ОСОБЕННОСТИ КЛИМАТА РОССИИ.........2
Влияние океанов на климат России .............2
Влияние рельефа на климат России.............3
Осадки и давление..........................................5
ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ.......8
МЕХАНИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ.....9
СОСТОЯНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В РАЙОНАХ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ.........................12
ОСОБЕННОСТИ КЛИМАТА РОССИИ
Основные особенности климата России определяются рядом географических факторов. К числу важнейших из них относится солнечная радиация, зависящая от географической широты. В целом Россия находится преимущественно в высоких и средних широтах. Поэтому климат у нас на большей части территории страны суровый, с четкой сменой времен года и с большой продолжительностью зимы.
Значительная протяженность страны с севера на юг приводит к изменению климата в зависимости от широты места поступления солнечного тепла - суммарной солнечной радиации. В Арктике годовое количество суммарной солнечной радиации составляет 251,2 кДж/см 2 в год, в субарктике - около 293 кДж/см 2 в год. В умеренном поясе в связи с большой его протяженностью с севера на юг суммарная солнечная радиация изменяется от 293 кДж/см 2 в год в северной части до 544 кДж/см 2 в год в южной части. В субтропиках величина суммарной солнечной радиации увеличивается от 544 до 670 кДж/см 2 в год. По всей территории России очень велика разница в сезонном поступлении солнечного тепла. Это зависит как от изменения угла падения солнечных лучей по сезонам, так и от продолжительности времени солнечного сияния. С различиями в поступлении солнечного тепла связана сезонность всех явлений природы. Влияние океанов на климат России
Огромное влияние на климат России оказывают океаны. Наиболее велика роль Атлантического океана, несмотря на то, что его воды нигде непосредственно не омывают территорию страны. В умеренных широтах, в которых располагается большая часть нашей страны, как известно, господствует западный перенос воздушных масс. К тому же на западе России нет высоких гор, препятствующих переносу воздуха. Вследствие этого влияние Атлантики распространяется очень далеко, вплоть до Верхоянского и Забайкальского хребтов. С западным переносом распространяются морские воздушные массы умеренных широт. Зимой они вызывают смягчение морозов вплоть до оттепелей в западных районах, приносят снегопады. Летом приход атлантических масс сопровождается похолоданием и выпадением осадков.
Очень велико климатообразующее влияние Северного Ледовитого океана. Над арктическим холодным бассейном в течение всего года существует область повышенного атмосферного давления. Отсюда арктический воздух, постепенно трансформируясь, летом распространяется на всю территорию России. Наклон крупнейших равнин страны на север способствует проникновению арктического воздуха далеко на юг. Воздействие арктического воздуха особенно ярко проявляется на территории Восточно-Европейской равнины. Зимой арктический воздух вызывает здесь резкое похолодание. Двигаясь на юг, он относительно нагревается и иссушается. Устанавливаются морозные солнечные дни без снегопадов. Летом арктический воздух первоначально вызывает похолодание, а затем он нагревается и формирует безоблачную или малооблачную погоду. Приход арктического воздуха на территорию европейской части России ранней весной сопровождается возвратом холодов и опасен для многих культурных растений, так как вызывает заморозки. Чаще всего они бывают в мае. С вторжением арктического воздуха связаны засухи в Поволжье и на юге Западной Сибири.
Некоторое влияние на климат России оказывает Тихий океан. Несмотря на огромные размеры, воздействие его ограничивается сравнительно узкой полосой суши вдоль дальневосточных морей. Это обусловлено тем, что океан находится к востоку от нашей страны, над которой в умеренных широтах господствует западный перенос воздушных масс. Высокие горы вдоль побережий также препятствуют проникновению в глубь страны тихоокеанских воздушных масс. Зимой над холодной поверхностью континента образуется область повышенного атмосферного давления (Азиатский максимум), откуда воздух устремляется в сторону относительно нагретого океана (зимний муссон). Влияние воздушных масс Тихого океана отчетливо сказывается лишь летом. В это время над океаном область высокого давления, а над сушей давление пониженное. В результате возникает перемещение морских воздушных масс на сушу в виде летнего муссона.
