Климатообразующие факторы и их классификация
© indicator.ru
Климат Земли в целом и её отдельных регионов формируется под влиянием ряда астрономических и географических факторов, влияющих на суммарное количество солнечной радиации, получаемой планетой, а также её распределение по сезонам, полушариям и континентам. С началом промышленной революции человеческая деятельность становится также климатообразующим фактором, ведь она самым прямым образом оказывает на него существенное влияние.
Ниже представлена схема, которая отражает основную суть физических механизмов, благодаря которым формируется климатическая система нашей планеты.
Читайте также
Как видно, все климатообразующие факторы принято классифицировать на две основные группы: внешние и внутренние. Внешние климатообразующие факторы в свою очередь подразделяются ещё на астрономические и геофизические. Опишем коротко все блоки, указанные в схеме.
Рассмотрим сперва астрономические факторы.
Светимость Солнца показывает количество энергии, выделяемое в единицу времени. Чем больше выделяется энергии, тем выше светимость. Эта характеристика применяется для всех звёзд. Естественно, чем больше светимость Солнца, тем больше тепла приходит на нашу планету. Численным показателем светимости выступает солнечная постоянная. Сейчас она равна примерно 1361 Вт/м². В течении года вариации постоянной могут составлять около 7%, но в целом это стабильный показатель из года в год. Тем не менее, за последние 4,5 млрд. лет светимость Солнца увеличилась на 25% и продолжает повышаться.
Положение орбиты Земли. Земля, как и другие планеты Солнечной системы, вращается вокруг Солнца. Это обращение происходит по траектории, которая имеет вид эллипса. Если бы орбита была расположена иначе, то естественно это отразилось бы на климате. Так, на Венере, орбита которой расположена к Солнцу гораздо ближе, температура на поверхности составляет около 460 °С. Не самая благоприятная температура для жизни, не правда ли? Радиус орбиты Марса наоборот превышает земной. К ней поступает меньше солнечной энергии и как следствие – на планете гораздо холоднее, чем на Земле. Средняя температура на поверхности Марса оценивается около -63 °С (для сравнения, на нашей планете она составляет +15 °С).
Наклон оси Земли к плоскости орбиты. Благодаря тому, что земная ось имеет наклон около 23,4°, у нас происходит смена времён года. Если бы ось вращения планеты была перпендикулярной, то отсутствовали бы времена года. В том случае, если бы наклон был достаточно большой (к примеру, 45°), то произошло бы сильное смещение природных зон. На огромных территориях было бы очень жаркое лето и холодная зима без солнечного света.
Теперь кратко опишем основные геофизические факторы.
Размер и масса Земли. Данные параметры оказывают прямое влияние на многие другие характеристики планеты, в том числе на скорость вращения и на силу тяжести. Сила тяжести влияет на способность удерживать атмосферу (и, следовательно, на климат). Здесь нужно внести небольшое уточнение. Дело в том, что наша планета медленно теряет эту способность, поскольку её масса медленно уменьшается. Отток массы в космическое пространство превышает приток массы на планету из вне. Скорость вращения планеты влияет на продолжительность дня, а значит и на распределение тепла.
Гравитационное и магнитное поле. Поля влияют на циркуляцию атмосферы. В частности, гравитационное поле характеризуется распределением силы тяжести. Существует теория, согласно которой скорость вращения планеты зависит частично от магнитного поля. Поэтому оно также учитывается при изучении формирования климата в различных геофизических моделях.
Внутреннее тепло Земли. Основной поток тепла на Землю поступает от Солнца. Но не стоит забывать и об эндогенном (внутреннем) источнике тепла самой планеты. Вулканизм и гейзеры – внешнее проявление процессов, происходящих внутри. По последним данным температура в ядре Земли составляет около 6000 °С, а нижней мантии около 2000 – 3000 °С. Посредством тектонической деятельности это внутреннее тепло постепенно выходит наружу. При извержении вулкана также происходит огромный выброс пыли и газов, несравнимый с выбросами человеческой деятельности. Выбрасываемые вещества попадают в атмосферу, изменяя её состав и прозрачность.
Внутренние климатообразующие факторы связаны непосредственно с подстилающей поверхностью и её взаимосвязью с атмосферой.
Состав атмосферы. Газовый состав атмосферы и различные примеси в ней также влияют на формирование климата. Наиболее простые примеры: увеличение частиц пыли ведёт к повышению мутности. Чем выше мутность атмосферы, тем меньше приток солнечных лучей (солнечной радиации) на земную поверхность. При возрастании концентрации таких газов как метан и углекислый, на планете усиливается парниковый эффект и т.д.
Рельеф суши. Для простоты понимания приведём следующий пример: чем выше вы поднимаетесь в горы, тем ниже температура воздуха. В горах Кавказа на высоте порядка 3 км всё лето лежит снег. Всем известная по рекордной жаре Долина Смерти в штате Калифорния (США) располагается на 86 метров ниже уровня моря. Этот фактор играет большую роль при дневном прогреве воздуха (обычно в котловинах и балках прогрев идёт более активно и достигаются более высокие температуры).
Распределение суши и океана. Вода и суша обладают разными физическими свойствами. Вода более медленно нагревается и остывает. Именно поэтому вблизи морей действует морской климат, который характеризуется сравнительно маленькими суточными и сезонными амплитудами температуры воздуха (мягкие зимы и относительно прохладное лето). Близость к морю приводит к тому, что выпадает также больше осадков. К примеру, побережье Индии, Норвегия, Филиппины и т.д.
Океанические течения. Однако, не во всех случаях близость к морю гарантирует повышенное количество осадков в береговой зоне. Так, в Южной Америке, несмотря на близость к океану, сформировалась наиболее засушливая пустыня мира - Атакама. Причиной для её возникновения послужило Перуанское холодное течение, оно препятствует формированию осадков. Там же, где протекают тёплые течения, то осадков обычно много.
Таким образом, раздел о климатообразующих факторах является достаточно объёмным и охватывает самые разные элементы как самой планеты, так и её место в Солнечной системе. Мы указали только основные климатообразующие факторы. К числу других факторов отнести можно географическую широту, растительность, снежный покров, орографию (расположение хребтов, гор). Следует различать факторы: рельеф и орографию. Это не совсем одно и тоже. Важна не только высота местности. Расположение гор в одном направлении и в другом также могут сильно повлиять на климат.
