книги из ГПНТБ / Подобедов, Н. С. Общая физическая география и геоморфология учебник

например, по опубликованным данным, оправдываемость кратко­ срочных прогнозов составляет около 85%.

Долгосрочные прогнозы погоды имеют особенное значение для народного хозяйства. Они составляются на разные сроки — от нескольких суток и до сезона года. Эти прогнозы очень важны для планирования работы промышленности, транспорта и особенно сельского хозяйства. Однако методы долгосрочных прогнозов раз­ работаны еще недостаточно. В отличие от краткосрочных прогнозов, долгосрочные прогнозы содержат лишь общую характеристику погоды и приблизительные даты ее резких изменений. Основой для составления этих прогнозов является изучение метеорологи­ ческой обстановки в течение предшествующих месяцев текущего года, а также обязательно и ряда прошедших лет. Изучив особен­ ности процессов в указанные периоды, синоптик подбирает ана­ логичные атмосферные положения для последующего периода и, предполагая, что процессы в течение срока прогноза будут разви­ ваться сходно с прошедшими годами, предсказывает погоду.

§ 28. Понятие о климате и общая характеристика климатов Земли

Климатом называется состояние атмосферы, типичное для дан­ ного места и выражающееся в определенном режиме погоды. Под ти­ пичным состоянием атмосферы понимают многолетний режим погоды, определяемый сложным сочетанием ряда факторов, в числе которых наиболее важными являются баланс тепла (радиационный баланс), циркуляция атмосферы и характер земной поверхности в данном месте.

Неравномерность распределения солнечного тепла на Земле и особенности общей циркуляции атмосферы определяют различие климатов Земли. Выделяют пять основных климатических поясов: жаркий, два умеренных и два холодных. В пределах каждого кли­ матического пояса наблюдаются, однако, значительные внутренние различия, определяемые распределением суши и моря. Поэтому климаты делят на морские и континентальные.

Морские климаты характеризуются малыми суточными и годо­ выми колебаниями температуры воздуха. Влажность и облачность в летнее время здесь значительно выше, чем в условиях континен­ тальных климатов. Кроме того, над морями и океанами скорости ветра обычно больше, чем над сушей. Наконец, на морские климаты оказывают большое влияние морские течения. Так, например, теплое Северо-атлантическое течение значительно смягчает климат северозападной Европы.

В отличие от морских континентальные климаты характеризу­ ются более резкими колебаниями температур и в общем меньшим количеством осадков.

Ввиду сложности климатических условий на Земле и невозмож­ ности установления точных границ между климатическими поясами

70

единой общепринятой классификации климатических поясов пока нет.

Укажем на классификацию климатов советского ученого Б. П. Алисова, которая является одной из наиболее современных. В основу выделения климатических поясов положено деление воз­ душных масс в зависимости от географических условий их форми­ рования.

Б. П. Алисов выделил четыре основных и три промежуточных климатических пояса К основным относятся пояса: экваториаль­ ного воздуха, тропического воздуха, воздуха умеренных широт и арктического (в южном полушарии антарктического) воздуха. Пере­ ходные пояса, экваториальных муссонов (субэкваториальный пояс), субтропический и субарктический (в южном полушарии субантарк­ тический). Кроме того, в каждом поясе выделяются подтипы в зави­ симости от распределения суши и моря: континентальный климат и морской (рис. 36).

Пояс экваториального воздуха характеризуется климатом с высо­ кой среднегодовой температурой (25—28° С), большой влажностью и ливневым характером выпадения осадков.

Пояс тропического воздуха приурочен главным образом к пусты­ ням обоих полушарий и к сухим степям, расположенным на пери­ ферии пустынь. Здесь различают следующие подтипы климатов: континентальный тропический и морской тропический. Первый характеризуется сухостью и высокой температурой в течение года, а второй отличается большой влажностью и малым колебанием тем­ пературы в течение года. Это приближает морской тропический воздух к воздуху экваториальной зоны.

Пояс воздуха умеренных широт характеризуется климатом,

который формируется под влиянием частых вторжений арктиче­ ского (антарктического) воздуха и тропических воздушных масс, что обусловливает интенсивное развитие циклонической деятель­ ности. Здесь также различают континентальный и морской подтипы климатов.

Континентальный климат умеренных широт отличается резким контрастом температурных условий между летом и зимой, вслед­ ствие чего годовые колебания температур достигают 50—60° С. Поэтому зима здесь холодная, а лето теплое. Осадки приурочены главным образом к теплому периоду года.