К числу климатообразующих факторов относится характер подстилающей поверхности. В условиях нашей страны это прежде всего особенности рельефа. Зимой другие различия в характере подстилающей поверхности нивелируются снежным покровом. Рельеф же влияет на климат в течение всего года. Влияние рельефа на климат России
К важнейшим климатообразующим свойствам рельефа относится равнинность территории. По равнинам европейской части и Западной Сибири воздух Атлантики проникает далеко на восток. Удалясь от океана, воздух постепенно трансформируется и превращается в континентальный. Таким образом, континентальность климата постепенно нарастает с запада на восток. Невысокие Уральские горы не являются препятствием для распространения атлантического воздуха с запада. Примыкающие друг к другу равнины Западной Сибири способствуют проникновению далеко на юг арктических воздушных масс. Высокие горы юга нашей страны - Кавказ, Копетдаг, Тянь-Шань и Памир препятствуют дальнейшему движению на юг воздушных масс с севера. Благодаря их защите вдоль южных границ Каспия находятся территории с субтропическим климатом.
В умеренном поясе, в пределах которого располагается большая часть территории России, отчетливо выражены времена года. Наиболее суровым сезоном на большей части нашей страны является зима. В умеренных и высоких широтах радиационный баланс в это время года отрицательный. Только на самом крайнем юге он имеет положительное значение.
Земная поверхность зимой сильно выхолаживается и охлаждает нижние слои воздуха. Особенно интенсивно этот процесс протекает над районами Восточной Сибири, удаленными от океанов. На северо-востоке Сибири в межгорных котловинах среднеянварские температуры опускаются ниже?40° С, в районе Оймякона до -48 -50°С. Здесь формируется область повышенного давления, которая распространяется на всю Сибирь и дает два отрога. Один отрог разрастается на северо-восток до Чукотки, а второй - на юго-запад через юг Западной Сибири и Приволжской возвышенности к низовьям Днестра.
Во внутренних районах Сибири в пределах области повышенного давления зимой господствуют нисходящие токи воздуха. Поэтому устанавливается безветренная малооблачная морозная погода. Безветрие и большая сухость воздуха позволяют легче переносить морозы и приспосабливаться к ним.
Зимой давление воздуха над Россией повышенное, а над окружающими морями и океанами пониженное. Поэтому господствует растекание воздуха с территории страны в сторону океанов, за исключением европейской части страны. На побережьях тихоокеанских морей зимой господствуют северо-западные ветры (зимний муссон), которые несут холодный сухой воздух из континентальной Сибири. В связи с этим почти во всех районах Дальнего Востока зима малоснежная и холодная. Во Владивостоке, который находится на широте Сочи, средняя температура января -12°С, а в Сочи +6°С. Над побережьями Камчатки и острова Сахалин, где сталкиваются континентальные и морские воздушные массы, возникают фронтальные процессы, которые нередко сопровождаются шквальными ветрами и обильными снегопадами.
На побережьях морей Северного Ледовитого океана зимой господствуют юго-западные и южные ветры, которые несут на север континентальный воздух умеренных широт, оттекающий от Азиатского максимума. По окраинам северных морей он встречается с арктическим воздухом, вследствие чего возникает арктический фронт. Наиболее хорошо этот фронт выражен над Охотским и Баренцевым морями, где он вызывает частые и сильные штормы и туманы.
Над равнинами Средней Азии и юга европейской части страны господствуют северо-восточные ветры. Они вызваны оттеканием воздушных масс на юг от отрога области повышенного давления. Поскольку воздух движется с северо-востока, он приносит в южные районы страны похолодание и относительную сухость, поэтому здесь выпадает мало снега, а в суровые зимы замерзает Азовское море и северные части Каспийского и Черного морей.
В центральных и северных частях Восточно-Европейской равнины к северу от отрога повышенного давления господствуют западные потоки воздуха со стороны Атлантического океана. Эти воздушные массы всегда приносят влагу в виде снега или дождя. Но их температуры бывают разными. Если юго-западные ветры приносят зимой оттепели, то северо-западные - относительно холодный воздух из районов Северной Атлантики и Скандинавии.
Над большей частью Европейской равнины в течение зимы перемещается большое количество циклонов. Они возникают вдоль полярного фронта, проходящего к западу от нашей страны над Северным морем. Отсюда циклоны движутся на восток, проходя над Западной и Восточной Европой. Космический и наземный контроль за их движением позволяет прогнозировать погоду на территории европейской части страны.
