- •Хмельницький державний університет метеорологія і кліматологія
- •Хмельницький
- •Передмова
- •Розділ 1. Метеорологія
- •1. Метеорологія й кліматологія як науки. Історія розвитку метеорології
- •1.1. Метеорологія й кліматологія дві неподільні науки
- •1.2. Атмосфера - об'єкт вивчення метеорології
- •1.3. Історія розвитку метеорології
- •1.4. Методи вивчення атмосфери
- •1.5. Метеорологічна служба в Україні
- •2. Будова атмосфери. Склад повітря і його зміна з висотою
- •2.1. Принципи розподілу атмосфери на шари. Будова атмосфери
- •2.2. Склад повітря у земної поверхні і його зміна з висотою
- •2.3. Загальна маса атмосфери
- •3. Радіація в атмосфері
- •3.1. Сонячна радіація
- •3.2. Інтенсивність сонячної радіації, її розподіл по Земній кулі
- •3.3. Поглинання і розсіювання сонячної радіації в атмосфері. Сумарна радіація
- •3.4. Відбита радіація. Альбедо Землі
- •3.5. Випромінювання земної поверхні і атмосфери
- •3.6. Радіаційний баланс земної поверхні
- •3.7. Прилади для вимірювання радіаційного балансу та його складових
- •4. Тепловий режим атмосфери
- •4.1. Причини зміни температури повітря
- •4.2. Тепловий баланс земної поверхні
- •4.3. Стратифікація атмосфери
- •4.4. Добовий і річний хід температури на поверхні ґрунту, водойм і повітря у земної поверхні
- •5. Вода в атмосфері
- •5.1. Поняття про процес випаровування вологи і насичення повітря водяною парою
- •5.2. Характеристики вологості повітря
- •5.2.1. Визначення величини вологості повітря
- •5.2.2. Методи вимірювання вологості повітря
- •Гігрометричний метод
- •5.2.3. Прилади для вимірювання вологості повітря
- •5.3. Конденсація водяної пари в атмосфері. Хмари, їх класифікація по будові і формі
- •5.4. Опади. Види опадів
- •6. Баричне поле і вітер
- •6.1. Поняття про баричне поле. Карти баричної топографії
- •6.2. Ізобари. Баричний градієнт
- •6.3. Баричні системи
- •6.4. Вітер, його утворення і рух
- •7. Атмосферна циркуляція та її вплив на утворення погоди
- •7.1. Загальна циркуляція атмосфери. Меридіанні складові загальної циркуляції
- •7.1.1. Загальна циркуляція атмосфери
- •7.1.2. Квазігеострофічність течій загальної циркуляції
- •7.1.3. Зональність у розподілі тиску та вітру
- •7.1.4. Меридіанні складові зональної циркуляції
- •7.1.5. Зони тиску та вітру у верхній тропосфері й стратосфері
- •7.1.6. Зональний розподіл тиску та вітру у земної поверхні та нижньої тропосфери
- •7.2. Географічний розподіл тиску. Пасати. Погода пасатів. Мусони
- •7.2.1. Географічний розподіл тиску. Центри дії атмосфери
- •7.2.1.1. Середня величина тиску для Земної кулі та півкулі
- •7.2.2. Кліматологічні фронти. Пасати. Погода пасатів. Мусони
- •7.2.2.1. Переважні напрямки вітру
- •7.2.2.2. Кліматологічні фронти
- •7.2.2.3. Пасати. Погода пасатів
- •7.2.2.4. Мусони
- •7.3. Циклони й антициклони
- •7.3.1. Циклони
- •7.3.2. Антициклони
- •7.4. Місцеві вітри. Бризи, фен, гірсько-долинні вітри
- •7.4.1. Бризи
- •7.4.2. Гірсько-долинні вітри
- •7.4.4. Бора
- •7.5. Служба погоди. Синоптичний аналіз і прогноз погоди
- •7.5.1. Синоптичні карти
- •7.5.2. Синоптичний аналіз і прогноз погоди
- •Розділ 2. Кліматологія
- •8. Кліматоутворення. Мікроклімат
- •8.1. Кліматоутворюючі процеси
- •8.2. Географічні фактори клімату
- •8.3. Висотна кліматична зональність
- •8.4. Мікроклімат і методи його дослідження
- •8.4.1. Методи дослідження мікроклімату
- •9. Клімат і біосфера
- •9.1. Головні фактори клімату
- •9.1.1. Промениста енергія
- •9.1.2. Температура
- •9.1.3. Освітлюваність
- •9.1.4. Відносна вологість і опади
- •9.1.5. Екологічна класифікація кліматів
- •9.2. Поняття про мега-, мезо- і мікроклімат
- •9.2.1. Мезоклімат гірських ландшафтів
- •9.2.2. Поняття про мікроклімат лісу
- •9.2.3. Мікроклімат ґрунту
- •9.2.4. Мікроклімат великого міста
- •10. Класифікація кліматів. Клімати Землі. Зміна клімату
- •10.1.Класифікація кліматів в.П. Кеппена, б.П. Алісова
