Кліматотвірні чинники. Температури повітря і поверхневих вод океанів

РОЗДІЛ І ЗАКОНОМІРНОСТІ ФОРМУВАННЯ ПРИРОДИ МАТЕРИКІВ І ОКЕАНІВ

Тема 2. МАТЕРИКИ ТА ОКЕАНИ -ВЕЛИКІ ПРИРОДНІ КОМПЛЕКСИ ГЕОГРАФІЧНОЇ ОБОЛОНКИ

& 4. Кліматотвірні чинники. Температури повітря і поверхневих вод океанів

Пригадай або здогадайся

1. Що таке клімат? Які основні його характеристики?

2. Від чого залежить розподіл температур на Землі?

3. Чи однаково нагріваються суходіл і водна поверхня?

4. Як розподіляється температура на поверхні земної кулі?

Кліматотвірні чинники

Які кліматотвірні чинники впливають

на клімат? Ти вже знаєш, що кліматом називають сукупність погодних умов, характерних для даної території, що повторюються з року в рік. Значна частина учених вважає, що особливості клімату визначаються трьома кліматотвірними чинниками: величиною сонячної енергії, що надходить до земної поверхні, циркуляцією атмосфери та підстильною поверхнею.

Атмосферною циркуляцією називають горизонтальні та вертикальні переміщення повітря, що в багатьох випадках відіграють вирішальну роль у формуванні кліматичного режиму.

Підстильною поверхнею, на яку потрапляють сонячні промені, може бути водний простір

та суходіл, суходіл з різним рельєфом, кольором поверхні, рослинністю. Від характеру підстильної поверхні також суттєво залежать властивості повітря приземного шару тропосфери, а отже, клімат території.

Розподіл сонячної енергії на Землі

Сонячна енергія і її розподіл у географічній оболонці. Сонце випромінює величезну кількість енергії у всіх напрямках. Лише незначну її частину отримує Земля. Однак за добу поверхня земної кулі отримує від Сонця більше тепла, ніж його могло б дати все паливо, використане людством за 1000 років при теперішніх річних обсягах споживання.

Повітря прозоре, а тому не нагрівається безпосередньо від Сонця. Від сонячної енергії нагрівається земна поверхня, а вже від неї стає теплим повітря.

Сонячна енергія, перш ніж досягти земної поверхні, проходить довгий шлях в атмосфері. Долаючи його, вона значною мірою поглинається й розсіюється повітряною оболонкою. Всього атмосфера поглинає близько 20 % сонячної енергії, яка потрапляє на її верхню межу (мал. 1.44).

Мал. 1.44. Розподіл сонячної енергії, що потрапляє на верхню межу атмосфери Землі

Ще 34 % сонячної енергії відбивається від хмар в атмосфері та земної поверхні й спрямовується в космос.

Решта 46 % від усієї сонячної енергії, яка досягла водної поверхні та суходолу у вигляді прямих променів або після розсіювання в атмосфері, поглинається земною поверхнею. Вона затрачається на нагрівання поверхневих вод та гірських порід, випаровування води, фотосинтез у зелених листках рослин. Приземний шар повітря нагрівається не безпосередньо від Сонця, а в результаті передачі тепла від нагрітої поверхні океану та суходолу.

Тому в тропосфері з висотою температура знижується.

Широтний розподіл сонячної енергії. Найбільше енергії отримують території, які розташовані поблизу екватора. Це насамперед пов’язано з тим, що сонячний промінь тут опівдні проходить під кутом, близьким до прямого, і розподіляється на дуже малу площу. Тому невелика ділянка поверхні отримує велику кількість енергії (мал. 1.45).

При дуже малому куті падіння сонячних променів, навпаки, енергія променів розподіляється на велику площу, а тому ділянка такого ж розміру, як на екваторі, тут отримує енергії значно менше (мал. 1.46). Найменші кути падіння сонячних променів біля полюсів у полярні дні. Окрім того, енергія на цих широтах впродовж довгих ночей повертається у космос. Особливо активно відбувається втрата енергії земною поверхнею, коли на небі відсутні хмари.

Мал. 1.45. Залежність нагрівання поверхні від кута падіння сонячних променів

Мал. 1.46. Розподіл енергії сонячних променів на різних широтах Землі

Вплив підстильної поверхні на клімат

Суходіл як підстильна поверхня. Вплив підстильної поверхні на клімат полягає насамперед в тому, що від неї залежить, яка частка сонячної енергії просто відіб’ється в космічний простір, а отже, нічого корисного, крім освітлення, не дасть для географічної оболонки. Так, поверхня, вкрита снігом, відбиває в середньому 85% сонячної енергії і тільки 15% затрачається на нагрівання, танення снігу та випаровування води (мал. 1.47). А от уже суходіл, вкритий зеленими травами, використовує майже 74% енергії, що надійшла від Сонця. Тому території у помірних широтах, де сильно відрізняються літній і зимовий сезони, у сніжну зиму значно менше поглинають сонячної енергії, ніж влітку.

