Метеорология и климатология

 

Раздел 5: Климатообразование

Тема 14 «Классификация климатов Земли».

Климатообразующие процессы. Солнечная  радиация, атмосферная циркуляция, влагооборот, подстилающая поверхность, морские течения, снежный покров, рельеф, растительный покров. Генетические и эффективные классификации. Критерии классификации климатов В. Кёппена. Классификация климатов земного шара по Л.С. Бергу. Климат тундры. Климат тайги. Климат лесов умеренной зоны. Муссонный климат умеренных широт. Климат степей. Климат средиземноморский. Климат субтропических лесов. Климаты пустынь. Климат саванн. Климат влажных тропических лесов. Классификация климатов по Б.П. Алисову (экваториальный, тропических муссонов, тропические, субтропические, умеренных широт, субполярные, полярные).

Климат (climatos, греч.- наклон)- закономерное изменение метеорологических величин в пространстве. «Климат – статистический ансамбль метеорологических состояний участка земной (водной или иной) поверхности за длительный промежуток времени».

Макроклимат – климаты зон (экваториальная, тропические, субтропические, умеренные, субарктические, арктическая и антарктическая) и областей (морские и континентальные, муссонные и сухие, высотные (горные и равнинные), лесные (лиственные и таежные), тундровые, степные, пустынные и т.д.) – климат больших пространств, соизмеримых с размерами материков.

Мезоклимат - местные климаты (ландшафтов, урочищ)

Микроклимат – климат небольших площадей (фаций внутри урочищ, поля, склона, опушки, участка леса, населенного пункта).

Климатическая система – атмосфера (самая крупная по объему и наиболее динамичная), гидросфера (70,8 % поверхности Земли, по массе в 275 раз больше атмосферы и меньше ее по объему в 300 раз, на 2 – 3 порядка меньше по скорости распространения частиц), криосфера – ледники и снега (до 10 % поверхности планеты, скорость движения на 2 – 3 порядка меньше скорости частиц воды), литосфера (скорость дрейфа материков на 2 – 3 порядка меньше скорости ледников).  Подстилающая поверхность – приземная взаимодействующая часть всей климатической системы. Деятельная поверхность (деятельный слой) – часть подстилающей поверхности с интенсивным тепло- и влагообменом, деятельный слой почвы простирается до постоянной годовой температуры. Альбедо – главная оптическая характеристика подстилающей поверхности, %.

№№ п/п	Вид поверхности	Альбедо, %
1	Глубокая вода	4 - 8
2	Почвы темные влажные	5 – 20
3	Почвы светлые сухие	20 – 35
4	Трава зеленая	20 – 26
5	Трава сухая	15 - 20
6	Сельскохозяйственные культуры	15 – 25
7	Леса хвойные	10 – 15
8	Леса лиственные	14 – 18
9	Редколесье	18 – 20
10	Болота верховые	20 – 22
11	Песчаная коса	22 - 24
12	Чистый лед	35 – 40
13	Снег загрязненный	40 – 50
14	Снег свежевыпавший	80 - 95

 

Индекс континентальности –  средняя годовая амплитуда температуры  воздуха  (А) и географическая широта (α), формулы:

По Хромову: К = (А – 5,4 sin α)/А;

По Конраду: К = 1,7 А / sin(α + 10);

По Ценкеру: К = 6/5 х А/α х 100 – 20.

Ультра континентальный       А более 44 град,  К более 80 %.

Резко континентальный         А = 36 – 43 град, К = 65 – 79 %.

Умеренно континентальный  А = 29 – 35 град, К менее 65 %.

Показатель атмосферного увлажнения – К = О/Е, где

О – сумма атмосферных осадков (мм), в год;

Е – испаряемость (мм); Е = 0,0018 (25 + t)² (100 - a), где а – отн влажн возд, %

К – более 1,33 – избыточно влажно;

К = 1,0 – 1,33 – влажно;

К = 0,55 – 1,0 – умеренно влажно;

К = 0,33 – 0,55 – засушливо.

Солнечность погоды – отношение (%) числа дней с нижней облачностью менее 6 баллов к общему числу дней в периоде.

1) очень солнечно – солнечность  больше 60 %;

2) солнечно – 45 – 60 %;

3) недостаточно солнечно – менее  45 %. 

Повторяемость направлений ветра (%) – СС, СВ, ВВ, ЮВ, ЮЮ, ЮЗ, ЗЗ, СЗ по месяцам.