При взаимодействии континентальных и морских воздушных масс умеренных широт в центральной части Восточно-Европейской равнины часто формируется полярный фронт. В тылу циклонов, пересекающих равнину с запада на восток, оттекают к югу холодные арктические воздушные массы. Таким образом, над территорией Восточно-Европейской равнины происходит интенсивное взаимодействие атлантических и арктических воздушных масс, морского и континентального воздуха умеренных широт. Поэтому погода здесь чаще всего бывает неустойчивой и очень контрастной, с частой сменой холодов и оттепелей. В течение нескольких часов температура воздуха зимой может измениться от нескольких градусов тепла до 21-24 градусов мороза, а дождь смениться снегом. Такая смена сопровождается оттепелями и гололедом, крайне неблагоприятно сказывающимися на хозяйственной деятельности людей. От гололеда страдает транспорт; оттепели могут привести к гибели озимых культур. Чередование морозов и оттепелей ведет к разрушению дорог и различных сооружений. Интенсивная циклоническая деятельность приводит также к несхожести зимних погод разных лет. Например, в Москве в январе 1988 и 1990 гг. температуры поднимались до +4°С, а в 1940 г. они опускались до -42°С.
Теплые атлантические воздушные массы, перемещаясь на восток, постепенно остывают. Поэтому изотермы над европейской территорией России имеют меридиональное направление. Над Восточной Сибирью изотермы имеют замкнутый кольцеобразный характер, отражающий континентальность климата этой территории. Тихий океан оказывает меньшее отепляющее влияние на континент по сравнению с Атлантикой. Поэтому на побережье Тихого океана изотермы располагаются меридионально лишь в пределах неширокой полосы. Над южными районами страны изотермы протягиваются широтно в соответствии с направлением изменения величины суммарной солнечной радиации и радиационного баланса. Осадки и давление
На большей части России осадки выпадают зимой в виде снега. На Северном Кавказе мощность снегового покрова обычно не превышает 10 см; в Калининградской области, в Поволжье - до 10-30 см. На севере Европейской равнины, северо-востоке Западной Сибири, на Сахалине - 80-90 см, а на восточном побережье Камчатки мощность снегового покрова достигает 120-160 см. Продолжительность снегового покрова также очень различна - от нескольких дней в ряде районов Прикаспия до 260 дней на Таймыре. Снег имеет большое значение для природных процессов и хозяйственной деятельности на территории нашей страны. Он создает запасы влаги, которые используются растениями весной и в начале лета. Благодаря снегу в европейской части страны возможно выращивание озимых культур. Весной на большинстве рек бывают половодья, обусловленные таянием снега.
Летом на всей территории России радиационный баланс положительный. Континент нагревается больше, чем океаны, и над ним устанавливается область пониженного давления. Одновременно над океанами разрастаются области повышенного давления: Северо-Атлантический (Азорский) и Северо-Тихоокеанский (Гавайский) максимумы. Повышенное давление продолжает существовать и над Северным Ледовитым океаном (Арктический максимум). Со стороны этих максимумов воздушные потоки устремляются на континент. Наиболее четко поток морского воздуха выражен на Дальнем Востоке, где летом устанавливается юго-восточный перенос воздуха - летний муссон. Здесь более холодный и, следовательно, более тяжелый морской воздух взаимодействует с континентальным воздухом. В результате возникают фронтальные процессы, с прохождением которых связаны сильные ливни (муссоные дожди) на Сахалине, Камчатке, в Хабаровском и Приморском краях. Довольно часто сюда приходят и мощные циклоны в виде тайфунов, возникающих на тропических фронтах за пределами нашей страны. Муссоные дожди сопровождаются наводнением на реках. Часто наводнения носят катастрофический характер, особенно в бассейнах рек Амура и Уссури, на острове Сахалин.
На севере России арктические воздушные массы устремляются на юг в сторону нагретой суши. Над северными морями они встречаются с воздухом умеренных широт. В результате образуется арктический фронт. Особенно хорошо он выражен над Баренцевым морем, так как над этим относительно теплым бассейном взаимодействуют наиболее контрастные воздушные массы. Прохождение арктического фронта над северными морями сопровождается штормами и туманами.