- •10.1.1. Класифікація кліматів
- •10.1.2. Класифікація кліматів в.П. Кеппена
- •10.1.3. Класифікація кліматів б.П. Алісова
- •10.2. Клімат України
- •10.3. Зміна клімату в геологічному минулому
- •10.4. Сучасне потепління клімату
- •10.5. Причини сучасних коливань клімату
- •11. Взаємодія клімату і рослинності
- •11.2. Світло як екологічний фактор
- •11.3. Температура як екологічний фактор
- •11.4. Повітря як екологічний фактор
- •Розділ 3. Практична частина
- •12. Обладнання метеостанцій і постів
- •12.1. Метеорологічний майданчик
- •1 Флюгер з легкою дошкою; 2 – флюгер з важкою дошкою; 3- ожеледний станок;
- •12.2. Метеорологічний пост
- •12.3. Особливості виміру деяких метеоелементів
- •13. Будова вагового снігоміру. Визначення щільності снігу та запасу води в сніговому покрові
- •13.1. Будова вагового снігоміру
- •13.2. Проведення спостережень. Визначення щільності снігу та запасу води в сніговому покрові
- •Приклади визначення щільності снігу та запасу води в сніговому покрові
- •14. Визначення температури повітря по існуючим температурним шкалам
- •15. Виміри температури ґрунту та повітря
- •15.1. Види термометрів
- •15.2. Виміри температури ґрунту
- •15.3. Виміри температури повітря
- •16. Прогноз заморозків за спостереженнями на одному пункті
- •16.1. Загальні положення
- •16.2. Прогноз заморозків за способом Михайлевського
- •16.3. Практичне визначення вірогідності заморозків
- •Рішення
- •17. Виміри атмосферного тиску
- •17.1. Загальні положення
- •17.2. Прилади для вимірювання атмосферного тиску
- •17.3. Практичне визначення перевищення між точками та тиску
- •18. Визначення напрямку і швидкості вітру. Роза вітрів
- •18.1. Загальні положення
- •18.2. Прилади для виміру напрямку та швидкості вітру
- •18.3. Визначення рози вітрів
- •Стислий словник термінології з метеорології та кліматології
- •Література
10.1.3. Класифікація кліматів б.П. Алісова
Борис Павлович Алісов (1891-1972 рр.) запропонував виділяти кліматичні зони й області виходячи з умов загальної циркуляції атмосфери. Сім основних кліматичних зон - екваторіальну, дві тропічні, дві помірні і дві полярні (по однієї в кожній півкулі) - він виділяє як такі зони, у яких кліматоутворення цілий рік відбувається під переважним впливом повітряних мас тільки одного типу: екваторіального, тропічного, помірного (полярного) і арктичного (у південній півкулі антарктичного) повітря.
Між ними Алісов розрізняє шість перехідних зон, по три у кожній півкулі, які характеризуються сезонною зміною переважних повітряних мас. Це дві субекваторіальні зони, чи зони тропічних мусонів, у яких улітку переважає екваторіальне, а узимку тропічне повітря; дві субтропічні зони, у яких улітку переважає тропічне, а узимку полярне повітря; зони субарктична і субантарктична, у яких улітку переважає полярне, а узимку арктичне чи антарктичне повітря.
Межі зон визначаються по середньому положенню кліматологічних фронтів. Так, тропічна зона знаходиться між літнім положенням тропічних фронтів і зимовим положенням полярних фронтів. Тому вона буде цілий рік зайнята переважно тропічним повітрям. Субтропічна зона знаходиться між зимовим і літнім положенням полярних фронтів, тому вона буде узимку під впливом полярного, а літом - тропічного повітря. Аналогічно визначаються і межі інших зон.
У кожній із широтних зон розрізняються чотири основних типи клімату: материковий, океанічний, клімат західних берегів і клімат східних берегів. Розходження між материковим і океанічним кліматом обумовлені головним чином розходженнями у властивостях підстилаючої поверхні. У першому випадку ці властивості створюють континентальні повітряні маси, у другому - морські. Розходження між кліматом західних і східних берегів континентів пов’язані переважно з розходженнями в умовах загальної циркуляції атмосфери і розподілом океанічних течій.