Морской климат умеренных широт характеризуется незначитель­ ным колебанием температуры в течение года, большой облачностью и значительной влажностью. Осадки в течение года распределя­ ются равномерно.

Поясы арктического и антарктического воздуха отличаются кли­ матом, для которого средняя температура самого теплого месяца около 0° С и ниже, а содержание влаги в воздухе весьма незначи­ тельное. Климат Арктики относится к морскому типу, за исключе­ нием центральных районов Гренландии, а климат Антарктики отно­ сится к континентальному.

71

Пояс экваториальных муссонов характеризуется климатом с сезон­ ной сменой воздушных масс. Летом, когда преобладает влажный муссон, здесь создается режим погоды, свойственный экваториаль­ ной зоне. В зимнее же время здесь преобладает сухой муссон в виде континентального тропического воздуха, который вызывает засуш­ ливую погоду.

В субтропическом поясе зима прохладная, а лето жаркое, так как зимой в этом поясе преобладает воздух умеренных широт, а летом — тропический. В этом поясе выделяют подтипы морского и континен­ тального субтропического климата.

Субарктический (субантарктический) пояс имеет весьма суро­ вый климат. Лето здесь короткое, но теплое, а зима длинная и суро­ вая. Здесь также различают два подтипа климата — континенталь­ ный и морской. Первый характеризуется более суровыми климатиче­ скими условиями по сравнению со вторым, где зима более мягкая, а лето прохладное. Количество осадков в субарктическом (субантарк­ тическом) поясе невелико.

§29. Характеристика типов климата территории СССР

иего влияние на природные условия и организацию топографо-геодезических работ

Огромная площадь территории СССР предопределяет большое разнообразие типов климата. Северная часть территории располржена в пределах арктического и субарктического поясов, а южная часть — в пределах субтропического пояса. Континентальность климата для территории в целом возрастает с запада на восток.

В схеме общей циркуляции атмосферы, применительно к терри­ тории СССР, для летнего периода характерно преобладание притока воздушных масс с океана на сушу. Для зимнего периода характерен вынос воздушных масс с суши на океаны.

Зимой в Сибири образуется антициклон с центром в северной Монголии, который оказывает влияние не только на климат Сибири, но и всей территории СССР. Вообще система зимних антициклонов на территории СССР довольно устойчива, чему способствует силь­ ное охлаждение поверхности и образование массы холодного плот­ ного воздуха у земной поверхности.

Из центра Сибирского антициклона воздух растекается к его окраинным областям. Поэтому к северу от области высокого давле­ ния преобладают юго-западные, к востоку — северо-западные и

кюгу северо-восточные ветры.

Врайонах Центральной Арктики почти круглый год преобла­ дают антициклоны, однако в окраинных частях арктических райо­ нов (Баренцево, Карское и Чукотское моря) довольно часто наблю­ даются циклоны, число и интенсивность которых значительно больше в западном секторе, чем в восточном.

Для северо-запада Европейской части СССР характерны зимние циклоны. Поэтому зима здесь неустойчивая, влажная и относительно

73

теплая. Здесь преобладает облачная погода и юго-западные и запад­ ные ветры. Температура воздуха на широте 60° на северо-западе в январе на 8—10° С выше, чем на Урале, и на 32—34° выше, чем

вВосточной Сибири.

Всеверных районах Средней Азии и Казахстана зима относи­ тельно холодная и устойчивая вследствие притока сюда холодного воздуха от Сибирского антициклона. Поэтому здесь зимой преобла­ дает антициклональный тип погоды с ветрами, которые чаще дуют

ссеверо-востока.

Для южных районов Европейской части СССР и Средней Азии зимой характерна неустойчивая погода вследствие развития здесь циклонической деятельности, причем циклоны сюда часто прони­ кают с юга и юго-запада из районов Ирана.

Для большей части территории СССР наиболее холодным зимним месяцем является январь, а для районов побережий морей и океа­ нов — февраль.

На северо-востоке Сибири в январе наблюдаются наиболее низ­ кие температуры. Так, в районе Верхоянска и Оймякона средние температуры января составляют —50° С, а абсолютный минимум почти —70° С. Здесь расположен полюс холода северного полушария. Отсюда по всем направлениям температура повышается, причем даже прибрежные районы советского сектора Арктики, расположен­ ные к северу, имеют менее суровые зимы.