Воздух с севера продвигается далеко на юг над равнинами Западной Сибири. Южнее Средней Азии над территорией Пакистана и Афганистана находится центр пониженного давления (Южно-Азиатский минимум), к которому и устремляются северные воздушные потоки. Двигаясь к югу, арктический воздух прогревается, иссушается и постепенно трансформируется в континентальный воздух умеренных широт. Над равнинами Средней Азии он очень сух и формирует климат пустынь.
К западу от России над Атлантическим океаном летом разрастается Азорский максимум, отрог которого проходит над Восточно-Европейской равниной через Южную Украину и южное Поволжье до реки Урал. К югу от него оттекающие воздушные массы прогреваются и иссушаются. Поэтому в Приазовье, и особенно в Прикаспии, летом очень жарко и сухо. Для того, чтобы получать здесь устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур необходимо орошение.
Поток морского воздуха из Атлантики в центральных районах Европейской равнины взаимодействует с континентальным воздухом. В результате на пространстве от среднего течения Днестра до среднего течения Волги формируется полярный фронт. Все это сопровождается интенсивным прохождением циклонов. Поэтому на большей части европейской территории России погода летом, так же как и зимой, отличается от других территорий страны большой неустойчивостью. Летом часто бывают обложные дожди и похолодания. Так, среднемесячная июльская температура в Москве около +18°С, однако в некоторые годы она опускалась до +5...+10°С или поднималась до +30...+34°С. К востоку от Волги, и особенно за Уралом, влияние морских воздушных масс резко снижается, и здесь летом погода обычно бывает сухой и жаркой.
В отличие от зимнего времени года, летние изотермы почти по всей территории России протягиваются с запада на восток. Это обусловлено тем, что летом солнечная радиация очень велика и ей принадлежит главная роль в определении температурного режима.
На летний сезон приходится максимальное количество осадков. Это обусловлено высокими температурами и потому максимальной влажностью местного воздуха, из которого выпадают осадки при взаимодействии его с приходящими со стороны океанов относительно холодными воздушными массами. К ним прибавляются осадки конвективного происхождения. Наибольшее количество осадков выпадает в крайних западных и восточных районах России. С удалением от океанов во внутренние районы страны количество осадков уменьшается, достигая своего минимума (меньше 50 мм). На наветренных склонах гор количество осадков значительно возрастает. Особенно много их выпадает на западных склонах Кавказских гор (свыше 2000 мм).
Схематическое представление составляющих климатической системы, основных климатообразующих процессов и их взаимодействия
Тепловой режим зданий и сооружений
Перспективные оценки последствий потепления
в XXI веке для зданий и технических сооружений
были впервые получены с использованием
сценариев изменения климата, основанных на палеоаналогах
(Ефимова и др., 1992; Ефимова, Байкова,
1994), на прогнозах изменения температуры
воздуха на период до 2010–2015 гг. с помощью
эмпирико-статистической модели (Материалы к
стратегическому прогнозу..., 2005; Александрова,
2006) и на результатах расчетов по ряду моделей
общей циркуляции атмосферы (Анисимов, 1999;
Instanes et al., 2005). Полученные перспективные
оценки зависят от используемого сценария изменения
климата и заметно различаются между собой
региональными деталями.
Все сценарии изменения климата дают довольно
схожую картину изменений температуры воздуха
в ближайшее десятилетие. Согласно оценкам
Росгидромета (Материалы к стратегическому прогнозу...,
2005), к 2015 г. наибольшее повышение
температуры холодных суток составит от 0,7–1,2°С
на севере России и до 0,3–0,5°С на юге. На основании
этого в работе (Александрова, 2006) сделан
вывод об уменьшении продолжительности отопительного
периода в России к 2015 г. на 1–4 суток.
В этой же работе показано, что в предположении
о повышении к концу XXI столетия температуры
наиболее холодной пятидневки на северо-западе
России на 2–3°С следует ожидать сокращения отопительного
периода в этом регионе на 20–50 суток.
