Климат и климатообразующие факторы. Климат городов, погодные экстремумы и климат островов.

 Климат – это характерный для данной местности многолетний режим погоды, который удерживается здесь на протяжении веков. Погода – это состояние атмосферы у поверхности Земли в какой-то определенный момент и в определенном месте.

Характеристика климатических условий любого района основывается на оценке действия трех климатообразующих факторов: радиационного, циркуляционного и фактора подстилающей поверхности, т.е. рельефа местности, наличия больших водных пространств, типа растительности и ее густоты.

Действие радиационного фактора зависит от положения территории по отношению к экватору, т.е. от географической широты, определяющей угол падения солнечных лучей на земную поверхность и интенсивность лучистой энергии, что в первую очередь обеспечивает тепловой режим климата. Радиационные показатели климата обычно характеризуются величиной суммарной солнечной радиации и радиационным балансом. Суммарная радиация – это совокупность прямой (поступающей непосредственно от Солнца) и рассеянной (поступающей от всего небесного свода, от всей атмосферы) радиации на горизонтальную поверхность в единицу времени. По необходимости определяются ее суточные, месячные, годовые величины. Радиационный баланс территории – это разность между суммарной радиацией, поглощенной земной поверхностью,  и ее излучением, отражением этой поверхности. Радиационный баланс может быть положительным (летом, днем) и отрицательным (зимой, ночью). Его величина играет важнейшую роль для формирования теплового режима в том или ином районе Земли.

Циркуляционный климатообразующий фактор определяет режим атмосферного давления на местности, возникновение и смену циклонов и антициклонов, типы господствующих воздушных масс, их динамику, направление и силу ветров.

Климатическое влияние подстилающей поверхности оказывает корректирующее действие на два первых климатообразующих фактора. Так, расположение горного хребта, преграждающего путь воздушным массам, вызовет изменение направления их движения, уменьшение насыщенности влагой. А наличие больших пространств пустынь, не защищенных растительным покровом и накаляющихся летом, способствует нагреву воздуха над  территорией до температур, характеризующих тропический климат.

Климат городов имеет, как правило, свои особенности. Например, в центре Москвы обычно на 2-3 градуса теплее, чем в ее пригородах, причем в любой сезон и в любое время суток. То же самое наблюдается во многих крупных городах России, особенно в Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Екатеринбурге и Самаре. Основные причины такого явления – промышленные выбросы тепла, отопление домов, а заодно и воздуха, т.к. часть тепла уходит в атмосферу. Добавляются и другие факторы: интенсивное движение транспорта или загрязнение снега – в городах он тает быстрее, а обнажившиеся крыши и асфальт поглощают больше солнечной энергии. Летом городские постройки и улицы нагреваются раньше, чем земля в пригородах, и медленнее остывают, поскольку с их поверхности испаряется гораздо меньше влаги. Поэтому в сильную жару городские улицы поливают водой.

В центре города теплее еще и потому, что туда труднее проникнуть ветрам: им мешают дома. Но на окраинах ветры часто сильнее, чем за городом: возникает своеобразный городской бриз, когда на смену поднимающемуся над центром нагретому воздуху приходит свежий с полей и открытых пространств. В городах наблюдается такое неприятное явление, как смог – смесь дыма, тумана и пыли, содержащая ядовитые, загрязняющие природу вещества Обычно смог «поражает» промышленные центры, расположенные в котловинах: они хуже проветриваются и сильнее выхолаживаются, отчего туманы возникают чаще. Очень сильно страдают от смога города Кузбасса и Урала, которые находятся в узких долинах и имеют мощные промышленные предприятия.

Над городом выпадает больше осадков, особенно летом. Потоки разогретого над крышами и площадями воздуха поднимаются вверх вместе с пылью и дымом и способствуют конденсации водяного пара и возникновению облачности.