Самая высокая температура в январе отмечается на южном берегу Крыма, в Западном и Восточном Закавказье, а также в Турк­ мении. В этих районах всюду средняя месячная температура января выше 0° С, причем на Черноморском побережье Кавказа она дости­ гает плюс 6—7° С.

По режиму распределения атмосферных осадков в пределах территории СССР различают несколько типов, в числе которых наиболее распространенным является континентальный тип, для которого характерно максимальное количество осадков в теплый период года. С севера на юг в распределении осадков наблюдается зональная тенденция, которая находит выражение в следующих закономерностях. В зоне тундры и тайги максимальное количество осадков выпадает в августе и сентябре, в смешанных лесах и в под­ зоне лесостепи июль характеризуется наибольшим количеством осадков, в зоне степей таким месяцем является июнь, в полупустын­ ных — май, а в зоне пустынь — март — апрель. В районах Даль­ него Востока, в связи с преобладанием здесь муссонной циркуляции воздуха, более всего осадков (до 700—800 мм) выпадает в середине лета. Наконец, в некоторых южных районах страны, как, например, на южном берегу Крыма, на побережье Кавказа в районе Новорос­ сийска — Туапсе, а также в Талышских горах, расположенных на юге Азербайджана вблизи побережья Каспийского моря, макси­ мум выпадающих осадков перемещается на холодный период года.

Район минимального количества осадков расположен в преде­ лах равнин Средней Азии, за пределами территории, где проходят

74

основные трассы циклонов. Здесь выпадает осадков в год 100 мм и менее. Мало осадков выпадает также в пределах Байкальской горной области, которая удалена от океанов и значительную часть года испытывает влияние господствующих здесь антициклонов.

В горах количество выпадающих осадков больше, чем на приле­ гающих равнинах. Однако с запада на восток и в горных районах количество выпадающих осадков значительно уменьшается. Так, на Кавказе выпадает местами более 3000 мм, на Алтае до 2000 мм,

ав Саянах количество осадков колеблется в пределах 1000—1500 мм.

Впределах территории СССР в зимний период осадки почти

везде выпадают в твердом виде (снег) в количестве 10—40% от годо­ вой суммы. Мощность снежного покрова в пределах того или иного участка территории определяется как количеством выпадающих

Предуралье на одних и тех же широтах разница в количестве выпа­ дающих осадков в общем невелика, однако в Прибалтике снежный покров имеет меньшую толщину в связи с частыми оттепелями.

На большей части территории СССР мощность снежного покрова превышает 30 см. Она уменьшается в степях, полупустынях, пусты­ нях, в лесостепи Украины, в лесных районах Западной Белоруссии и Украины и Средней Сибири. Это уменьшение мощности снежного покрова объясняется тем, что в южных и западных районах снега мало из-за короткой зимы и частых оттепелей, а в Забайкалье вслед­ ствие малого количества выпадающего зимой снега. Меньше всего снежный покров на Туранской низменности, в Восточном и Запад­ ном Закавказье и в Крыму. В этих районах мощность снежного покрова колеблется в пределах 5—10 см, причем местами в отдель­ ные годы снега совсем не бывает.

Наиболее мощный снежный покров (более 100—110 см) отме­ чается на Камчатке, где его накоплению благоприятствует обилие выпадающего снега и продолжительная зима. Немного меньший снежный покров (до 80 см) в районе низовьев Енисея, на Гыданском

иТазовском полуостровах и в районах нижнего течения рек Таза

иПура. Здесь зимой оттепели отсутствуют, а зимний период про­ должается почти 8 месяцев, причем даже летом местами снег не стаи­ вает полностью.

Климатические условия той или иной территории оказывают

большое влияние на организацию и проведение полевых топографо­ геодезических работ. Прежде всего от них зависит продолжитель­ ность полевого периода. г1ак, например, на севере, северо-востоке страны максимальная продолжительность полевого периода соста­ вляет 2,5—3,5 месяца, а на юге можно производить полевые топо- графю-геодезические работы в течение 9—10 месяцев.

В районах преобладания циклонической деятельности погода обычно неустойчивая, что существенным образом влияет на произ­ водительность полевых работ и эффективность использования авто­ мобильного и вертолетного транспорта. В условиях муссонного

75

климата районов Дальнего Востока середина лета характеризуется обильными дождями, что оказывает неблагоприятное влияние на вы­ полнение графиков сдачи топографо-геодезической продукции.