Перспективные оценки последствий изменения
климата на более длительный период времени
До конца первой четверти и до середины
XXI века - заметно различаются между собой,
существенно зависят от выбранного сценария антропогенного
воздействия на глобальный климат.
В работах (Ефимова и др., 1992; Ефимова,
Байкова, 1994) на основе палеоаналоговых сценариев
были построены карты, характеризующие
сокращение продолжительности отопительного
периода и дефицита тепла в Северном полушарии
для конца первой четверти и до середины XXI
века. Палеоаналоговые сценарии предполагали
повышение к середине XXI века средней годовой
глобально осредненной температуры воздуха в
приповерхностном слое атмосферы по сравнению
с 1990 г. на 2°С. Современные данные показывают,
однако, что эти изменения едва ли превзойдут
величину 1,0–1,2°С. Таким образом, упомянутые
выше оценки сокращения потребности в отоплении
помещений являются несколько завышенными.
Более точные оценки могут быть получены с
использованием современных сценариев антропогенного
воздействия на глобальный климат и расчетов
соответствующих изменений глобального
климата с помощью моделей общей циркуляции
атмосферы.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
Увеличение повторяемости оттепелей и появление
оттепелей в районах, где они ранее не наблюдались,
приведет к сокращению долговечности
зданий в северных районах в 2 раза (Кузнецов,
Кобышева, 2004).
Вследствие изменения режима осадков и температуры
воздуха в приповерхностном слое атмосферы
существенно изменится режим накопления
и таяния снега. Снеговые нагрузки должны существенно
увеличиться на северной части территории
России. Увеличение нагрузок, превышающих
предусмотренные проектом, приведет к дополнительному
риску разрушения зданий и сооружений.
Гололедные нагрузки в Северо-Западном федеральном
округе увеличатся незначительно, так
как здесь преобладает кристаллическая изморозь,
и, хотя при потеплении повторяемость более плотных
отложений увеличится, уменьшение скорости
ветра не будет благоприятствовать росту плотных
отложений. Аналогичная картина будет наблюдаться
в Центральном, Уральском и в Сибирском
федеральных округах. Гололедная нагрузка должна
значительно увеличиться в Южном, Приволжском
и Дальневосточном федеральных округах. На
Дальнем Востоке произойдет увеличение отложения
мокрого снега, и поэтому здесь возможно увеличение
гололедной нагрузки, особенно значительное
в прибрежных районах.
Ветровые нагрузки будут почти повсеместно
уменьшаться. Судя по тенденциям уменьшения
средних скоростей ветра последнего десятилетия
ХХ века, увеличение ветровых нагрузок возможно
лишь в некоторых районах Восточной Сибири
(рис. 3.2.8).
Увеличение меженных расходов и уровней
воды в реках в условиях уменьшения промерзания
почвогрунтов будет способствовать повышению
уровня грунтовых вод и подтоплению равнинных
территорий Европейского севера, северо-запада и
Верхней Волги, что приведет к серьезным негативным
последствиям, в частности к ускорению
деформации и разрушению фундаментов разного
рода зданий и технических сооружений.
Главная опасность подтоплений состоит в воздействии
на фундаменты и ослаблении несущей
способности окружающих их грунтов, что со временем
может вызывать деформацию зданий и технических
сооружений (вплоть до разрушения).
Заметим, что от подтопления серьезно страдают
ценнейшие исторические памятники и архитектурные
ансамбли Русского севера и Золотого кольца
(Государственный доклад..., 2006).
Водонасыщение грунтов негативно скажется
на их технических свойствах, что затруднит производство
строительных работ и эксплуатацию сооружений,
приведет в конечном итоге к существенному
росту эксплуатационных расходов.
Подтопление городов, расположенных на лессовых
породах, вызовет просадки. В лессах они
возникают даже при незначительном (2–5%) увеличении
влажности. Их величина может меняться
в широких пределах - от 0,1 до 2,5–3 м.
Просадки лессовых грунтов, оседание поверхности
земли вызывают деформацию зданий и технических
сооружений и последующее их разрушение.
Такие тенденции уже наметились. Так, в
Запорожье от просадок лессов уже деформировано
900 зданий.
