Лекция 18 Основы климатологии

Климатология - это наука о климате, его типах и обусловленно­сти, распределении по земной по­верхности и изменениях во време­ни. Климат является одной из гео­графических характеристик мест­ности, знание и понимание которой необходимо для правильного реше­ния вопросов хозяйственной дея­тельности человека и приспособле­ния его жилищно-бытовых условий к окружающей природной среде.

Предмет изучения климатоло­гии — погодные условия, совокуп­ность проявления которых в при­земном слое атмосферы образует климат данной местности.

В повседневной жизни мы довольно часто путаем погоду с климатом.

Погода — это совокупность метеорологических вели­чин (температура и влажность воздуха, атмосферное давление, скорость и направление ветра, дальность види­мости, характер облачности и т.д.) и явлений, которые характеризуют состояние атмос­феры в определенный момент времени в строго опреде­ленном месте.

Таким образом, говоря о погоде, мы понимаем погоду сегодняшнего дня или какой-то его части, погоду месяца или сезона года, погоду прошлого или будущего года.

Климат – понятие более общее.

Цель данного реферата – познакомить студентов с понятием климатологии, историей ее возникновения, классификацией, основными климатообразующими факторами; и выяснить связь человека и климата.

Климатология и метрология

Климатология в своих исследо­ваниях базируется на данных мете­орологии. В свою очередь метеоро­логия как наука об атмосфере и происходящих в ней процессах за­нимается сбором, накоплением и статической обработкой данных о климате в погодах и разрабатывает прогнозы метеорологических пока­зателей на будущее для учета их в различных областях хозяйственной деятельности человека.

Метеодан­ные от них в виде сводок погоды поступают в территориальные и центральные управления гидроме­теослужбы, где обрабатываются, хранятся и выдаются заинтересо­ванным организациям для практи­ческого использования в народном хозяйстве, в том числе в проекти­ровании, строительстве и производственной деятельности.

Общие понятия о климате и климатообразующих факторах

Климатом называют типич­ный многолетний, режим погоды, свойственный той или иной местно­сти и проявляющийся в определен­ных метеорологических показате­лях. Многолетний режим погоды рассматривается как:

- совокупность всех погодных условий данной местности за не­сколько десятков лет;

- типичная годовая смена погод и возможные отклонения от ее нормы в отдельные годы;

- редкие аномальные условия по­годы, характерные для каждой климатической зоны (похолода­ние, засухи, дождливые периоды, ветры и пр.).

Климатом в глобальном понимании называют совокупность статистических состояний, проходимых системой атмосфера — океан— суша — криосфера — биосфера за многолетний период.

Компоненты климатической системы, включающей атмосфе­ру, океан, запасы снега и льда, поверхность суши, растительность и животных, непрерывно взаимодействуют и обмениваются между собой энергией и веществом.

К внешним процессам, влияющим на глобальный климат Земли, относятся: приток солнечной радиации и его возможные изменения; изменения состава атмосферы, вызванные извержениями вулканов, притоком пыли из космоса, землетрясениями, падени­ем метеоритов и астероидов и др.

К внутренним процессам относятся: взаимодействие атмосфе­ры с океаном, поверхностью суши и ледников; движение и изме­нение площади материков; изменение мощности и направления течений; облачность и растительный покров, антро­погенные изменения и др.

Действие этих факторов носит сложный, запутанный характер с прямыми и обратными связями, с трудом поддающимися иссле­дованиям и прогнозам. Каждому состоянию глобального климата соответствуют свои закономерности в теплообороте, влагообороте и атмосферной циркуляции.

Климат той или иной местности, то есть климат в узком смысле этого слова, — это многолетний режим погоды, обусловленный зако­номерной последовательностью атмосферных процессов, формиру­ющихся в результате солнечной радиации, атмосферной циркуляции и географическими условиями подстилающей поверхности.

