний показатель температуры зимой местами ниже нуля, однако на северо-востоке данный коэффициент составляет +5°С. Летом средняя температура воздуха фиксируется в пределах 25-30 °С, при этом дневные максимумы могут превышать отметку в 40-45 °С. В районах Монголии и на севере Китая такая континентальность климата наиболее проявляется в режиме температуры воздуха, где в холодное время года находится центр Азиатского антициклона. В субтропическом поясе резкий перепад температур определяет холодную зиму, прохладное лето и небольшое количество осадков.
Факторы, оказывающие влияние на климат Земли
Рисунок 2. Климатическая система Земли. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В течение всего своего существования Земля систематически подвергалась разным климатическим процессам и значительным изменениям.
Стоит отметить наиболее значимые факторы, которые оказывают непосредственное влияние на климат нашей планеты. Во-первых, это постоянные тектонические явления, кардинально изменяющие рельеф Земли, нестабильные колебания солнечной активности в разные геологические эпохи, а также эволюция прозрачности воздуха из-за изменения его состава.
От таких природных процессов напрямую зависят крупные преобразования земного климата, которые происходят на протяжении миллионов лет, характеризующиеся масштабным отложениям каменноугольных месторождений. Так, примерно 400 млн. лет назад в результате усиленного горообразования на Земле сформировался умеренный климат и появились высшие растения и подавляющее большинство типов животных на суше.
Во-вторых, это систематические изменения общего числа получаемой планетой солнечной радиации, которая образовывается посредством колебаний размера эксцентриситета земной орбиты, угла наклона земной оси и других факторов. Эти астрономические явления вызывают многолетние климатические колебания с временными периодами в десятки тысяч лет.
В Европе все известные ледниковые покровы эпохи плейстоцена в течение всего существования Земли распространялись медленно и продвижение ледников продолжалось тысячелетиям.
Приблизительно 18 тысяч лет тому назад произошло внезапное потепление климата, а 11 тысяч лет тому назад температура воды во всех океанах стремительно поднялась. Последнее похолодание было зафиксировано 4 тысячи лет тому назад. Этот период обуславливается понижением средней температуры, возникновением огромных горных ледников и уменьшением уровня моря. Большинство геологов отмечают, что сейчас человечество живет в ледниковую эпоху.
За последние 100 лет средний показатель годовой температуры поднялась более чем на 1,1 °С. За первую половину нынешнего столетия редел вечной мерзлоты на территории Сибири постепенно отодвинулась на 50 км к северу. Но такие непродолжительные природные колебания земного климата можно назвать просто обязательной и неотъемлемой особенностью климатического режима, ведь они не оказывают существенного воздействие на жизнедеятельность организмов.
Климатообразующие факторы
Что такое климатообразующие факторы
Климат — многолетний режим погоды, характерный для определенной местности. На Земле он очень отличается по широте — от жаркого и засушливого на экваторе, до ледяных шапок полюсов. Формируется под воздействием определенных факторов, о них и пойдет речь в этой статье.
Это факторы, под влиянием которых формируется климат в локальной местности. Они бывают основными, второстепенными, внешними и внутренними.
Основные климатообразующие факторы
Солнечная радиация.
Один из основных поставщиков тепловой энергии. Количество поглощенного тепла зависит от географической широты, которая определяет угол падения солнечных лучей к верхнему слою атмосферы. На экваторе лучи падают под прямым углом, поэтому этот регион получает наибольшее количество тепла. По мере удаления от экватора угол становится острее и потоки солнечной энергии «проскальзывают» мимо, на полюсах поглощение вообще минимальное. Также от солнечной радиации зависят атмосферная циркуляция, давление и осадки.
Циркуляция атмосферы.
Этот фактор определяет перемещение воздушных масс во всех направлениях — горизонтальном и вертикальном. Воздух движется из холодных областей высокого давления к зонам низкого — более теплым. Обеспечивает обмен воздуха между широтами и его циркуляцию от поверхности к верхнему слою атмосферы и обратно. Движение воздушных масс способствует распределению влажности по климатическим поясам, перемещению облаков и выпадению осадков. Так, в экваториальной зоне выпадает много дождей из-за высокого испарения и приноса влажного воздуха из тропиков и субтропиков.
