37. Палеокліматологія – це… Нащо вона екологам?

Палеокліматоло́гія — наука, що вивчає кліматичні умови Землі в минулі геологічні епохи. Первісний склад і багаторічний режим атмосфери визначають переважно за палеокліматичними індикаторами (мінерали, гірські породи, викопні ґрунти, рештки рослин і тварин, ізотопи деяких елементів, дані палеомагнетизму, археологічні пам'ятки тощо), давній клімат — ще й шляхом реконструкції факторів і процесів кліматоутворення з урахуванням реліктових рис сучасної атмосфери. Палеокліматичні реконструкції мають велике значення для пояснення властивостей гірських порід, прогнозування наявності родовищ корисних копалин, передбачення тривалих змін сучасного клімату тощо.

38. Поняття клімату. Як обертання Землі впливає на клімат?

Клі́мат або підсо́ння (від дав.-гр. Κλίμα — ухил) — багаторічний режим погоди, який базується на багаторічних метеорологічних спостереженнях, 25—50-річні цикли, одна з основних географічних характеристик тої чи іншої місцевості. Основні особливості клімату обумовлюють атмосферний тиск, швидкість і напрямом вітру, температура і вологість повітря, хмарність і атмосферні опади, тривалість сонячної радіації, дальність видимості, температура верхніх шарів ґрунту і водоймищ, випаровування води із земної поверхні в атмосферу, висота і стан сніжного покриву, різні атмосферні явища і наземні гідрометеори (роса, ожеледь, туман, грози, завірюхи тощо). У XX ст. у число кліматичних показників увійшли характеристики елементів теплового балансу земної поверхні — сумарна сонячна радіація, радіаційний баланс величини теплообміну між земною поверхнею і атмосферою, витрати тепла на випаровування. З географічних факторів, що впливають на клімат окремого регіону, найістотнішими є широта і висота місцевості, висота над рівнем моря, близькість до морського узбережжя, вплив океанічних течій, особливості рослинного покриву, наявність снігу і льоду, ступінь забруднення атмосфери (парниковий ефект, руйнування озонового шару), що формує місцеві варіанти клімату.

При обертанні Землі навколо Сонця кут між полярною віссю і перпендикуляром до площини орбіти залишається постійним і складає 23°30'. Цим рухом визначається зміна кута падіння сонячних променів на земну поверхню опівдні на визначеній широті протягом року. Чим більше кут падіння сонячних променів на Землю в даному місці, тим ефективніше Сонце нагріває поверхню. Тільки між Північним і Південним тропіками (від 23°30' пн.ш. до 23°30' пд.ш.) сонячні промені у визначене пору року падають на Землю вертикально, і тут Сонце опівдні завжди високо піднімається над обрієм. Тому в тропіках звичайно тепло в будь-який час року. У більш високих широтах, де Сонце стоїть нижче над обрієм, прогрівання земної поверхні менше. Там спостерігаються значні сезонні зміни температури (чого не буває в тропіках), а узимку кут падіння сонячних променів порівняно невеликий і дні істотно коротше. На екваторі день і ніч завжди мають рівну тривалість, тоді як на полюсах день продовжується всю літню половину року, а узимку Сонце ніколи не сходить над обрієм. Тривалість полярного дня лише почасти компенсує низьке стояння Сонця над обрієм, і в результаті літо тут прохолодне. У темні зими полярні райони швидко втрачають тепло і сильне вихолоджуються.

Характер баричного поля й обертання Землі обумовлюють загальну циркуляцію атмосфери, завдяки якій тепло і волога постійно перерозподіляються по земній поверхні. Вітри дують з областей високого тиску в області низького тиску. Високий тиск зв'язаний звичайно з холодним, щільним повітрям, тоді як низький – з теплим і менш щільним. Обертання Землі змушує повітряні потоки відхилятися вправо в Північній півкулі і вліво – у Південній. Таке відхилення зветься «ефект Коріоліса». Як у Північній, так і в Південній півкулі в приземних шарах атмосфери нараховуються до трьох головних зон вітрів. В внутрітропічній зоні конвергенції в екватора північно-східний пасат зближається з південно-східним. Пасатні вітри зароджуються в субтропічних областях високого тиску, найбільш розвитих над океанами. Потоки повітря, рухаючи в напрямку до полюсів і відхиляючи під впливом сили Коріоліса, формують переважний західний перенос. В області полярних фронтів помірних широт західний перенос зустрічається з холодним повітрям високих широт, утворюючи зону баричних систем з низьким тиском у центрі (циклонів), що рухаються з заходу на схід. Хоча повітряні плини в полярних областях виражені не настільки яскраво, іноді виділяють полярний східний перенос. Ці вітри дують головним чином з північного сходу в Північній півкулі і з південно-сходу – у Південному. Маси холодного повітря часто проникають у помірні широти. Вітри в областях сходження повітряних плинів утворять висхідні потоки повітря, що охолоджується з висотою. При цьому можливо утворення хмар, часто супроводжуване випаданням опадів. Тому у внутрітропічній зоні конвергенції і фронтальних зон у поясі переважного західного переносу випадає багато опадів.Вітри, що дують у більш високих шарах атмосфери, замикають систему циркуляції в обох півкулях. Повітря, що піднімається нагору в зонах конвергенції, спрямовується в області високого тиску і там опускається. При цьому зі збільшенням тиску воно нагрівається, що приводить до формування сухого клімату, особливо на суші. Такі спадні потоки повітря визначають клімат Сахари, розташованої в субтропічному поясі високого тиску в Північній Африці. Сезонні зміни прогрівання й охолодження обумовлюють сезонні переміщення головних баричних утворень і систем вітрів. Зони вітрів улітку зрушуються в напрямку до полюсів, що приводить до змін погодних умов на даній широті. Так, для африканських саван, покритих трав'янистою рослинністю з рідко зростаючими деревами, характерне дощове літо (завдяки впливові внутрітропічної зони конвергенції) і суха зима, коли на цю територію зміщається область високого тиску зі спадними потоками повітря. На сезонні зміни загальної циркуляції атмосфери впливає також розподіл суші і моря. Улітку, коли Азіатський материк прогрівається і над ним встановлюється область більш низького тиску, чим над навколишніми океанами, прибережні південні і південно-східні райони випробують вплив вологих повітряних потоків, спрямованих з моря на сушу і рясні дощі, що приносять. Узимку повітря стікає з холодної поверхні материка на океани, і дощів випадає набагато менше. Такі вітри, що змінюють напрямок на протилежне в залежності від сезону, називаються мусонами.