Климатология- это наука, изучающая факторы климатообразования, формирования климата и климатического режима различных стран, классификацию климатов Земли, антропогенные влияния на климат и прогнозы климата на будущее.

Основные климатообразующие факторы - солнечная радиация, циркуляция атмосферы, подстилающая поверхность, а в после­днее столетие — хозяйственная деятельность человека. поверхности к. Количество сол­нечной энергии, поступающей на дневную поверхность, зависит от географической широты. Географическая широта данного мес­та определяет полуденную высоту солнца над горизонтом, про­должительность дня и ночи, приход — расход лучистой энергии Солнца. В зависимости от прихода солнечного тепла поверхность земного шара делят на пять широтных термических поясов: тропи­ческий, расположенный между тропиками (23,5°с. ш. и 23,5°ю.ш.); два умеренных, простирающихся к северу и югу от тропиков до полярных кругов (66,5° с. ш. и 66,5° ю. ш.); два полярных пояса, лежащие между полярными кругами и полюсами.

С атмосферной циркуляцией связан приход на данную мест­ность воздушных масс разного географического происхождения и обладающих разной температурой, влажностью и другими ха­рактеристиками.

На климат сильное влияние оказывает рельеф местности. Горные хребты являются препятствием на пути движущихся воздушных масс и ветров и влияют на климат прилегающих районов.

В горах весь комплекс климатических условий изменяется с высотой, создавая высотную климатическую зональность.

Высота над уровнем моря, даже незначительная, влияет на армирование климата: снижаются атмосферное давление температура и влажность воздуха, меняется направление ветра, уве­нчиваются осадки (в высокогорных районах до определенного предела).

Снежный и ледяной покров увеличивают альбедо, снижают температуру, создают температурные инверсии. На таяние тратится большое количество тепла атмосферы. Морские течения имеют большое значение для климата прибрежных районов. Гольфстрим, несущий теплые воды из тропиков, создает на омываемых им берегах мягкий климат. Наоборот, холодные течения делают климат суровым, холодным.

Растительность, особенно леса, благотворно воздействует на климат, тепло- и влагоооборот. Озера и водохранилища смягчают климат прибрежных районов.

В последнее столетие хозяйственная деятельность человека- вырубка и насаждение лесов, создание водохранилищ, распашка степей и лугов, сжигание углеродного топлива и другие действия существенно влияют на климат.

Классификация климатов.

В настоящее время имеется много определений кли­мата, которые рассматривают и фиксируют внимание на самых разных сторонах этого сложного природного яв­ления. Но еще больше существует классификаций кли­матической зональности. И все это опять-таки связано с тем, что за основу классификации принимаются какие-то одни, казалось бы, важные климатические характеристи­ки, природные компоненты, возникающие под действи­ем климата или даже их совокупность, природные ланд­шафты.

Вот как выглядит одна из наиболее известных классификация В. Кеппена.

A. Влажные тропические климаты (жарко-влажные):

1. климат тропических лесов (самый холодный месяц­ имеет температуру +18° С, количество атмосферных осадков превышает 1500 мм в год);

2. климат саванны (довольно продолжительный сухой сезон в зимнее время, когда средние температуры не опускаются ниже + 10° С).

Б. Сухие климаты:

1. климат степей;

2. климат пустынь.

B. Влажные умеренно-теплые климаты:

1. средиземноморский (теплый с сухим летом);

2. влажный субтропический (умеренный);

3. климат западных побережий.

Г. Влажные умеренно-холодные климаты:

1. влажный холодный;

2. холодный (с сухой зимой). Д. Полярные климаты:

1. климат тундры;

2. климат ледникового покрова.[3]

Применение климатических данных.

Климатические данные важны и необходимы для различных отраслей народного хозяйства. В них особенно нуждаются специалисты при планировании строительства новых предприятий и поселков, при прокладке транспортных артерий, линий электропередач и связи, при освоении новых земельных площадей, проведении мелиоративных и ирригационных работ, геолого – поисковых и геолого – разведочных работ, при сооружении горнодобывающих предприятий, строительстве электростанций, водохранилищ и т. д.

