8.20.Тепловые пояса

Основная закономерность в распределении тепла по земной поверхности – зональность – позволяет выделить тепловые (температурные) пояса. Тепловые пояса не совпадают с поясами освещения, образующимися по астрономическим законам, т.к. тепловой режим зависит не только от освещения, но и от ряда других факторов.

По обе стороны от экватора, приблизительно до 30⁰ с.ш. и ю.ш., находится жаркий пояс, ограниченный годовой изотермой 20⁰ С.

В средних широтах находятся умеренные температурные пояса. Они ограничены изотермами 10⁰ С самого теплого месяца. С этими изотермами совпадает граница распространения древесных растений (наименьшие средние температуры, при которых вызревают семена деревьев составляют 10⁰ С; при меньшей месячной сумме температур леса не возобновляются).

В субполярных широтах простираются холодные пояса, полярными границами которых являются изотермы 0⁰С самого теплого месяца. Они в общих чертах совпадают с зонами тундр.

Вокруг полюсов находятся пояса вечного мороза, в которых температура любого месяца ниже 0⁰ С. Здесь лежат вечные снега и льды.

Жаркий пояс, несмотря на свою большую площадь, в тепловом отношении довольно однороден. Средняя температура года изменяется от 26 ⁰ с на экваторе до 20 ⁰ С на тропических пределах. Годовые и суточные амплитуды незначительны. Сравнительно однородны в термическом отношении пояса холодный и вечного мороза в силу небольших пределов. Умеренные пояса, охватывающие широты от субтропических до субполярных, термически весьма неоднородны. Здесь годовая температура на одних широтах достигает 20⁰ С, а на других даже температура самого теплого месяца не превышает 10⁰С. Выявляется хорошо выраженная дифференциация умеренных поясов. Северный умеренный пояс в связи с его континентальностью (материковостью) дифференцируется и в долготном направлении: в годовом ходе температур здесь ясно сказываются приморское и внутриматериковое положение.

В умеренных поясах в самом первом приближении выделяются субтропические широты, термический режим которых обеспечивает произрастание субтропической растительности, умеренно-теплые широты, где тепло обеспечивает существование широколиственных лесов и степей, и бореальные широты с суммой тепла, достаточной только для распространения хвойных лесов и мелколиственных деревьев.

При общем сходстве температурных поясов обоих полушарий ясно выступает тепловая диссиметрия Земли относительно экватора. Термический экватор смещен к северу относительно географического, северное полушарие теплее южного, в южном полушарии ход температуры океанический, в северном – материковый; Арктика теплее Антарктики.

8.21.Морской и континентальный ход температуры

Секторные различия теплового режима нижней тропосферы проявляются в степени океаничности или континентальности климата. Наиболее ярко эта черта климата проявляется в годовой амплитуде температур, то есть в разнице между наиболее теплым и холодным месяцами.

Величина годовой амплитуды определяется следующими тремя факторами:

1. широтными различиями в интенсивности солнечной радиации в зимнюю и летнюю части года;

2. соотношением площадей материка и океана в данном широтном поясе;

3. затратами тепла на испарение, зависящими с свою очередь от влажности климата.

Наибольшие годовые амплитуды от 23 до 32⁰ С свойственны среднему поясу наибольшей площади континентов, в котором различное нагревание и охлаждение материков и океанов, образование положительных и отрицательных температурных аномалий обусловливает различный ход температуры на океане и в глубине континентов.

Рассмотрим ход годовой амплитуды температур в условиях морского, переходного и континентального климатов в умеренном поясе.

В качестве границы между морским и континентальным климатами средних широт можно принять годовую амплитуду 25⁰ С. Если годовая амплитуда меньше 25⁰ С, климат морской, больше – материковый. Между ними находится широкая меридиональная полоса переходного климата с разницей температур крайних месяцев около 23⁰ С. Она проходит через Карелию, Беларусь, Западную Украину.

Годовая амплитуда температур в континентальных климатах нарастает за сет зимних холодов – в приморских странах зима теплая, в материковых морозная. Летние месяцы внутри материков жаркие, а на берегах океанов теплые, но разница не так значительна, как зимой.

Отличительной чертой морского климата является смещение самого теплого времени с июля на август, а самого холодного с января на февраль.

Различие между морским и материковым климатами заключается и в продолжительности переходных периодов: весна и осень в морских странах продолжительные – до двух месяцев, а в континентальных – до двух недель.

Показателями континентальности или океаничности климата служит и суточная амплитуда температур. Внутри материков днем жарко, ночью холодно, на берегах морей днем тепло, ночью умеренно прохладно.

Годовая амплитуда температур на всей Земле равно в среднем 10⁰ С: в северном полушарии она составляет 13,8⁰С, а в южном – 6,2 ⁰ С.

Наибольшая на Земле годовая амплитуда зафиксирована в Восточной Сибири: абсолютный максимум и минимум в Верхоянске, например, составляют +34 и – 68⁰ С; в Оймяконе +31 и -71⁰ С. Таким образом амплитуда абсолютных температур составляет 102 ⁰ С.

Численные показатели континентальности климата. Современные данные о роли испарения и скрытой теплоты парообразования в нагревании атмосферы дают основания по-новому подойти к характеристике морского и континентального климата. Очевидно, что физическая сущность континентальности заключается в том, что территория с таким климатом получает мало тепла от фазового перехода пара в воду, а с морским – много. Соответственно, в сухом воздухе велико летнее и дневное нагревание турбулентным теплообменом, а зимой и ночью большое излучение.

Основной показатель континентальности климата может быть выведен из формулы теплового баланса. Индекс континентальности обратно пропорционален затрате тепла на испарение.

На океанах на испарение затрачивается в среднем 100 ккал/см² в год. Это можно принять за 100 % океаничности или 0 % континентальности климата. В Восточной Сибири, Центральной Австралии и Сахаре на испарение расходуется только 10 ккал/см² в год. Континентальность такого климата можно выразить так: 100 ккал на океанах – 10 ккал на данной территории равно 90. Это число принимается за 90 % континентальности. Климата с континентальностью 100 % на Земле нет. Такой показатель означал бы, что территория находится вне влияния океана и выпала из планетарного влагооборота.

В Амазонии на испарение расходуется 80 ккал/см² в год, или Континентальность составляет примерно 20 %. У побережья Западной Европы соответственно 60 ккал/см² в год, или Континентальность 40 %. В Западной Европе, Северной Америке, на Дальнем Востоке, в Индокитае, в Центральной Америке и Центральной Африке – 40 ккал/см² в год, или континентальность 60 %.

В тропическом поясе Континентальность выражается также в отрицательном водном балансе, в большой суточной амплитуде температур и сопутствующих этому явлениях.