Мал. 1.47. Частка відбитої сонячної енергії снігом і трав’яним покривом

Чи відомо тобі?

Дуже тонкий приземний шар тропосфери отримує тепло від стикання із нагрітою сонячними променями земною поверхнею планети. Нагріте повітря цього шару стає легшим і підіймається вгору. Холодніше, важче повітря опускається до земної поверхні. Цей процес називають конвекцією. Земля, маючи відносно високу температуру поверхні, випромінює невидимі для людського ока теплові промені. Завдяки конвекції та випромінюванню прогріваються й вищі шари повітря тропосфери.

Водна поверхня і клімат. Водна поверхня поглинає 90-95% енергії, що надійшла від Сонця. При цьому нагріта вода досить повільно віддає поглинуту енергію у космос. Тому озера, річки, а особливо океани, які займають 71% площі поверхні Землі, відіграють дуже важливу роль для утримання теплової енергії. Завдяки цьому в нічний час повітря відносно тепле не тільки над поверхнею океану, а й над прилеглими ділянками суходолу. Завдяки своїй здатності повільно віддавати тепло у космічний простір величезні площі океану не замерзають й узимку, а тому не дають можливості надто сильно охолодитися і великим просторам материків.

Мал. 1.48. Розподіл середньорічних температур

Закономірності зміни температури повітря і поверхневих вод океанів

Широтний розподіл температур повітря. Розглянувши значення ізотерм на кліматичній карті світу, можна зробити висновок, що біля екватора середньомісячні температури липня і січня становлять понад +24 °С. Біля полюсів вони у зимові місяці сягають до -24°, а літні – тільки до 0 °С. Значні відмінності між температурами зими і літа є також і у помірних (середніх між полюсом і екватором) широтах. Однак в цілому можна сказати, що з віддаленням від екватора середньорічні температури знижуються (мал. 1.48).

Головною причиною такого розподілу температур є те, що через відмінності у кутах падіння сонячних променів різні широти отримують впродовж року різну кількість сонячної енергії.

Зміна температури поверхневих вод океану на різних широтах. Середня температура всієї маси океанічної води становить приблизно +4 °С, оскільки сонячна енергія, яку поглинає океан, витрачається передусім на нагрівання верхнього шару води до глибини приблизно 300 м. На більших глибинах на різних широтах температури вод Світового океану дуже мало відрізняються, становлячи від +2 °С поблизу екватора до -2 °С у холодних поясах. Середня температура поверхневих вод Світового океану становить понад +17 °С. У Північній півкулі вона на 3° вища, ніж у Південній. В екваторіальних широтах температура води впродовж року становить +27-28 °С. У західних частинах океанів у тропічних широтах вона не перевищує +20-25°, а у східних 1-15-20°. Саме у цих широтах зафіксовано найвищі середньорічні температури поверхневих вод (у Перській затоці – + 35 °С, у Червоному морі – + 32 °С).

Для помірних широт характерна сезонна зміна температур води, а середньорічна знижується поступово у напрямках до полюсів від +10° до 0 °С.

У приполярних (близьких до полюсів) широтах температура поверхневих вод океану впродовж року змінюється від 0° до -2 °С. При температурі близько -2 °С морська вода середньої солоності замерзає (чим більша солоність, тим нижча температура замерзання). Тому біля Північного полюса сформувався багаторічний льодовий покрив завтовшки до 4-7 м.

Опрацювавши параграф, спробуй відповісти

1. Які кліматотвірні чинники формують клімат?

2. Як розподіляється сонячна енергія, яка надходить до Землі?

3. Як і чому широтно розподіляється сонячна енергія на поверхні Землі?

4. Як і чому підстильна поверхня впливає на клімат?

5. Які просторові закономірності прослідковуються у зміні температур приземного шару повітря тропосфери?

6. Як змінюються температури поверхневих вод океану на різних широтах?

Застосуй знання, дізнайся більше

1. Визнач, як і чому змінюється характер підстильної поверхні за сезонами у помірних широтах.

2. Опиши, від яких кліматотвірних чинників залежить температура приземного шару повітря у твоїй місцевості впродовж року.

Назви зображені об’єкти чи явища