Практически все виды хозяйственной деятельности главное, строительные и сельскохозяйственные работы невозможно проводить без учета местных условий погоды и климата. Надо знать режим температур, режим осадков, распределение ветра, солнечной радиации и различных экстремальных метеорологических явлений. Туманы и грозы, метели и ливневые дожди, шквалы и ураганы, наводнения и гололед - все это надо учитывать при планировании.

В процессе проектирования строительные и эксплуатационные нормы рассчитываются исходя из средних характеристик метеорологических и климатических условий с учетом отклонений от обычных норм.

В климатологии принято считать достаточным для вывода средних значений проведенные наблюдения за два-три десятилетия.

Основы прогнозирования.

В настоящее время составляются прогнозы погоды общего пользования, рассчитанные на всех жителей планеты и распространяемые средствами массовой информации, и специальные прогнозы погоды.

Чтобы правильно предсказать погоду, надо не только собрать всю доступную метеорологическую информацию но и успеть ее вовремя обработать. Чем большей метеорологической информацией обладает исследователь тем точнее составляемые им синоптические карты, а значит успешнее прогнозы погоды. В настоящее время обработка всей метеорологической информации осуществляется помощью ЭВМ. Они являются не только хранителями метеорологической информации, но с их помощью ана­лизируются и строятся синоптические карты, дают­ся полные прогнозы погоды на ближайшие дни.

Специалисты, используя прогностические карты и космическую информацию, составляют карты ожидаемых стихийных бедствий и определяют отдельные населенные пункты и районы, наиболее подверженные таким атмосферным явлениям, как грозы и метели, оттепели и гололед и т. д.

Климат и строение тела человека.

На связь между строением тела человека и климатическими факторами обратили внимание еще в XIX веке. Отмечено, что определенное влияние на морфологию оказывает вели­чина атмосферного давления, повышение температуры воздуха и влажность.

Морфологические признаки человека во многом обус­ловлены внешней средой. Цвет кожи, волос, форма губ и лица, длина тела связаны с внешней средой и изменя­ются под воздействием ландшафтно-климатических ус­ловий. В антропологической литературе имеются данные, свидетельствующие о влиянии не только температуры и влажности, но и гравитационных и электромагнит­ных сил.

Считается, что темный цвет кожи является ответной реакцией организма на интенсивное и длительное воз­действие ультрафиолетовых лучей. Пигментация кожи постепенно снижается у людей по мере перемещения в высокие широты. Желтый цвет кожи вызван длительным воздействием сухого климата степей и пустынь.

В определенной мере размеры тела человека обусловлены климатом, малые размеры тела, или астенический тип сложения, с небольшим подкожным жировым слоем характерны для населения Африки, Южной Америки и Юго-Восточной Азии. В областях прохладного или холодного климата человек обладает большей массой. Для жителей гор, живущих в разряженной атмосфере, характерен увеличенный объем грудной клетки.

В тесной связи с климатическими особенностями формировались в процессе эволюции не только внешние признаки людей, но и их глубинные механизмы, обеспечивающие, в частности, процессы метаболизма.

Таким образом, человек постоянно испытывает воздействие разнообразных факторов внешней среды — тепловых, шумовых световых, радиационных. Выявление четких причинно-следственных связей в прошлом и настоящем необходи­мо для правильного представления эволюции человека. Задача современной климатологии — выяснение свя­зи жизнедеятельности древнего человека с соответствую­щими ландшафтно-климатическими условиями, а в более широком плане — изучение взаимного влияния климата и живых организмов. Климат играет большую роль в жизни планеты, а значит и в жизни людей. Знание прогнозов погоды необходимо для ведения хозяйственной деятельности, строительства и многого другого. Человек и климат неразрывно связаны, поэтому очень важно, чтобы между ними существовал баланс.