28

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «СЫКТЫВКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

КАФЕДРА  ЭКОЛОГИИ

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой экологии,

доктор биолог. наук 

_____________ А.А. Москалев

«_____» ____________ 2012   г.

КУРСОВАЯ РАБОТА

ОСОБЕННОСТИ РАСРЕДЕЛЕНИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ КОМИ

по специальности 020801.65 – Экология

Содержание

Введение              2

Глава 1. Климатообразующие факторы              3

1.1 Географическое положение              3

1.2 Изменение климата с высотой              6

1.3 Влияние растительного покрова на климат              8

1.4 Влияние снежного покрова на климат              10

Глава 2. Краткая характеристика климата и особенности распределения климатических характеристик              13

Выводы              26

Литература              27

Введение

Климат является важнейшим элементом окружающей среды. Различные сочетания света, тепла и влаги оказывают глубокое воздействие на формирование растительного и животного мира, почв и рельефа. Они прямо или косвенно влияют на производственную деятельность человека, на условия его жизни, определяют экологическое состояние территории. Данные о климате совершенно необходимы при проектировании, строительстве и эксплуатации промышленных и жилых объектов, городов и поселков, при разработке мероприятий по охране окружающей среды и при проведении сельскохозяйственных работ.

Основой для получения климатических характеристик служат многолетние наблюдения за погодой, которые ведутся на сети метеорологических станций и постов. На территории Республики Коми первые наблюдения были начаты в г.Усть-Сысольск в 1817 г. В настоящее время на территории республики действует 100 станций и постов, осуществляющих наблюдения за погодой. Метеостанции расположены в различных районах республики, но, как правило, приурочены к населенным пунктам. Поэтому на значительных территориях, не обжитых человеком, отсутствуют метеорологические наблюдения. Единственная возможность получить какие-либо данные по тому или иному пункту в этих районах - это использование климатических карт, показывающих географическое распределение метеорологических элементов. Климатические карты позволяют определить методом интерполяции количественные характеристики климата для любой точки территории.

Цель работы: изучить особенности распределения климатических характеристик на территории Республики Коми.

Задачи:

1. Описать климатообразующие факторы;

2. Кратко охарактеризовать климат Республики коми;

3. Представить климатические характеристики в виде цифровых карт, собранных  в

    геинформационную систему.

Глава 1. Климатообразующие факторы

1.1 Географическое положение

Географическая широта определяет зональность в распределении элементов климата. Солнечная радиация поступает на верхнюю грани­цу атмосферы в зависимости от географической широты, которая опре­деляет полуденную высоту Солнца и продолжительность облучения. Поглощенная радиация распределяется сложнее, так как зависит от облачности, альбедо земной поверхности, степени прозрачности воздуха.

Зональность лежит и в основе распределения температуры воздуха, которое зависит не только от поглощенной радиации, но и от циркуляци­онных условий. Зональность в распределении температуры приводит к зональности всех элементов ландшафта. Республика Коми находится в 7 природных зонах: южная (кустарниковая тундра), северная лесотундра, южная лесотундра,  крайнесеверная тайга, северная тайга, средняя тайга, южная тайга (рис 1.1).

Республика расположена к западу от Уральских гор, на северо-востоке Европейской части Российской Федерации в пределах Печорской и Мезенско-Вычегодской низменностей, Среднего и Южного Тимана, западных склонов Уральских гор (Северный, Приполярный и Полярный Урал).

Территория республики простирается от Северных Увалов на юге до Пай-Хоя на северо-востоке (между 59°12' и 68°25' северной широты), от Пинего-Мезенского междуречья на западе до водораздела бассейнов рек Печоры и Оби, проходящего по Уральскому хребту на востоке (между 45°25' и 66°10' восточной долготы). Территория Республики Коми по площади составляет 416,8 тыс. кв. км. Наибольшая протяженность с юго-запада на северо-восток - 1275 км, с севера на юг - 785 км, с запада на восток - 695км.

Рисунок 1.1 – Природные зоны Республики Коми
1.2 Изменение климата с высотой

Атмосферное давление с высотой падает, солнечная радиация и эффективное излучение возрастают, температура, удельная влажность убы­вают. Ветер достаточно сложно меняется по скорости и направлению.

