§ 21. Климатообразующие факторы: солнечная энергия и подстилающая поверхность - и их взаимодействие

Прежде чем читать, вспомните!

Что является источником энергии всех процессов, происходящих в атмосфере? Как земная поверхность влияет на климат?

Солнечное излучение и климат. Различия в поступлении лучистой энергии Солнца (солнечной радиации) - основной фактор климатических различий на Земле в целом и на территории Украины в частности. Солнечная энергия поступает к земной поверхности двумя потоками - в виде прямой и рассеянной солнечной радиации, которые вместе составляют суммарную солнечную радиацию (рис. 48). Суммарная радиация измеряется в мегаджоулях (МДж) на единицу площади (1 м²). Прямая радиация поступает непосредственно от диска Солнца. Рассеянная энергия Солнца попадает на земную поверхность вследствие отклонения лучей светила от прямолинейного направления облаками, водяным паром и другими примесями, содержащимися в воздухе.

Суммарная солнечная радиация зависит от угла падения солнечных лучей и продолжительности солнечного сияния, показатели которых увеличиваются в направлении с севера на юг. Так, зимой угол падения солнечных лучей меняется от 23° на юге до 15° на севере, а летом - от 69° на юге до 61° на севере. От этого зависит продолжительность дня, определяющая продолжительность солнечного сияния. Такие изменения угла падения солнечных лучей связаны с орбитальным движением Земли и наклоном земной оси к плоскости орбиты. Чтобы рассчитать угол падения солнечных лучей для конкретной территории в дни равноденствия, необходимо из 90° вычесть величину ее географической широты в градусах. В день летнего солнцестояния угол падения солнечных лучей будет равен сумме значения угла падения в день равноденствия и 23°27', а в день зимнего солнцестояния - их разнице.

Как известно, продолжительность солнечного сияния зависит от светлой части суток и облачности. Вместе с тем в научных кругах обсуждается проблема снижения продолжительности солнечного сияния в результате загрязнения воздуха. Каково ваше мнение по этому вопросу? Могут ли загрязняющие вещества существенно снижать поступление солнечной энергии в отдельных регионах Украины?

Неравномерное поступление суммарной солнечной радиации в течение года на территорию Украины обусловлено ее расположением в средних широтах 52°22' и 44°23' с. ш. Количество суммарной солнечной радиации изменяется по ее территории не абсолютно зонально, то есть с севера на юг, а возрастает в направлении с северо-запада на юго-восток (рис. 49). Это объясняется значительно большей облачностью и меньшей прозрачностью воздуха на северо-западе Украины, за счет чего и уменьшается количество поступления солнечной энергии.

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ИНТЕРАКТИВ

НАУЧНЫЕ ДИСКУССИИ

Часть суммарной солнечной радиации отражается от поверхности Земли, а часть - поглощается ею (рис. 48). Поглощенная радиация, превращаясь в тепловую энергию, нагревает приземные слои воздуха. Разницу между суммарной энергией Солнца и ее потерями на отражение и тепловое излучение земной поверхности называют радиационным балансом. На территории Украины среднегодовой радиационный баланс положительный, то есть в целом за год поступает солнечной радиации больше,

чем расходуется. Но в холодный период года наблюдаются отрицательные значения радиационного баланса почти на всей территории страны.

Радиационный баланс территории определяет ее температурные условия. Так, в соответствии с изменением годового радиационного баланса в пределах Украины наблюдается общее повышение температуры воздуха в направлении север-юг. Влияние радиационного фактора все же более ощутимо летом, о чем свидетельствует почти зональное (широтное) изменение температуры воздуха летом.

Ь Земная поверхность и климат. Значительное влияние на климат оказывает земная поверхность, которая, взаимодействуя с атмосферой, влияет на его состояние. Водная поверхность или суша, покрытая снегом или растительностью поверхность и вспаханная поверхность по-разному поглощают и отражают энергию Солнца и отдают тепло (рис. 50). Это в конечном итоге влияет на температуру поверхности и приземного слоя воздуха.

Самые высокие показатели отраженной радиации зимой зафиксированы на северо-востоке Украины и в Карпатах - до 65 %. Здесь наблюдается устойчивый снежный покров, обладающий высокой отражающей способностью поверхности - альбедо (в переводе с латинского - белизна). В общем, чем светлее поверхность, тем больше она отражает лучевой солнечной энергии. Летом меньше радиации отражают лесные массивы на Полесье и в горах - до 16 %.

На формирование климата значительно влияют рельеф и абсолютная высота местности. Так, в Карпатах и Крымских горах климатические условия сильно отличаются в зависимости от высоты над уровнем моря, направления простирания горных хребтов и ориентации склонов относительно сторон горизонта. С увеличением высоты снижаются атмосферное давление и температура воздуха, увеличиваются количество осадков и скорость ветра. В горах от ориентации склонов существенно зависит количество осадков.

На климат Украины влияют и другие формы рельефа, например Подольская возвышенность и Донецкий кряж, где общий ход климатических

показателей нарушается из-за большей высоты местности на этих участках по сравнению с соседними.

Климатические условия приморских районов формируются под влиянием бризов. Зимой морские бассейны способствуют повышению температуры воздуха прилегающих районов суши. Летом же, благодаря охлаждающему действию моря, температура на побережье несколько ниже, чем в районах, расположенных на той же широте, но восточнее. Благодаря морям сглаживается колебания суточной температуры, увеличивается в целом влажность воздуха.

Характер земной поверхности вместе с другими климатообразующими факторами обусловливает изменение или трансформацию свойств воздуха над равнинной частью территории Украины. Изменение свойств воздуха от влажного к сухому на юге и востоке страны является основным процессом в теплый сезон года.

ГЛАВНОЕ

Суммарная солнечная радиация поступает на территорию в виде прямой и рассеянной.

Суммарная солнечная радиация зависит от угла падения солнечных лучей и продолжительности солнечного сияния.

Радиационный баланс - это разница между суммарной энергией Солнца и ее потерями на отражение и тепловое излучение земной поверхностью.

Радиационный баланс территории определяет ее температурные условия.

На распределение температуры, влажности и атмосферных осадков влияет характер земной поверхности.

ПРОВЕРИМ СВОИ ЗНАНИЯ И УМЕНИЯ

1.    Как изменяется количество суммарной солнечной радиации на территории Украины в течение года?

2.    Что такое радиационный баланс?

3.    Каково влияние подстилающей земной поверхности на климат Украины?

4.    Чем объясняется формирование особого климата в приморских районах?

5.    Вычислите высоту Солнца в вашем населенном пункте в дни солнцестояния по формуле: h = 90°- f ± 23°27', где h - высота Солнца (в градусах), f - географическая широта.

Это материал учебника География 8 класс Пестушко