Солнечная радиация. Радиационный баланс. Географическое распределение составляющих. Энергетический баланс Земли и климат

     Поверхность континентов от экватора до 40° северной и южной широт в течение всего года отдает тепло посредством турбулентной теплопроводности. При этом в низких широтах годовой ход турбулентного потока существенно зависит от увлажнения. Наибольшие средние месячные значения турбулентного потока наблюдаются в период минимума атмосферных осадков. В субтропических широтах со средиземноморским типом климата максимальные средние месячные значения турбулентного потока наблюдаются летом и достигают 100 Вт/м². В пустынях, особенно прибрежных, где существенное влияние на турбулентный теплообмен оказывают процессы трансформации воздушных масс на границе вода—суша, значения турбулентного потока превосходят 100 Вт/м². Во влажных тропических районах турбулентный    поток   невелик в течение всего года, его средние месячные значения составляют менее 30 Вт/м²..

     Данные  о распределении составляющих энергетического  баланса земной поверхности позволяют определить средние значения этих составляющих для всего земного шара.

     Первые  расчеты составляющих энергетического  баланса системы Земля—атмосфера были выполнены в 20—30-х годах нашего столетия Симпсоном, Бауром, Филиппсом и Тролле. Мировые карты радиационного баланса системы Земля—атмосфера, прихода тепла от конденсации в атмосфере и переноса тепла воздушными течениями, построенные К.Я. Винниковым, были опубликованы в 1963 г. в «Атласе теплового баланса земного шара».. В конце 60-х годов в связи с развитием наблюдений на метеорологических спутниках Земли открылись возможности построения карт элементов радиационного режима системы Земля—атмосфера непосредственно по материалам наблюдений. Первые карты, такого рода содержали данные для отдельных интервалов времени. Впоследствии поэтам материалам были построены карты средних за ряд лет элементов радиационного режима. 
 

     6. Современный климат 

     Климат  оказывает глубокое влияние на живые  организмы. Географическое распределение растений и животных, характер и интенсивность биологических процессов во многом определяются климатическими условиями. Изменения климата являются одним из факторов эволюции биосферы.

     Остановимся на главных чертах современного  климата.

     Климатические условия последнего столетия определены на основе данных инструментальных метеорологических наблюдений, проведенных на мировой сети климатических станций, сложившейся во второй половине XIX в.

     Материалы этих наблюдений показывают, что элементы метеорологического режима заметно изменяются во времени. Наряду с их периодическими колебаниями (суточный и годовой ход) существуют непериодические изменения метеорологических элементов с различными временными масштабами. Для коротких интервалов времени (порядка дней или месяцев) непериодические изменения метеорологического режима характеризуют колебания погоды. Эти неоднородные в пространстве изменения объясняются главным образом неустойчивостью атмосферной циркуляции. Для более длительных интервалов времени (начиная с нескольких лет) наряду с неупорядоченными колебаниями элементов метеорологического режима часто обнаруживаются долгопериодичные изменения, имеющие на обширных территориях сходный характер. Такие изменения характеризуют колебания климата.

     Поскольку современные колебания климата  сравнительно невелики, для характеристики климата нашей эпохи можно использовать средние значения метеорологических элементов за период в несколько десятилетий. Такое осреднение позволяет исключить влияние неустойчивости атмосферной циркуляции на элементы метеорологического режима.

     Приведем  краткие сведения о современном климате, уделив главное внимание двум метеорологическим элементам — температуре воздуха у земной поверхности и сумме осадков, выпадающих, на земную поверхность.

     Средняя широтная температура воздуха у земной поверхности изменяется почти на 80°С, от максимального значения у экватора до минимального у южного полюса.

     Существенное влияние на распределение этих температур оказывает шарообразная форма Земли, обусловливающая изменение с широтой сумм солнечной радиации, приходящей на верхнюю границу атмосферы.В высоких широтах, где в течение всего года или большей его части температура воздуха не поднимается выше точки замерзания, существуют постоянные ледяные покровы.

     Наряду  с существенным изменением в меридиональном направлении средняя температура воздуха у земной поверхности в большинстве широтных зон также заметно изменяется на различных долготах, что в основном связано с размещением континентов и океанов.

     Влияние теплового режима океана распространяется на значительную часть поверхности континентов, на которой в средних и высоких широтах наблюдается так называемый морской климат со сравнительно небольшой годовой амплитудой температуры воздуха. В тех внетропических областях материков, где влияние термического режима океанов менее заметно, годовые амплитуды температуры резко возрастают, что соответствует условиям континентального климата.

     Распределение средних широтных значений количества осадков характеризуется главным  максимумом в экваториальной зоне, уменьшением сумм осадков в высоких тропических и субтропических широтах, двумя вторичными максимумами в средних широтах и уменьшением осадков с ростом широты при переходе в полярные районы.

     Изменения средних широтных значений количества осадков объясняются распределением средней температуры воздуха и особенностями циркуляции атмосферы.

     При прочих равных условиях, включая одинаковую относительную влажность воздуха, сумма осадков возрастает с повышением температуры, так как при этом увеличивается количество водяного пара, которое может быть использовано в процессе конденсаций. Очевидно, что если бы другие факторы не оказывали существенного влияния на осадки, распределение их средних широтных  величин  имело  бы один  максимум  в  низких широтах.

     Однако  для выпадения осадков большое  значение имеет режим вертикальных скоростей воздуха, от которого зависит перенос водяного пара через уровень конденсации, приводящий к образованию облаков и осадков.

     Общая циркуляция атмосферы тесно связана  с географическим распределением устойчивых барических систем, из которых наибольшее значение имеют полоса пониженного давления у экватора, область повышенного давления в высоких тропических и субтропических широтах и область с частой повторяемостью циклонических образований в средних широтах. Так как в зоне высокого давления преобладают нисходящие движения воздуха, количество осадков в этой зоне значительно понижается, что приводит к образованию двух минимумов на кривой широтного распределения осадков. Значительная интенсивность восходящих движений воздуха в экваториальных широтах и в ряде районов средних широт увеличивает количество выпадающих там осадков.

     В субтропической зоне высокого давления расположены наиболее крупные пустыни земного шара, где количество осадков незначительно. Суммы осадков уменьшаются также в удаленных от океанов районах континентов средних широт, где количество водяного пара, переносимого воздушными течениями с, океанов, мало, что приводит к понижению относительной влажности воздуха и ослаблению процесса конденсации водяного пара.

     Итак, зоны влажного климата на континентах  размещены главным образом в экваториальных широтах и областях морского климата средних и высоких широт. В высоких тропических, субтропических широтах и областях континентального климата преобладают условия недостаточного увлажнения.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  использованных источников 
 

1. http://biospace.nw.ru/evoeco/lit/vern_gl2.htm

2. Будыко М.И. «Эволюция биосферы» - Л: Гидрометеоиздат, 1984.-288 с.