Особенно сильно зависит от погоды работа аэрофотосъемочной авиации, поскольку воздушное фотографирование земной поверх­ ности для топографических целей производится только в ясную погоду. Так, например, северные и особенно северо-западные районы страны летом являются ареной деятельности циклонов, что сопро­ вождается значительной (часто сплошной) облачностью, исключа­ ющей возможность выполнения аэрофотосъемочных работ. Поэтому для целей аэрофотосъемки приходится использовать буквально все редкие дни безоблачной погоды.

Климатические условия, наконец, определяют характер снаря­ жения полевых бригад топографо-геодезических экспедиций.

Г л а в а 3

ГИДРОСФЕРА

§ 30. Состав гидросферы и происхождение природных вод

Общий объем гидросферы Земли приблизительно равен 1 млрд. 800 млн. куб. км воды. Из них на долю вод океанов и морей приходится 1400 млн. куб. км, в ледниках содержится 30 млн., в озерах 750 тыс., в реках 1,2 тыс. и в земной коре 460 млн. куб. км воды.

Гидросфера'представляет собой единую водную систему Земли. Это единство заключается в том, что она во-первых, непрерывна, а во-вторых, между ее частями происходит обмен вод.

Вода является одним из немногих веществ на Земле, которая может находиться на Земле в трех физических состояниях: твердом, жидком и газообразном и легко переходит из одного состояния в другое. Наибольшую плотность вода имеет при +4° С, а при охла­ ждении ниже этой температуры плотность воды уменьшается. При замерзании воды ее объем увеличивается на 10% от первоначаль­ ного объема. Это свойство воды имеет большое значение в геологии и геоморфологии.

Вода в природе никогда не бывает химически чистой, поскольку она обладает большой растворяющей способностью. На Земле пре­ обладает соленая океаническая вода, которая составляет 97,2% от общего количества поверхностных вод. Из общего числа извест­ ных химических элементов в воде обнаружено 45 элементов, встреча­ ющихся, обычно, в очень малых количествах. Концентрация раство­ ренных в воде веществ характеризуется так называемой соленостью, которая обычно измеряется в промилле (0,1%) и записывается в °/00. С изменением солености температура замерзания воды и тем­ пература ее наибольшей плотности понижаются.

76

Природные воды образовались в процессе формирования нашей планеты из частиц, вошедших в ее состав. Она выделялась из недр планеты постепенно, образуя гидросферу. Возможно, что этот про­ цесс происходит и в настоящее время.

§ 31. Круговорот воды на Земле

Вода на Земле непрерывно перемещается в процессе так назы­ ваемого круговорота. С земной поверхности в атмосферу под дейст­ вием солнечного тепла непрерывно испаряется вода, причем большая

Р

часть этого испарения приходится на долю Мирового океана (86,5%). Значительная часть этой влаги, конденсируясь в атмосфере, выпадает обратно в океан в виде дождя или снега. Так образуется океанический или малый круговорот воды на Земле.

Меньшая часть влаги, испарившейся с поверхности Мирового океана, переносится ветрами на сушу и выпадает здесь в виде осад­ ков. Круговорот воды, в котором принимает участие и суша, назы­ вается мировым или большим круговоротом воды (рис. 37).

Обозначим через Р общее количество осадков, выпавших на сушу. Часть этого количества N испаряется с поверхности суши и уходит обратно в атмосферу, другая часть S стекает по поверхности суши и попадает обратно в океан, но не полностью, поскольку некоторое количество влаги просачивается в грунт. Эту влагу частично заби­ рают корни растений и выделяют ее в процессе своей жизнедеятель­ ности также в атмосферу Т. Таким образом N + Т = Е — это то

77

количество влаги, которое с суши вновь попадает в атмосферу в виде водяного пара.

Вода, просачившаяся в грунт в нижерасположенные слои гор­ ных пород U, образует подземный сток, попадающий непосред­ ственно в океан. Обозначив через R полный сток воды в океан, будем иметь R = S + U. Тогда формула круговорота воды на Земле при­ мет вид Р = R + Е.

§ 32. Мировой океан, его части и особенности рельефа дна

Мировой океан представляет собой единую, хотя и сильно рас­ члененную водную оболочку Земли. Средняя глубина Мирового океана — 3794 м, а наибольшая — И 034 м, находящаяся в запад­ ной части Тихого океана, в Марианской впадине.

Мировой океан делят на четыре: Тихий, Атлантический, Индий­ ский и Северный Ледовитый. В настоящее время в связи с разверну­ вшимися исследованиями Антарктиды и омывающих ее океанов все чаще и чаще высказываются соображения о необходимости воды южного полярного бассейна выделить в виде отдельного Южного Ледовитого океана.