У климата островов также существует много особенностей. Издавна русские люди селились и основывали монастыри на островах в морях и крупных озерах. Островные поселения не только позволяли лучше обороняться от врагов, важную роль играл и местный микроклимат. Благодаря смягчающему влиянию водоемов осенью и в начале зимы на островах гораздо реже бывают заморозки, а летом не так велика опасность жаркой засушливой погоды, поэтому во многих островных поселениях и монастырях активно развивалось сельское хозяйство.

В пределах такой огромной страны, как Россия, есть уголки, и даже целые районы с особым климатом. Кроме того, имеются так называемые полюсы холода, жары, ветреной и дождливой погоды. Два населенных пункта в Якутии – Верхоянск и Оймякон известны как полюсы холода. В Верхоянске в 1892 году была зафиксирована самая низкая температура в Северном полушарии: -690С. В Оймяконе в тот год измерений не проводилось, но в другие зимы отмечалось, что в наиболее холодные ночи было обычно на два градуса холоднее, чем в Верхоянске. Поэтому считается, что когда в Верхоянске –690С, то в Оймяконе, вероятнее всего, -710С. Эти рекордные морозы, в основном, результат выстужающего влияния континента при господстве Сибирского антициклона. Свою роль играют и местные условия: оба пункта расположены в межгорных котловинах, что усиливает выхолаживание. Кстати, все более или менее крупные котловины в Якутии обжиты, поэтому маловероятно, что где-то существует до сих пор никем не обнаруженый еще более суровый полюс холода. Самая низкая годовая температура также наблюдается в Оймяконе (-170С). В тех же точках бывают самые холодные зимы в России и во всем Северном полушарии. Только центральные районы Антарктиды могут соревноваться с Якутией своими морозами: там стрелка термометра порой опускается до –890С.

Самое холодное лето в России – на ледниках больших арктических островов (Новая Земля, Северная Земля) и на вершинах высоких Кавказских гор (Эльбрус, Дыхтау, Коштантау, Шхара). В июле здесь бывает ниже 00С. Подобная температура наблюдается летом только на побережье Антарктиды. Лишь в центре ледяных куполов Антрактиды и Гренландии лето еще холоднее.

Абсолютный рекорд жары в России (+450С) наблюдался в Нижнем Поволжье, близ соленых озер Эльтон и Баскунчак. Каждый из этих водоемов находится в замкнутой котловине, где летним днем воздух раскаляется, как над сковородкой. Зато ночью там немного холоднее, чем на открытой местности. Поэтому рекорд средней температуры лета зафиксирован не в этих котловинах, а в Астрахани (+25,30С) и в населенном пункте Нарын-Худук в Калмыкии. Во все упомянутые места проникают знойные ветры из Центральной Азии.

Кстати, российский рекорд жары заметно отстает от мировых: +580С в Ливийской пустыне, +570С в Долине Смерти в Калифорнии и +550С в Аравийской пустыне.

Самая высокая в России среднегодовая температура (+14,10С) и одновременно самая теплая зима (+4,70С в январе) бывает в Сочи, расположенном на берегу Черного моря под защитой гор Кавказа. Летом температура в Сочи не столь высока, как в степных районах Северного Кавказа, в Южной Сибири и на Дальнем Востоке благодаря освежающим дневным бризам, дующим с моря.

Больше всего осадков за год (без учета испарения и стока) в России получает горный хребет Ачишхо недалеко от Сочи – около 3240 мм. Здесь также выпадает и больше всего снега за зиму – в среднем по 350-400 мм в месяц. В некоторые зимы на Ачишхо 10-12-метровые деревья целиком покрыты снегом. Летом больше всего дождей на хребте Хамар-Дабан в Южном Прибайкалье (200-260 мм в месяц). А второе место по дождливости занимает тот же Ачишхо (160-210 мм в месяц).