Такие изменения происходят в свободной атмосфере над равнинной местностью, с большими или меньшими возмущениями (связанными с близостью земной поверхности) они происходят и в горах. В горах на­мечаются и характерные изменения с высотой облачности и осадков. Осадки, как правило, сначала возрастают с высотой местности, но, на­чиная с некоторого уровня, убывают. В результате в горах создается высотная климатическая зональность.

По рельефу и геологическому строению территория Коми делится на две неравные части. Ее восточная окраина относится к горному Уралу, остальная площадь – к Русской равнине. Местами на поверхность выходят более древние толщи и вулканические породы, образующие повышенные и поделенные участки: Четласский Камень (463 м), Верхне-Вымская гряда (353 м), Очьпарма (324 м), Жижимпарма (312 м). Но в целом четвертичные отложения, перекрывающие древний Тиман, сглаживают неровности рельефа и образуют довольно однообразную равнинную, местами увалистую поверхность. Западные предгорья Урала, представляющие собой увалистую полосу высотою до 700 м, образованы относительно молодыми породами.

Рельеф преимущественно равнинный. Территория Республики Коми разнообразна по устройству поверхности, большая ее часть находится в пределах Восточно-Европейской равнины, а вдоль восточной границы расположены Уральские горы (рис 1.2).

28

Рисунок 1.2 – Рельеф Республики Коми

1.3 Влияние растительного покрова на климат

Густой травяной покров уменьшает суточную амплитуду температу­ры почвы и снижает ее среднюю температуру. Следовательно, он умень­шает суточную амплитуду температуры воздуха. Более сложное влия­ние на климат имеет лес, который может увеличивать над собой количе­ство осадков, вследствие шероховатости подстилающей поверхности.

Влияние растительного покрова имеет в основном микроклиматическое значение, распространяясь преимущественно на приземный слой воздуха и на небольших площадях.

Растительный покров республики отличается большим своеобразием и разнообразием. В его распределении на равнинах хорошо прослеживаются зональные изменения, а в горах Урала – высотная поясность. Крайний северо-восток Республики Коми занимает тундра, южнее расположена узкая полоса лесотундры, сменяющая к югу обширными лесными пространствами.

Характерная особенность тундры связана с отсутствием древесной растительности: растительный покров состоит из мхов, лишайников, многолетних травянистых растений, кустарничков и невысоких кустарников, преобладают полярная берёзка, ива, багульник. Растительность лесотундры, занимающей север республики, носит переходный характер: наряду с тундровой растительностью встречаются ель, берёза, лиственница. Лесотундра постепенно переходит в редкостойные леса, затем в тайгу. Преобладающими породами в лесной зоне являются ель сибирская, сосна обыкновенная и берёза. Из других пород выделяются: пихта, лиственница, кедр (сибирская кедровая сосна), лесообразующая роль которых возрастает при приближении к Уралу. Практически все леса смешанные. Особое биосферное климаторегулирующее значение имеют притундровые леса, лесные массивы водосборов и защитные полосы вдоль рек. В республике имеются отдельные массивы коренных темнохвойных лесов, сформировавшихся несколько миллионов лет назад (рис. 1.3).

28

Рисунок 1.3 – Растительный покров Республики Коми

28

1.4 Влияние снежного покрова на климат

Снежный (ледяной) покров уменьшает потерю тепла почвой и коле­бания ее температуры. Поверхность покрова отражает солнечную ради­ацию днем и охлаждается излучением ночью, поэтому она понижает температуру приземного слоя воздуха. Весной на таяние снежного по­крова тратится большое количество тепла, которое берется из атмосфе­ры: таким образом, температура воздуха над тающим снежным покро­вом остается близкой к нулю. Над снежным покровом наблюдаются ин­версии температуры: зимой - связанные с радиационным выхолаживанием, весной - с таянием снега. Над постоянным снежным покровом полярных областей даже летом отмечаются инверсии или изотермии. Таяние снежного покрова обогащает почву влагой и имеет большое значение для климатического режима теплого времени года. Большое альбедо снежного покрова приводит к усилению рассеянной радиации и увеличению суммарной радиации и освещенности.

