4. Солнечная радиация и температура воздуха

Солнечная радиация — вся совокупность солнечного излучения. Попадая в атмосферу, она частично (до 20%) ею поглощается и переходит в другие виды энергии. Около 30% радиации атмосфера рассеивает во все стороны, в том числе и к земной поверхности. Это рассеянная радиация. Та радиация, которая доходит до земной поверхности, не рассеивается и не поглощается, называется прямой радиацией. Вместе прямая и рассеянная радиация, подошедшая к поверхности, составляет суммарную радиацию. Количество суммарной радиации зависит от угла падения солнечных лучей на поверхность, продолжительность дня, облачность и прозрачность атмосферы. Наибольшая суммарная радиация в тропических широтах. Количество солнечной радиации зависит и от отражающей способности поверхности. Белая поверхность снега или льда отражает до 90% солнечных лучей.

Температура воздуха зависит от количества солнечного тепла, поступающего на земную поверхность. Поэтому, чем ближе к экватору, тем больше угол падения солнечных лучей, а значит, сильнее нагревается земная поверхность и выше температура приземного слоя атмосферы. Поэтому близ экватора средняя годовая температура равна +25 — +26°С, а на севере Евразии и Северной Америки — 10°С, а местами значительно ниже. Наиболее низкие температуры у полюсов.

Абсолютный максимум температуры воздуха зарегистрирован в Африке +57,8°С, а минимум –89,2°С в Антарктиде.

Распределение температуры воздуха у земной поверхности показывают посредством изотерм — линий, соединяющих точки с одинаковой температурой. О сложном ее распределении можно судить по картам средних январских, июльских и годовых изотерм. Изотермы не совпадают с параллелями, так как на распределение температур оказывает не только географическое положение, но и подстилающая поверхность, и циркуляция воздушных масс.

Температура воздуха изменяется и высотой, на 0,6° на каждые 100 м.

В связи с определенной закономерностью распределения температур воздуха на Земле, выделяют следующие тепловые пояса: жаркий (расположен в экваториальных широтах, между изотермами +20°С); умеренные (ограничены со стороны высоких широт изотермами +10°); холодные пояса (ограничены изотермами +10° и 0°).

5. Подстилающая поверхность и ее влияние на климат

На формирование климата большое влияние оказывает подстилающая, или деятельная, поверхность, то есть та поверхность, с которой взаимодействуют солнечное излучение и атмосфера. Существует два основных вида подстилающей поверхности земного шара: вода и суша.

Подстилающая поверхность как фактор климатообразования обнаруживается в распределении суши и океана. Контраст между морем и сушей проявляется как основной для большинства элементов климата. Поверхности суши и воды обладают разной способностью к поглощению, сохранению и отдаче тепла; испарению влаги и т.п.

Температурный режим подстилающей поверхности зависит от нескольких факторов. У суши и воды различные теплофизические свойства. В почве солнечное излучение проникает на глубину меньше миллиметра, преобразуясь в тепло, которое передается глубже с помощью теплопроводности молекул. В воду солярная радиация проникает на глубину десятков метров, передаваясь далее в виде тепла путем перемешивания (волнами, течениями), термоконвекции (более теплая вода поднимается вверх из-за меньшей плотности) и испарения (когда теплая вода становится более плотной и опускается). Таким образом, почва нагревается и остывает быстро, а вода – медленно, и суточные и годовые колебания на поверхности воды намного меньше.

Различают морские и континентальные климаты. Континентальный климат характерен для внутренних областей Евразии и отличается от морского большей годовой и суточной амплитудой температуры воздуха, меньшей облачностью, относительно небольшим количеством осадков, большей запыленностью атмосферы. Морской климат формируется в условиях преобладающего влияния на атмосферу океанических пространств. Распространен над теми частями материков, которые находятся под сильным воздействием воздушных масс океанического происхождения (например, над Западной Европой). Морской климат отличается сравнительно небольшими колебаниями температуры и значительным влагосодержанием воздуха, прохладным летом и мягкой зимой (в умеренных широтах), большей облачностью, вызванной интенсивной циклонической деятельностью, сильными ветрами.

Климаты восточных окраин Северной Америки и Евразии, например, формируются под сильным влиянием океанов. Неравномерное нагревание воды и суши в условиях большой разницы температур зимнего и летнего сезонов способствует возникновению муссонной циркуляции. Восточная Азия является классической областью муссонов.

Подстилающая поверхность, как фактор климатообразования, это и характер морских течений у берегов материков. Большое значение для формирования климатов Южных материков имеет влияние омывающих их океанов, где имеются сходные системы циркуляции водных масс. В тропических широтах вдоль западных берегов всех трех континентов проходят холодные течения: Перуанское, Бенгельское, Канарское, Западно-Австралийское, а вдоль восточных – теплые: Гвианское, Бразильское, Мозамбикское, Игольного мыса, Восточно-Австралийское.