Циркуляция атмосферы в зонах, прилегающих к экватору создает сезонность. Муссоны, дующие со стороны моря, приносят дождевые облака и наступает сезон дождей. Когда ветер меняет направление и дует с жаркого, засушливого берега, приходит засуха. Из-за преобладания западных ветров, в восточных областях выпадает достаточно осадков, тогда как западные более сухие. Климат в них становится пустынным, жарким и засушливым.
Атмосферная циркуляция постоянно меняется из-за неравномерного теплового распределения, смены сезонов и образования циклонов и антициклонов. Основное направление перемещения — восточное. Но при этом циклоны движутся к полюсам, а антициклоны наоборот.
Рельеф.
Очень сильно влияет на воздействие первых факторов. Высокие горы имеют особый режим влажности и температуры и как зеркала отражают огромное количество энергии солнца обратно в атмосферу. Отражающая способность зависит от крутизны склонов и высоты вершин. Также они могут препятствовать движению атмосферных фронтов и задерживать осадки, из-за этого в горной и прилегающей к ней местности могут наблюдаться частые грозы с ливнями, снегопады и град, а за ней — постоянные засухи. Поэтому горы часто являются границами климатических зон. Так, Центральная Азия имеет засушливый климат во многом благодаря высоким горным цепям на ее окраинах. На Урале по этой же причине нередки сильнейшие ливни и длительные задержки циклонов, а в Крыму и горном Алтае периодически случаются наводнения.
В этой местности расположены высотные климатические пояса, меняющиеся с изменением высоты. Чем выше, тем ниже атмосферное давление, количество кислорода в воздухе, величина выпадения осадков с набором высоты начинает возрастать, а затем наоборот — уменьшается. Ближе к вершинам становится холоднее, так как склоны отражают солнечные лучи и они часто покрыты ледниками.
Распределение суши и моря.
Этот фактор оказывает существенное влияние на погоду, так как поверхность суши и моря обладают различной способностью к теплообмену. Континентальный и морской воздух существенно отличаются. При движении вглубь материка морские ветры ощутимо меняют свои свойства — становятся суше и холоднее. В прибрежных районах температура воздуха выше, но за счет повышенной влажности холод или жаркая погода могут ощущаться сильнее и переноситься хуже.
Также большая поверхность воды способствует активному испарению и формированию дождевых облаков и большого количества осадков, из-за разницы температур у воды и суши нередки туманы и сезонные ураганные ветра.
Течения.
По похожему принципу действует наличие крупных пресных водоемов.
Внешние климатообразующие факторы
К внешним факторам относятся энергетические влияния на атмосферу Земли. Это в первую очередь астрономические факторы: светимость Солнца, наклон земной оси, ее скорость вращения, орбита и ее положение в солнечной системе, гравитация Луны. Вторая группа — геофизические: размер и масса планеты, ее гравитация и наличие магнитного поля, вулканическая деятельность.
Внутренние климатообразующие факторы
К ним относятся состав и масса атмосферы, положение материков, рельеф, структура деятельного слоя суши.
К внутренним факторам относится и антропогенное влияние:
Астрономические факторы
Относятся к долгопериодическим. Одним из них является светимость солнца. Она определяет количество выделенной энергии за определенную единицу времени. Данная характеристика применяется для всех звезд и чем она выше — там больше тепла поступает к поверхности планеты. Благодаря многолетним исследованиям, была выявлена солнечная постоянная — мощность излучения, проходящего через перпендикулярную площадку, лежащую за пределами атмосферы. Ученые выяснили, что за 5 млрд лет светимость звезды выросла на 25% и продолжает увеличиваться.
Другим важным моментом является орбита Земли, а точнее — ее эллиптическая форма. Благодаря этому происходит изменение расстояния до Солнца и угла падения солнечных лучей, что дает смену времен года.
Вращение планеты и угол наклона земной оси влияют на образование муссонов, движение и циркуляцию атмосферы и те же сезонные изменения в климатической системе. Если бы ось была перпендикулярной Солнцу, то смены времен года не было.