Осадки, выпадающие в виде снега, аккумулируются в течение всей зимы, в связи с чем высота снежного покрова достигает 50-60 см на открытом месте и до 100 см в лесу. В горных районах Урала высота снежного покрова может достигать 3-5 м, образуя значительные снежники и подпитывая ледники (рис. 1.5). Продолжительность периода снежного покрова увеличивается с юга на север в соответствии от 180 до 240 дней (рис. 1.4).

Рисунок 1.4 - Продолжительность периода снежного покрова

Рисунок 1.5 - Высота снежного покрова

28

Глава 2. Краткая характеристика климата и особенности распределения климатических характеристик

Географическое положение Республики Коми в относительно высоких широтах, удаленность ее от теплого Атлантического океана и близость обширного Азиатского континента обуславливают в республике умеренно-континентальный климат, значительно отличающийся от климата остальной территории Европы. Большая протяженность республики с юга на север и с запада на восток, а также разнообразие физико-географических условий создают существенную разницу в климате отдельных ее районов.

Климат Республики Коми суровый: лето короткое и прохладное, а в северных районах холодное, зима многоснежная, продолжительная и морозная. В течение года выпадает значительное количество осадков, превышающих испарение. Климат формируется в условиях малого количества солнечной радиации зимой и повышенного - летом, под воздействием интенсивного западного переноса воздушных масс. Вынос теплого морского воздуха, связанный с прохождением атлантических циклонов, и частые вторжения арктического воздуха придают погоде большую неустойчивость. Наличие обширных и многочисленных болот, густая речная сеть, обусловленные избыточным увлажнением, способствуют повышенной влажности климата (рис. 2.1).

Термический режим территории определяется солнечной радиацией, характером подстилающей поверхности и связанной с ними циркуляцией атмосферы. Поэтому расположение изотерм по территории обусловлено взаимодействием трех этих факторов.

Летом возрастает роль радиационного фактора при ослаблении атмосферной циркуляции, поэтому изотермы, в основном, имеют широтное направление и температура воздуха понижается с юга на север. Вариации температуры связаны, как правило, с местными физико-географическими особенностями местности, особенно рельефа.

В зимнее время на земную поверхность Республики Коми приходится малое количество солнечной радиации. Для северных районов, расположенных за полярным кругом, в это время года, когда солнечная радиация равна нулю, характерна полярная ночь. В это же время значительно активизируется циклоническая деятельность, в

Рисунок 2.1 – Водный режим Республики Коми

связи с чем, температура воздуха понижается с запада на восток, а изотермы приобретают почти меридиональное направление. В переходные периоды (весна, осень) расположение изотерм занимает промежуточное положение. В горах Урала в течение всего года основным фактором, определяющим распределение температуры

воздуха по территории, является рельеф, однако характер его влияния на температуру в теплую и холодную часть года различен. Вертикальные градиенты температуры воздуха в горах изменяются по месяцам в значительных пределах, поэтому распределение температуры в горных районах сильно меняется от месяца к месяцу. В отдельные периоды в наиболее высоких горах Урала возможна инверсия, т.е. на вершинах гор бывает теплее, чем в долинах.

Продолжительность холодного периода возрастает с юго-запада на северо-восток. Устойчивый переход температуры воздуха через 0° градусов весной на юге республики наблюдается в среднем около 10 апреля, а на крайнем севере - около 1 июня (рис. 2.2).

Рисунок 2.2 - Даты перехода средней суточной температуры через 0° весной

Осенью переход средней суточной температуры воздуха через 0° происходит на северо-востоке республики в конце сентября, а на юге республики - около 20 октября (рис. 2.3). Характерной особенностью осени является повышение температуры воздуха в прибрежных районах Нижней Печоры, где большие массы теплой воды, поступающей с юга, длительное время "отепляют" прилегающие к реке местности.