 

Тема 15 «Зональность и климатическое районирование».

Географическая зональность, индексы  сухости и коэффициенты увлажнения. Географическая зональность по М.И. Будыко и А.А. Григорьеву. Климатические зоны стран  СНГ (тундра, тайга, леса умеренной зоны, муссонный климат умеренных широт, степь, внетропическая пустыня, средиземноморский тип, субтропические леса). Климатические области территории СНГ (северно-западная область европейской части, северо-восточная область европейской части, центральная область европейской части, южная область европейской части, западно-сибирская область, восточно-сибирская область, дальневосточная область, турано-казахская область). Климатические провинции на территории Дальнего Востока России. Климатическое районирование Хабаровского края. Характеристики местного климата. 

Полуденная высота солнца (град) на 15-е число каждого месяца в  различных районах (широтах) Хабаровского края

Широ-та, град

Месяцы

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

62

58

54

50

46

 

Продолжительность дня (ч) на 15-е число  каждого месяца в различных районах (широтах) Хабаровского края

Широ-та, град

Месяцы

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

62

54

46

Сумма температур воздуха выше 10^оС. Продолжительность безморозного периода. Годовая сумма осадков. Средняя температура воздуха января. Средняя температура воздуха июля. Средняя температура воздуха за год. Средняя годовая относительная влажность воздуха. Продолжительность периода с температурой воздуха выше 10^оС. Продолжительность периода с температурой воздуха выше 0^оС. Число дней со снежным покровом.

Комплексная классификация погоды суток

 

№№ п/п	№ класса погоды	Наименование и краткая характеристика погоды
Безморозные погоды
1	I	Солнечная, очень жаркая и очень  сухая Тс>22,5о, Н< 40% (суховейно-засушливая погода)
2	II	Солнечная жаркая и сухая Тс>22,5о, Н от 40% до 60% (умеренно-засушливая погода)
3	III	Солнечная умеренно влажная Тс> 0о, Н>60% (незасушливая погода)
4	V	Солнечная влажная погода Тс> 0о, Н от 60 до 80 %
5	XVI	Очень жаркая и очень влажная  Тс>22,5о, Н > 80%
6	IV	Облачная днем и малооблачная ночью
7	VI	Пасмурная погода без осадков
8	VII	Пасмурная с осадками (дождливая) погода
Погоды с переходом температуры  воздуха через 0оС
9	VIII	Облачная погода с оттепелью
10	IX	Солнечная погода с оттепелью
Морозные погоды
11	X	Слабо морозная погода - Тс от 0оС до -2,4оС
12	XI	Умеренно морозная погода - Тс от -2,5оС до -12,4оС
13	XII	Значительно морозная погода - Тс от -12,5оС до -22,4оС
14	XIII	Сильно морозная погода - Тс от -22,5оС до -32,4оС
15	XIV	Жестоко морозная погода - Тс от – 32,5оС до -42,4оС
16	XV	Крайне морозная погода – Тс ниже - 42,5оС

 

Климатическое районирование  ХК и ЕАО

16 классов погоды (соотношение тепла  и влаги, континентальность) разделены  на три группы: благоприятные, относительно благоприятные и неблагоприятные.

Климатические районы Хабаровского края выделены на основании: годовых сумм осадков, мм; суммы температур воздуха за вегетационный период (выше 10^о), град; сумма годовых положительных и отрицательных температур, град; продолжительность безморозного периода, сут; коэффициент континентальности.

Вся территория в пределах климатического пояса (зоны) делится на 7 провинций из трех климатических областей: муссонная лесная (М), тихоокеанская лесная (Т), континентальная лесная восточно-сибирская (С).

Климатические провинции  и районы:

1 -  Северо-Охотская (Т-I): 1 – Охотско-Уракский район (Охотское море + Уракское плато); входят: хребты Сунтар-Хаята, Юдомский, Кухтуйский, реки Охота, Кухтуй, Иня.

Суровость погоды – 3,5.

2 – Юдомо-Майская (С-II): 2 – Учуро-Майский район (бассейн реки Мая – алданской); входят: Юдомо-майское нагорье, хребты Геран, Челат, Северно-западные склоны Джугджура.

Суровость погоды – 3,0.

3 – Приохотская (М-III): 3 – Джугджурский, 4 – Аяно-Шантарский, 5 – Тугуро-Удский районы;

Суровость погоды – 4,0.