Части океанов, которые ограничены сушей и выделяются особен­ ностями вод (температура, соленость и др.), характером течений и приливов, называются морями. Они подразделяются на окраинные, средиземные и островные. Окраинные моря обычно располагаются вблизи окраин материков и отделяются от соответствующего океана цепочками островов, а иногда — полуостровами. Воды таких морей свободно сообщаются с океаническими и поэтому мало от них отли­ чаются. К числу таких морей, например, могут быть отнесены Барен­ цево и Карское моря Северного Ледовитого океана. Средиземные моря располагаются между материками или внутри их. Они соеди­ няются с соответствующим океаном или другим морем узкими про­ ливами, вследствие чего эти моря значительно отличаются от океана по своим особенностям. Примером моря, расположенного между материками, является Средиземное, а морем, расположенным внутри материка — Черное. Межостровные моря обычно находятся вдали от материка, среди океана, от которого они отделяются островами. Примером такого моря может быть Яванское море, расположенное между островами Калимантан, Ява и Суматра.

Свободная поверхность океанов и морей называется уровенной. Для практических целей и в первую очередь в геодезии и топогра­ фии пользуются средним многолетним уровнем, который прини­ мается за исходный при определении абсолютных высот поверх­ ности суши и глубин океанов и морей. В разных морях эти уровни различны, вследствие чего отдельные государства или группы госу­ дарств для картографических и геодезических целей принимают за исходный уровень его среднее многолетнее значение в какой-либо точке. В СССР за исходный уровень для счета абсолютных высот суши и глубин океанов и морей принят нуль футштока (рейки)

78

в Кронштадте, расположенном вблизи Ленинграда в Финском заливе Балтийского моря. Все топографические карты и пункты нивелир­ ной сети, абсолютные отметки высот которых вычислены от нуля Кронштадского футштока, считаются полученными в Балтийской системе высот.

Изучение уровней океанов и морей показало, что в умеренных широтах на одних и тех же параллелях у западных берегов матери­ ков уровень океанов выше, чем у восточных. Например, уровень вод Финского залива у Кронштадта выше уровня вод Тихого океана у Владивостока на 1,8 м. Поэтому вычисление отметок нивелирной сети относительно нуля Кронштадтского футштока имеет важное значение для единообразного отображения рельефа на топографиче­ ских картах.

Дно океанов и морей характеризуется сложным рельефом, не­ редко напоминающим рельеф суши. Здесь выделяются следующие крупнейшие формы рельефа: материковая отмель или шельф, мате­ риковый склон и ложе океана. Каждая из этих форм имеет свои особенности.

Материковая отмель или шельф, занимающий около 8% пло­ щади Мирового океана, является естественным продолжением суши, прилегающей к морскому берегу. В большинстве случаев она обра­ зовалась в результате повышения уровня океанов или же предста­ вляет собой участки суши, погруженной в воды океанов и морей.

Внешняя граница материковой отмели, представляющая собой перегиб к материковому склону, проходит в среднем по линии глу­ бин 200 м. Угол наклона поверхности этой части дна весьма незна­ чителен и в среднем равен0°07'. Рельеф здесь тесно связан по своему характеру с рельефом прилегающей к морю суши, а также с дей­ ствием волновых процессов, наиболее ярко проявляющихся в пре­ делах береговой зоны.

Материковый склон представляет собой наклонную поверхность, отделяющую материковую отмель от ложа океана. Эта часть океани­ ческого дна составляет около 12% всей площади Мирового океана. Внешняя граница материкового склона в среднем проходит по линии глубин 2000 м, а по некоторым исследованиям она опускается до глу­ бины 3600 м. Среднее значение угла наклона материкового склона точно еще не определено и колеблется в пределах от 4° 30' до 5° 40'.

Материковый склон характеризуется весьма сложным рельефом, который во многих случаях сравним с рельефом суши. Здесь встре­ чаются различные уступы, многочисленные впадины и возвышен­ ности. Интересной особенностью рельефа этой части океанического дна являются так называемые подводные каньоны. Они имеют довольно прямолинейные очертания, крутые склоны (до 15—20°) и значительную глубину. Некоторые из них являются продолжением долин крупных современных рек.

Ложе океана не представляет собой идеальной равнины. Наряду с плоскими участками на нем встречаются подводные хребты, обшир­ ные поднятия — плато, пороги, тянущиеся от одного берега океана

79