Рисунок 2.3 - Даты перехода средней суточной температуры через 0° осенью

Зима на территории республики холодная и является самым продолжительным периодом. Холодный период года на северо-востоке республики продолжается 230-250 дней, на юге 170-180 дней. По мере продвижения к северо-востоку возрастает не только продолжительность холодного периода, но и его суровость. В наиболее холодном месяце года (в январе) средняя месячная температура воздуха на юге республики составляет около -15 , а на северо-востоке -21 , -22°. В отдельные дни при вторжениях арктического воздуха, температура может понизиться до -55 на севере и в центральной части, а на юге республики до - 45.

Лето в республике умеренно теплое. В летнее время северная часть республики находится в очень благоприятных условиях освещения. Севернее полярного круга устанавливается полярный день, во время которого солнце не заходит за горизонт. Благодаря этому земная поверхность получает значительное количество солнечной энергии. Однако, большое количество солнечной радиации отражается земной поверхностью, а также расходуется на таяние снега, на испарение влаги, на прогревание почвы, в результате чего температура летом здесь невысокая.

Переход температуры воздуха через 10 весной, что характеризует начало лета на юге республики, наблюдается в третьей декаде мая, а на северо-востоке в конце июня - начале июля (рис 2.4). Переход температуры воздуха через 10° осенью (конец лета) на северо-востоке начинается уже в первой декаде августа, а на юге - в первой декаде сентября (рис 2.5). Таким образом, продолжительность лета составляет на северо-востоке - 30-40 дней, а на юге - около 100 дней.

Суммы температур выше 10° изменяются от 350° на северо-востоке до 1500° - на юге республики (рис. 2.6), а суммы температур выше 0° изменяются от 1000° на северо-востоке до 2000° на юге республики (рис. 2.7). В северной части территории в любой из летних месяцев возможны заморозки. Температура воздуха летом понижается с юга на север. Средняя месячная температура воздуха в наиболее теплом месяце (июле) изменяется от 17 на юге до 11° - на крайнем северо-востоке. В кратковременные периоды прорывов тропического воздуха температура его повышается до 36° на юге и 30° - на севере.

Летом в ясные и особенно в безветренные дни температура почвы обычно бывает значительно выше температуры воздуха. Даже в районах, где уже на глубине 1.0-1.5 м лежит вечная мерзлота, температура на поверхности почвы в отдельные дни

Рисунок 2.4 - Даты перехода среднесуточной температуры через 10° весной

Рисунок 2.5 - Даты перехода среднесуточной температуры через 10° осенью

Рисунок 2.6 – Суммы температур воздуха в период с устойчивой температурой выше 10°

Рисунок 2.7 - Суммы температур воздуха в период с устойчивой температурой выше 0°

может доходить до 40°. В зимнее время глубина промерзания почвы на юге республики составляет около 60 см, а на севере - более 100 см.

Общая циркуляция атмосферы обуславливает на территории республики преобладание в зимнее время ветров южного и юго-западного направлений, а летом - северного направления. Средняя месячная скорость ветра в таежной зоне составляет 3-4 м/сек, в зоне тундры - до 6,5 м/сек.

Относительная влажность воздуха в 13 часов, когда ее значения близки к минимальному, наибольшая в зимние месяцы. Величина ее мало меняется по территории и составляет 83-86% . В теплый период года относительная влажность воздуха снижается до 53-60% и возрастает с юга на северо-восток от 53% до 65%.

Активная циклоническая деятельность над территорией Республики Коми вызывает выпадение атмосферных осадков. Особенно обильные осадки выпадают в циклонах, поступающих из районов Черного и Средиземного морей.

Циклоны с Атлантики приносят осадки менее интенсивные, но более продолжительные. В соответствии с траекторией движения циклонов по рассматриваемой территории изменяется и распределение осадков. Плавный характер такого изменения нарушается влиянием рельефа (Уральские горы, Тиманский кряж, Северные увалы), где происходит возрастание атмосферных осадков с высотой, увеличение их на наветренных склонах и уменьшение на подветренных. Некоторое уменьшение осадков наблюдается вблизи такого крупного водоема как р.Печора в нижнем течении. По территории республики годовое количество осадков убывает с юга на север от 700 до 550 мм, однако, на Тимане годовая сумма их возрастает до 750-800 мм, а в горах Урала - до 1500 мм и более. (Рис. 2.8) Осадки, выпадающие в виде снега, аккумулируются в течение всей зимы, в связи с чем высота снежного покрова достигает 50-60 см на открытом месте и до 100 см в лесу. В горных районах Урала высота снежного покрова может достигать 3-5 м, образуя значительные снежники и подпитывая ледники. Характер распределения осадков в холодный период подобен годовому выпадению и изменяется от 175 на северо-востоке республики до 450 мм на Уральских горах (рис. 2.9). Средние суммы осадков в теплый период в  равнинной части республики изменяется от 350 до 600 мм, а в горах от 600 до 750 мм (рис.2.10).