4 – Амгунь-Нижнеамурская (М-IV): 6 – Амгунь-Горинский, 7 – Чаятынский, 8 - Нижнеамурский, 9 – Усть-Амурский районы;

Суровость погоды – 3 – 3,5.

5 – Баджальско-Буреинская (М-V): 10 – Верхнее-Буреинский, 11 – Баджальский районы;

Суровость погоды – 2,5.

6 – Сихоте-Алиньская (М-VI): 12 – Сихотэ-Алинский, 13 – Прибрежный районы;

Суровость погоды – 3,0.

7 – Среднеамурская (М-VII): 14 – Болоньский, 15 – Малохинганский, 16 – Амуро-Уссурийский районы.

Суровость погоды – 2,5 – 3,5.

Повторяемость (%) благоприятных, относительно благоприятных и неблагоприятных погод за теплый, холодный периоды и за год.

 

Тема 16 «Микроклимат и лесная метеорология».

Климатические зоны, области, провинции, местный климат, микроклимат. Микроклимат как явление приземного слоя. Методы исследования микроклимата. Температура в приземном слое воздуха. Ветер в приземном слое воздуха. Динамика влажности воздуха  и почвы. Микроклимат пересеченной местности. Микроклимат растительных сообществ, фитоклимат. Микроклимат города. Туманы и смоги в городах. Микроклимат лесных формаций и фитоценозов. Климат – местный климат – микроклимат Климатические особенности ландшафта (природный, природно-хозяйственный и антропогенный – урбанизированный, синантропный), влияющие на перераспределение метеорологических величин в рамках местного климата.

Ландшафт – участок земной поверхности, качественно отличный от других участков, окаймленный естественными границами и представляющий собой целостную и взаимно обусловленную закономерную совокупность предметов и явлений, которая типически выражена на значительном пространстве. Иерархия ландшафтов: типы (горные, равнинные, горно-равнинные); роды (моренный, вулканический, пойменный, склоновый, платообразный, озерный, лунный); виды (пойменный лиственнично-редкостойный, горный темнохвойный, горно-долинный кедрово-широколиственный); подвиды или формации (типы леса по формациям – 8 формаций на ДВ); урочище («Большая падь», «Тигровый дом», «Перевальное» и т.д.); участок или выдел.

Климатические (режимы атмосферы, литосферы  и гидросферы)

- состав воздуха, ветер, давление, температура и влажность;

- почвенный воздух, температурный режим, влажность;

- поверхностные и подземные  воды.

1. Орографические (горные, равнинные и горнодолинный).

Горный характеризуетсяся элементами: точечными (нульмерные), линейные (одномерные), площадные (двумерные) и рельефные (трехмерные). Характерные точки (вершины положительные и отрицательные, истоки и устья, точки перегиба). Характерные линии (водоразделы и тальвеги, горизонтали и геодезические, максимальных и минимальных уклонов, подножия и бровки). Характерные поверхности (вогнутые, выпуклые и прямые склоны, придонные и привершинные, плоские вершины и впадины, вертикальные и горизонтальные).

Характеристики рельефа: порядок водораздела, направление (положительное, отрицательное, волнообразное), высотная поясность (низкая – до 500, средняя – 500 – 900, высокие – более 900), экспозиция склона (румбы), крутизна склона (пологие – до 10, покатые или средние – 11 – 20, крутые 21 – 30, крутые – 31 и более) склоны максимальной, средней и минимальной крутизны. Формулы определения крутизны tg a = h / d или приближенно a = 60 x h / d.

Характеристики бассейна: замкнутый (типовой), разомкнутый, неполный, элементарный. Площадь, длина и суммарная длина водотоков, порядок водотока, направление главного водотока, коэффициент горизонтальной расчлененности, коэффициент вертикальной расчлененности (K=L/S; K=H_max-H_min/L).

2. Фитоценотические: лесные, кустарниковые, травяные. Структура лесного ландшафта и перераспределение метеорологических величин под пологом леса. 

 

Тема 17 «Изменение климата».

Изменения и колебания климата. Возможные причины изменения  климата. Естественные факторы изменения климата. Антропогенные факторы. Методы исследования и восстановление климатов прошлого. Изменение климата в докембрии (4,65 млрд – 570 млн лет назад). Изменение климата в фанерозое 570 млн лет назад. Изменение климата в плейстоцене. Изменение климата в позднеледниковье и голоцене. Изменение климата в историческое время. Изменение климата в период инструментальных наблюдений. Антропогенные изменения климата. Особенности изменения климата на Дальнем Востоке.