И.Ф. Рассашко,
О.В. Ковалева, А.В. Крук
Общая экология
Тексты лекций для студентов специальности 1-33 01 02 «Геоэкология». – Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2010. – 252 с.
Раздел 3. Прикладная экология
Лекция 18. Климат, его классификация, глобальные экологические изменения климата
18.1. Понятие о климате, компоненты климатической системы
Климатом в глобальном понимании называют совокупность
статистических состояний, проходимых системой «атмосфера – океан – суша –
криосфера – биосфера» за многолетний период. Климат в узком смысле слова – это
многолетний режим погоды, характерный для данной местности и характеризующийся
определенными свойствами приземного слоя воздуха. Местный климат небольшой
территории, формирующийся под влиянием особенностей подстилающей поверхности и
других факторов, определяющих своеобразие режима радиации, температуры и
влажности воздуха и почвы, скорости ветра и др. называют микроклиматом.
Это микроклимат леса, поляны, луга, полей, берега реки, озера. Компонентами
климатической системы являются атмосфера, океан, запасы снега и льда,
поверхность суши, растительность и животный мир, непрерывно взаимодействующие и
обменивающиеся между собой энергией и веществом. Отметим особенности некоторых из указанных компонентов.
Звено климатической системы – криосфера состоит из морских льдов, ледниковых
льдов и снежного покрова. В современную эпоху объем льда в криосфере равен
24000000 км3. Ледники распределяются по земному шару неравномерно.
Основная масса их приходится на Антарктиду. Площадь антарктического льда
составляет 90% площади всех ледников земной поверхности. На Арктику
приходится 8% площади ледников и на горные районы континентов – 2%. Большие пространства на земном
шаре занимают морские льды, а также
снежный покров. Граница снежного покрова непрерывно меняет свое положение,
перемещаясь то к югу, то к северу. Наиболее консервативным компонентом
климатической системы является литосфера. Основные физические характеристики ее
поверхностного слоя, называемого, как было отмечено, деятельным слоем, меняются
сравнительно медленно под действием таких процессов, как почвообразование,
ветровая и водная эрозия почв, опустынивание, изменения условий залесенности и
др. Однако некоторые свойства поверхности суши могут меняться достаточно
быстро. Например, теплопроводность, отражательная способность существенно
изменяются из-за изменения увлажненности почвы, при возделывании почв в процессе
сельскохозяйственного производства. Свойства звена климатической системы –
биосферы в значительной степени определяются растительным миром. Размеры площадей,
занятых растительностью, виды растительности, периоды вегетации растений
наиболее всего определяют условия поглощения радиации солнца, тепло- и влагообмена
с атмосферой, условия стока, а, следовательно, и влагообмена континентов с
океаном. Границы растительного покрова непрерывно меняются в условиях сельскохозяйственного
производства, а также, что особенно важно, в результате вырубки тропических
лесов, которая происходила особенно интенсивно во второй половине 20-го
столетия. Следствием этого стало опустынивание больших площадей земной
поверхности. Компоненты климатической системы находятся в состоянии сложных
нелинейных взаимодействий друг с другом,
связаны прямыми и обратными связями. Так, посредством океанических
течений осуществляется межширотный обмен теплом в океане. В процессе этого
обмена из тропических широт в высокие широты переносятся массы теплой воды. В
холодное время года тепло с водной поверхности посредством физических
механизмов переносится в атмосферу. Таким образом, океан играет значительную
роль в формировании особенностей поля температуры в атмосфере и особенностей
циркуляционных процессов в ней. Циркуляция воздуха, в свою очередь, служит
механизмом, посредством которого на континенты с поверхности океана переносится
тепло и влага. В зависимости от физического состояния поверхности суши, интенсивности
атмосферной циркуляции, свойств воздушных масс происходит определенный обмен
теплом, влагой и количеством движения между атмосферой и континентами. Обмен
влагой непосредственно между сушей и океаном выражается в форме стока рек и
ледников. Сложные взаимодействия происходят между атмосферой, океаном и
криосферой. Особую роль в процессах взаимодействия между звеньями климатической
системы играет облачность. При образовании облачных полей выделяются большие
количества тепла, которые существенно влияют на температурный режим атмосферы,
формирование особенностей ее циркуляции. Облачность, с другой стороны, отражает
большую долю солнечной радиации, а остальную часть преимущественно рассеивает.
Определенное количество солнечной радиации поглощается облаками. Последний
эффект вносит определенный вклад в формирование поля температуры в атмосфере.
Состояние экологических систем биосферы определяется ресурсами тепла и влаги,
которые формируются в результате преобразования солнечной радиации в процессе
сложных взаимодействий между звеньями климатической системы. Однако, биосфера
сама оказывает существенное влияние на состояние климатической системы.
Растительный мир в большой мере определяет отражательную способность планеты,
участвует в процессах влагооборота, является основным источником кислорода,
регулирует наряду с океаном содержание углекислоты в атмосфере и тем самым
влияет на ее температурный режим. Определенное влияние оказывает на климат и животный мир. Особая роль в этом
принадлежит человеку. В результате
хозяйственной деятельности людей изменяются свойства отдельных звеньев
климатической системы, а, следовательно, и состояние системы в целом. Таким
образом, звенья климатической системы находятся в очень сложной взаимной связи
и обусловливают друг друга.
Основными климатообразующими факторами являются –
солнечная радиация, циркуляция атмосферы, подстилающая поверхность,
хозяйственная деятельность человека.
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, поверхности суши и ледников; движение и
изменения площади материков; изменение мощности и направления течений; облачность
и растительный покров; антропогенные изменения и др.
|