На климат влияет и спутник земли — Луна. По соотношению к размерам планеты она является одним из самых крупных спутников в Солнечной системе. Ее гравитация ощутимо меняет погоду, вызывает приливы и отливы. Известно, что после полнолуния и новолуния резко возрастает активность атмосферных фронтов и появляется большое количество гроз с ливнями, особенно первые 2-3 дня после указанных фаз. Но этот период может зависеть от географической широты. Меньше всего осадков выпадает перед полнолуние и новолунием. Ученые связывают это с тем, что полная Луна отражает большее количество солнечного излучения. Благодаря этому увеличивается испарение океанов и пресных водоемов, влажность воздуха повышается, а атмосферное давление наоборот — понижается. Но этот фактор оказался очень зависимым от солнечной активности. Так, в годы высокой активности влияние Луны составляет порядка 65%, а в период снижения не более 14%. Кроме этого она вызывает небольшие колебания орбиты, что в свою очередь влияет на инсоляцию и поглощение солнечной радиации.
Геофизические факторы
Способность планеты удерживать газовую оболочку и определять ее состав зависит от ее гравитационного поля. Чем больше масса и размер, тем легче удержать атмосферу. Если бы Земля имела больший размер и массу, ее атмосфера была бы тоньше и плотнее.
Кроме массы, на гравитацию влияет угловая скорость вращения планеты. В результате образуются центробежные силы, которые немного уменьшают ее. Кроме этого, угловая скорость оказывает воздействие на циркуляцию воздушных масс и океанических течений. Это происходит за счет отклоняющей силы, которая перенаправляет воздушные и водные потоки, в результате основная циркуляция идет с запада на восток. Из-за неравномерного нагрева экватора и полюсов происходит расширение и утолщение атмосферного слоя в области низких широт. Под влиянием этого фактора возникает изменение давление и движение воздуха направляется от экватора к полюсам.
Ученые установили, что в прошлом Земля вращалась быстрее и поэтому различные климатические зоны были выражены гораздо четче. Присутствие воды и обширных океанов на земле делают контраст между широтами еще менее выраженным. Например, на Марсе зональность проявляется более резко, так там нет водоемов. Это говорит о зависимости погоды от подстилающей поверхности.
На климат, возможно, влияет и магнитное поле планеты. Его роль пока до конца не ясна, но ученые имеют гипотезу на этот счет. Считается, что во время повышенной активности солнца, солнечный ветер активнее просачивается в область геомагнитный полюсов. Там корпускулы за счет кинетической энергии разогревают верхний слой атмосферы и усиливают ее циркуляцию. Нагреву атмосферы могут способствовать возникающее в зоне полярных сияний вихревое электричество. Верхний слой атмосферы в районе магнитного полюса нагревается еще сильнее, что ведет к его подъему и оттоку воздушных масс к Исландской депрессии.
Кроме вышеперечисленных факторов, у Земли еще имеется внутреннее тепло. В первую очередь, оно проявляется вулканической деятельностью. Вулканы выбрасывают в атмосферу большое количество горячих газов и пепла. Они могут способствовать потеплению, но при очень интенсивных извержениях наоборот — препятствовать инсоляции поверхности и вызывать снижение температуры. По последним исследованиям, средневековые холодные зимы были вызваны мощными извержениями в Африке. Это привело к загрязнению атмосферы аэрозолями, которые поглощали солнечные лучи. Наступило глобальное похолодание в Северном полушарии, называемое малым ледниковым периодом XIV-XIX веков. Ученые не исключают повторения подобного события, когда лето становится дождливым и прохладным, а зима суровой.
Вулканы, кроме выбросов, образуют геотермальные источники. Они никогда не замерзают и создают более теплую и влажную погоду в данной местности. Существенный вклад в тепловое равновесие Земли приносят геотермальные источники, расположенные на дне океана, их называют «черные курильщики». Вода из них идет под огромным давлением, насчитывающим сотни атмосфер, имеет черный цвет из-за специфического состава, а температура может достигать 400ºС. Смешиваясь с холодной океанической водой, эта черная жидкость начинает охлаждаться и содержащиеся в ней минеральные вещества растворяются или выпадают на дно в виде осадка. По последним данным, они выделяют около 20% всего геотермального тепла.