7.2. Микроклимат

Микроклиматом называются местные особенности климата, существенно отличающиеся от основного типа в пределах сравнительно небольших территорий. В пределах одного и того же климата могут быть различные отклонения от нормы, связанные со свойствами подстилающей поверхности.

Существенную роль в формировании микроклимата играют такие факторы, как экспозиция склонов, неровности рельефа, влажность почвы, тип растительности и т.п. Микрорельеф определяет характер ветрового режима. Микроклиматические различия распространяются в основном только на приземный слой воздуха. Здесь особенно велики вертикальные градиенты температуры воздуха, определяющие тепловой режим почвы и тип растительности. С высотой эти различия в микроклимате быстро убывают.

На пересеченной местности существенную часть микроклимата формирует экспозиция склонов, определяющая приток солнечной энергии. Суточные колебания температуры на отрицательных формах рельефа больше, чем на положительных. Вместе с увеличением амплитуды колебаний температуры в низинах, увеличивается и амплитуда колебаний влажности, что увеличивает вероятность появления росы, инея и поземных туманов.

Свойства микроклимата в значительной мере зависят от состояния погоды. Особенно четко они проявляются в ясную тихую погоду. При ветре и в пасмурную погоду они сглаживаются.

При обтекании возвышенностей ветром на их подветренных склонах образуются вихри. При неустойчивой стратификации атмосферы обтекание холмов может происходить и сверху. В ночное время стоки холодного воздуха в низины происходит и при безветрии. Ветры, дующие вдоль речной долины, ночью усиливаются, а дующие поперек ее ослабевают.

Микроклимат лесной местности резко отличается от микроклимата открытой. В лесной местности почти вся прямая солнечная радиация поглощается кронами деревьев, и освещенность земной поверхности обеспечивается только рассеянной радиацией. В приземном слое днем возрастает влажность воздуха и снижается его температура. Ночью в лесу теплее, чем в поле. Ветер в лесу практически отсутствует. Испарение с залесенной поверхности происходит в основном путем транспирации, при этом испаряется вода, получаемая корнями растений из более глубоких слоев почвы. В результате поверхность почвы в лесу значительно влажнее, чем в поле.

В населенных пунктах микроклимат определяют характер застройки, покрытие улиц, наличие зеленых массивов и промышленная деятельность.

В больших городах увеличивается мутность атмосферы, снижающая поток солнечной радиации на 20% и более. Мостовые, стены и крыши домов поглощают солнечную радиацию и при этом нагреваются больше, чем растительность или почва. Эти сооружения отдают свое тепло воздуху. В результате в больших городах среднегодовая температура выше на 1ºС и более, чем в сельской местности при тех же климатических условиях. Испарение с поверхности на территории больших городов уменьшается за счет стока в канализацию.

Вследствие повышенного нагрева над городами увеличивается конвекция, и чаще образуются облака, что приводит к увеличению количества осадков и уменьшению продолжительности солнечного сияния. Ветры образуют вихри на перекрестках улиц и площадях.

При устойчивой стратификации атмосферы, особенно при инверсии температуры, дым накапливается в приземном слое и оказывает неблагоприятное физиологическое воздействие на человека.

Поскольку в атмосфере городов находится значительно больше примесей, то в городах в 2–3 раза чаще наблюдается дымка. Выбросы углеводородов и азотистых соединений под воздействием солнечной радиации претерпевают химические изменения, в результате чего может образоваться смог.

Туманы в больших городах наблюдаются значительно реже, чем в окрестностях. По данным гидрометеослужбы в Ленинграде за период 1970–74 г. наблюдалось 74 дня с туманами, а в пунктах, удаленных от города на 20–80 км количество таких дней за тот же период составило от 106 до 265. Подобное явление объясняется тем, что в городах температура воздуха на 1–2ºС выше, чем в окрестностях. Если воздух в окрестностях города достиг насыщения, то в городе, где температура воздуха на 1ºС выше, относительная влажность составит только 92–94% и туман не сможет образоваться. При разности температур воздуха в 2ºС относительная влажность в городе снизится до 84–88%. Таким образом, для того, чтобы на территории города образовался туман, температура воздуха в его окрестностях должна упасть значительно ниже точки росы.

Формирование острова тепла над большими городами определяет не выделение тепла промышленными предприятиями, как это принято считать, а уменьшение эффективного излучения с поверхности из-за загрязнения воздуха примесями и уменьшения альбедо, например, зимой за счет загрязнения снега и т.п.

По этой причине над территорией городов чаще наблюдаются приподнятые инверсии, а в сельской местности приземные.