Рисунок 2.8 – Годовая сумма осадков

28

Рисунок 2.9 – Средние  суммы осадков в холодный период

Рисунок 2.10 - Средние суммы осадков в теплый период

28

Выводы

В данной работе представлен материал в виде литературы и цифровых карт, собранных в геинформационную систему, которые позволили описать:

1) Факторы формирования климата – это географическое положение, рельеф, растительный и снежный покров.

2) Краткую характеристику климата Республики Коми. Лето короткое и прохладное, а в северных районах холодное; зима многоснежная, продолжительная и морозная. В течение года выпадает значительное количество осадков, превышающих испарение.

Так же проведено знакомство с программой ArcWiew, в которой были выполнены данные карты.

28

Литература

1. Алексеев В.В., Зайцев С.И., Лямин М.Я., Киселева С.В. // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1987. №10. Т.23. С.1055-1059.

2. Атлас Республики Коми по климату и гидрологии / Департамент по охране окруж. среды М-ва природ. ресурсов и охраны окруж.среды Республики Коми, Ин-т биологии Коми науч. центра Уральского отд-ния РАН . - М. : Дрофа, 1997, - 116 с.

3. Груза, Г. В.  Климатические изменения температуры воздуха на территории России по данным инструментальных наблюдений // Использование и охрана природ. ресурсов в России. - 2007. - № 3. - С. 41-48. - Библиогр.: 5 назв. (рус., англ. яз.).

4. Жеребцов, Игорь Любомирович. Климатический фактор в истории Коми : Доклад на общем собрании Коми науч. центра УрО Рос. академии наук / Жеребцов, Игорь Любомирович, Королев, Клим Степанович. - Сыктывкар : -, 2000. - 20 с. - (Научные доклады / Коми научный центр Уральского отделения РАН. Вып. 425).

5. Мохов, Игорь Иванович. Диагностика структуры климатической системы / Мохов, Игорь Иванович. - СПб. : Гидрометеоиздат, 1993. - 269с. : ил. - ISBN 5-286-00834-8.

6. Рязанцева, Анна Владимировна. Глобальное изменение климата : учеб.-метод. пособие / Рязанцева, Анна Владимировна, Г. В. Лукашина. - М. : МГИУ, 2008. - 75 с.

7. Республика Коми. Энциклопедия в 3-х томах. — Сыктывкар: Коми книжное издательство, 1997, 1998, 1999. — Т. I, II, III.

8. Хромов, Сергей Петрович. Метеорология и климатология : Учебник для вузов по напр. 51140 "География и картография" и спец. 012500 "География" и 013700 "Картография" / Хромов, Сергей Петрович, М. А. Петросянц. - 5-е изд., перераб. и доп. - М. : Изд-во МГУ, 2001. - 528 с.

9. Чумаков Н.М. Теплая биосфера // Природа. 1997. №5. С.66-88.

10. Ю.Г. Хабутдинов. Основные факторы формирования климата.

11. Климатические особенности Республики Коми. Web: http://www.agiks.ru/rk_klimat.aspx

12. Республика Коми: География. Web: http://www.x-know.com/info/respublika-komi/geografiya\

13. География Коми. Web: http://www.allrf.ru/article/261

Атлас по климату и гидрологии РК. Web: http://abratsev.narod.ru/atlas/atlas.html

14. Климатообразующие факторы. Web: http://www.abratsev.narod.ru/atmosphere/atmosphere.html

15. Климат республики коми.  Web: http://gisssu.narod.ru/climat/clim_txt.html

16. Рельеф и климат Республики Коми. Web: http://www.visitkomi.com/region/relief_klimat/