10.2. Клімат України
Кліматичні умови впливають на рельєф, поверхневі і підземні води, розвиток рослинності, поведінку тварин, від них значною мірою залежать умови проживання, господарської діяльності і відпочинку людей. У зв’язку з цим є необхідність вивчати особливості клімату, погодних умов, передбачати їх зміни та оцінювати роль у формуванні стану довкілля.
На кліматичні особливості України впливають її географічне положення, сонячна радіація, циркуляція повітряних мас, характер поверхні (гірська чи рівнинна місцевість, залісена чи ні тощо).
Територія України розташована переважно в помірному кліматичному поясі, лише Південний беріг Криму - у субтропічному. Тому загалом кліматичні умови є сприятливими для сільськогосподарського виробництва, функціонування транспорту, галузей енергетики. Україна належить до території з кліматичним комфортом. У ній чітко виражені зональні відмінності кліматичних умов. Через значну протяжність території України в широтному напрямі помітне зростання континентальності з північного заходу на південний схід. При загальній сприятливості клімату, особливості фізико-географічного положення України, вплив циркуляційних процесів зумовлюють різноманітність кліматичних умов та порівняно часту повторюваність несприятливих явищ погоди у різні роки.
З географічним положенням пов’язані тривалість сонячного сяйва, розподіл сонячної радіації, характер циркуляції повітряних мас.
Кількість часів сонячного сяйва змінюється за сезонами і залежить від погодних умов, тривалості дня. Середня річна кількість годин сонячного сяйва в Україні зростає з північного заходу на південний схід і південь від 1700 до 2400 год. Найменші його показники спостерігаються на півночі України (1720...1800 год.). Найбільше годин сонячного сяйва на узбережжях Чорного і Азовського морів (2300...2400 год.), на південних схилах Кримських гір (більш як 2400 год.).
На території України сумарна радіація в північних районах досягає 4190 МДж/м2, а в південних районах – 4000...5200 МДж/м2. Більшу частину сонячної радіації поверхня України одержує з травня по вересень.
З сонячною радіацією тісно пов’язаний радіаційний баланс - різниця між сумарною і відбитою радіацією та випромінюванням підстилаючої поверхні. На території України середньорічні показники радіаційного балансу у північних районах становлять 1700 МДж/м2, у середній частині - 1850 і на півдні - 2650 МДж/м2.
Радіаційні чинники взаємодіють з атмосферною циркуляцією, завдяки якій перерозподіляються тепло і волога. В Україну надходять морські повітряні маси з Атлантики й Арктики та континентальне повітря, що формується над просторами Євразії.
Характер атмосферної циркуляції над Україною визначається частою зміною циклонів і антициклонів. Циклони надходять на територію України протягом року з заходу, північного і південного заходу, півдня. З їх приходом взимку наступає потепління, відлига або снігопад, улітку - дощ. Вторгнення континентальних повітряних мас з Азії (антициклони) зумовлюють взимку різкі похолодання, а влітку - посушливу погоду. У середньому за рік в Україні буває 63% днів з антициклонами і 37% - з циклонами.
На радіаційний режим прибережних районів впливає бризова циркуляція. Завдяки їй влітку, на відстані 40-50 км від моря, більше безхмарних днів і, отже, сумарної сонячної радіації. У холодну пору року моря, річки, великі озера, водосховища і болота дещо послаблюють морози на територіях, що до них прилягають. Влітку водойми сприяють зниженню температур, підвищенню вологості, посиленню вітру. У великих містах кліматичні умови відрізняються від кліматичних умов територій, що їх оточують.
Підстилаюча земна поверхня - рівнини, височини, гори, моря, чергування суходолу і водної поверхні, ліси, міста – впливає на радіаційний режим, хмарність, розподіл температур і опадів, особливості місцевого клімату. Гірські хребти Карпат захищають Закарпатську низовину, а Кримські гори - Південний берег Криму від холодних арктичних повітряних мас. Гори посилюють висхідний рух повітря, унаслідок чого над ними випадає більше опадів, ніж на рівнинах. Навіть над Донецькою і Приазовською височинами кількість опадів більша, ніж на близьких до них рівнинах. Лісові масиви сприяють нагромадженню снігових запасів.