Самые сухие места в России – это межгорные котловины Алтая (Чуйская степь) и Саян (Убсунурская котловина). Очень мало осадков получают некоторые острова в Арктике. И в Чуйской степи, и в бухте Тихой на полярном архипелаге Земля Франца-Иосифа их выпадает около 110 мм в год – примерно столько же, сколько в Бухаре, расположеной среди пустынь Средней Азии.

Минимум осадков зимой выпадает вблизи центра Сибирского антициклона. Это пункты Монды в Западной Бурятии и Кыра в Читинской области: всего по 1-2 мм осадков в месяц. Летний минимум осадков приходится на Новосибирские острова в Арктике; здесь выпадает 15-20 мм в месяц. Чуть больше в Чуйской степи: 18-25 мм.

Безветрием чаще всего отличаются центральные части антициклонов. Славится штилями самый мощный в мире Сибирский антициклон, где безветренно 30-40 дней в году. Особенно спокойная атмосфера в межгорных котловинах. Реже всего безветрие наблюдается на побережьях морей и крупных озер: там из-за разницы температур суши и воды возникают бризы.

В пределах России ветры со скоростью более 50 м/с (180 км/ч) наблюдались, как правило, на побережьях и островах арктических и тихоокеанских морей, а также на Северном Кавказе и на Байкале. Пока чемпионами по скорости ветра признаны Новая Земля (67-69 м/с или 240-250 км/ч), мысы Тайгонос и Васильева на Охотском море и Анадырь (62-63 м/с).  Немного уступают им город Армавир в Краснодарском крае (60 м/с), мыс Терпения на Сахалине и мыс Лопатка на Камчатке (56-58 м/с). Очень быстро движется воздух внутри смерчей – небольших по размерам вихрей, возникающих под мощными кучево-дождевыми облаками. Смерчи наиболее часты на юге Европейской части России (Северный Кавказ, Нижнее Поволжье, черноземные области).

Особенно сильным ветрам часто дают местные отличительные названия. Например, на Азовском море существуют ветры противоположного направления «сгонный» и «керчак», «бора» на берегах Новой Земли и в районе Новороссийска, «баргузин» на Байкале, «беляна» на Белом море и т.д.

Важный показатель состояния погоды – атмосферное давление. Самое высокое в мире атмосферное давление наблюдается зимой в центре Сибирского антициклона – обычно над горами Саяны, т.е. вблизи географического центра Азии. Здесь давление может достигать 800-810 мм ртутного столба. Максимальное давление в пределах России наблюдается в полярных широтах – на островах Новой Земли, где развивается Арктический антициклон, и в центре его давление не превышает 770 мм. Минимальное атмосферное давление наблюдается в центральной части Кавказа, на вершине Эльбруса – около 380 мм ртутного столба.

Туристическое краеведческое изучение климата может проводиться по следующей программе:

1.                       Оценка действия климатообразующих факторов, что дает возможность объяснить показатели климата, установить их связь с природными процессами, происходящими на изучаемой территории.

2.                       Показатели тепловых условий: температуры воздуха – среднегодовой и средней температуры самого теплого и самого холодного месяца года; максимальные и минимальные величины температур воздуха за год и по месяцам.

3.                       Сведения об условиях атмосферного увлажнения: общее количество осадков за год и по месяцам, их распределение по территории; время установления, продолжительность и мощность снегового покрова.

4.                       Уникальные, типичные для края атмосферные и климатические явления, например: северное сияние в высоких широтах, серебристые облака; специфические ветры (новороссийский бора, среднеазиатский афганец) и т.п.

5.                       Хозяйственная и рекреационная оценка климата края как важного местного природного ресурса, влияющего на формирование растительного и животного мира края и в большой степени определяющего условия жизни человека. (Климат, в основном, делает край пригодным или непригодным для использования его в качестве курорта) Одновременно необходимо изучить, как отражается на состоянии атмосферы и характере климата промышленное освоение местности, какие возникают экологические проблемы и как они решаются.