Головним покажчиком клімату є температура повітря. Найнижчі середні температури припадають на січень-лютий. На північному сході країни і у гірських районах вони становлять -7...-8°С, у Степовому Криму 0°С, на Південному березі Криму до +3...+4°С. Найвищі середні температури липня на півночі і північному заході становлять +17...+19°С, на півдні України +22...+23°С .
Основною закономірністю в розподілі опадів на території України є їх зменшення з півночі і північного заходу на південь і південний схід. Найбільші річні суми опадів зареєстровано в Українських Карпатах - 1500 мм (полонина Плай - 1663 мм) і Кримських горах (1000...1200 мм), найменші - на Азово-Чорноморському узбережжі й у Присивашші (300...450 мм). На більшій частині території кількість опадів у середньому змінюється від 650...600 мм на заході до 450...400 мм на півдні і на південному сході. Основна їх маса припадає на теплий період року, за винятком Південного берега Криму. Взимку опади бувають у вигляді снігу майже на всій території країни. Висота снігового покриву становить 10...30 см, а в горах досягає 40 см.
Протягом року в Україні змінюються напрям і швидкість вітру, тобто його режим. Це залежить від положення території щодо центрів атмосферного тиску. Через Україну проходить смуга високого атмосферного тиску, так звана вісь Воєйкова. Вона перетинає Євразію від озера Байкал, де знаходиться центр Сибірського антициклону, до Карпатських гір, прямує через південь Франції до Піренейського півострова і далі до Азорських островів (центр Азорського антициклону). На території України вісь високого атмосферного тиску простежується з північного сходу на південний захід по лінії Луганськ - Дніпропетровськ - Балта. Вісь є своєрідним кліматорозділом. На північ від неї переважають вітри західного напряму, на південь - східного. В Українських Карпатах і Кримських горах на вершинах переважають західні вітри. Середня швидкість вітру на території України становить переважно до 4 м/с. У Карпатах і Криму виникають місцеві вітри: влітку - гірсько-долинні, взимку - фени (теплі сухі вітри, що рухаються гірськими схилами вниз у долини).
В Україні чітко виражена зміна сезонів протягом року.
Зима в Україні тривала, але порівняно тепла, хоч і з морозними днями і снігом. Взимку над Україною розвивається циклонічна діяльність, повітряні маси часто змінюються, тому погода не стійка. У середньому, за зиму буває до десяти відлиг. Зима триває від 120...130 днів на північному сході і до 85...75 днів на південному заході.
Весна починається після переходу середньодобової температури повітря через 0°С. Весною можливі заморозки. Погодні умови не стійкі. Найраніше весна наступає на заході Україні, в Закарпатті та Криму. Час настання весни в окремі роки значно відрізняється від середніх багаторічних. Трапляється, коли в квітні і травні відносна вологість повітря може знижуватися до 30% і менше, посушлива погода сприяє суховіям і пиловим бурям. Весняний період закінчується переходом середньодобової температури повітря через 15°С.
Літо на більшій частині території тепле, а на півдні України жарке. У цей період висота Сонця над обрієм найбільша, найдовші дні, найбільша сонячна радіація. Земна поверхня і повітря інтенсивно прогріваються. Найраніше літо настає на Південному березі Криму, у степових районах. Літній період тут найдовший. У степовій зоні він триває 120...130 днів. Влітку випадає близько 40% річної суми опадів. Закінчується літній період після переходу температури повітря через 15°С в бік зниження, що відбувається в першій декаді вересня.
Липень - найтепліший місяць на всій території України. Середньомісячна температура коливається від 18 до 23°С. Лише в Карпатах вона нижча і становить 15...17°С. Найвищі температури повітря спостерігаються тоді, коли в Україну через Середземне море надходить сухе і жарке повітря з Африки. При цьому вдень температура повітря підвищується до 34...39°С, а на значній території - в Одеській, Миколаївській, Закарпатській, Донецькій, Луганській, Полтавській, Дніпропетровській, Харківській областях, у Криму - до 40...41°С.
Липень - єдиний місяць, коли не буває заморозків. Зате в липні найбільше гроз, злив, випадання граду. Трапляються й такі небезпечні явища, як смерчі.
З настанням осені зростає циклонічна діяльність, відбувається зниження температури повітря, збільшується кількість днів з опадами і туманами. У вересні і жовтні можливі заморозки. Проте буває короткочасне повернення тепла з сонячною лагідною погодою. Цей період народ називає «бабиним літом». У листопаді на більшій частині території середня добова температура повітря переходить через 0°С, а в третій декаді цього місяця може утворюватися сніговий покрив.