Изменение гидрогеологических условий в
связи с подтоплением приводит к трансформации
карстовых процессов. Техногенный карст отличается
от природного меньшей глубиной и площадью
распространения, большей скоростью развития
и интенсивностью проявления карстовых
форм. Он может возникать там, где раньше не
проявлялся, но где имеются растворимые горные
породы. Формы проявления техногенного карста
самые различные - от повышенной трещиноватости
и кавернозности до возникновения провалов.
В России проложено около 50 тыс. км нефтепроводов
и около 150 тыс. км газопроводов, пересекающих
многие сотни и тысячи рек. Безаварийная
эксплуатация переходов трубопроводов
через реки во многом определяется деформациями
дна и берегов реки, которые в свою очередь
зависят от режима речного стока. Ожидаемые в
связи с изменением климата увеличение годового
и сезонного стоков, изменение ледового режима
могут интенсифицировать размыв русел и привести
к более раннему наступлению аварийных
ситуаций на подводных участках трубопроводов,
к созданию предпосылок экологических катастроф
при разрыве трубопроводов и разливе нефти
и выбросе газа. Ситуация обостряется тем, что
многие трубопроводы построены еще до 1980-х
годов, и проектный срок их эксплуатации, рассчитанный
для условий стационарного климата,
практически заканчивается.
Места наиболее проблемных подводных переходов
трубопроводов расположены в Приволжском
федеральном округе в бассейнах Верхней
и Средней Волги, на малых и средних реках (области
Нижегородская, Оренбургская, Самарская, Саратовская,
Ульяновская, Пермский край, Республики
Башкортостан, Марий Эл, Мордовия, Татарстан,
Удмуртия и Чувашия); во всех субъектах
Российской Федерации Южного федерального округа;
в Тюменской области Уральского федерального
округа; в Красноярском крае, в областях Новосибирская,
Омская, Томская, Иркутская Сибирского
федерального округа.
.
Отношение ветровой нагрузки за последнее десятилетие XX века к ее среднему многолетне_му значению в 1961–2000 гг. (Материалы к стратегическому прогнозу..., 2005).
СОСТОЯНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В РАЙОНАХ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ
В связи с ожидаемым потеплением на территории
России в XXI веке серьезную опасность
может представлять дальнейшее уменьшение прочности
и ослабление несущей способности фундаментов
из-за деградации многолетнемерзлых грунтов
Так, по данным работы (Weller and Lange, 1999),
их несущая способность будет заметно уменьшаться
при увеличении температуры воздуха в приповерхностном
слое атмосферы в диапазоне от 0,5
до 2,0°С по отношению к значениям конца ХХ
века. Это приведет, в частности, к уменьшению
ресурса фундаментов зданий и сооружений в некоторых
районах Крайнего Севера (табл. 3.2.1).
Оценка возможных региональных проявлений
этой тенденции выполнена с помощью индекса
геокриологической опасности I г (см. раздел 3.1.2).
При расчете индекса геокриологической опасности
были использованы данные о современных месячных
нормах температуры воздуха и осадков,
данные о процентном содержании льда в мерзлом
грунте (один из входных параметров для оценки)
в узлах регулярной сетки с шагом 0,5 × 0,5°, а также
перспективные оценки изменения температуры
и осадков для середины XXI века, полученные
по нескольким климатическим моделям. Методика
расчетов, исходные данные и результаты описаны
в ряде публикаций (Nelson et al., 2001, 2002;
Анисимов, Белолуцкая, 2002; Анисимов, Лавров,
2004). Данные о процентном содержании льда в
мерзлом грунте представляют собой электронный
вариант геокриологической карты Международной
ассоциации мерзлотоведения (Brown et al.,
1997). приведена перспективная оценка
геокриологической опасности, связанной с таянием многолетней мерзлоты и угрозой повреждения
стоящих на ней зданий и сооружений. Расчет для
середины XXI века проводился с использованием
сценария B1 и модели GFDL. При использовании
других известных сценариев антропогенного воздействия
на глобальный климат и моделей получаются
близкие результаты.
В область наибольших значений индекса геокриологического
риска попадают Чукотка, бассейны
верхнего течения Индигирки и Колымы, юговосточная
часть Якутии, значительная часть Западно-
Сибирской равнины, побережье Карского
моря, Новая Земля, а также часть островной мерзлоты
на севере европейской территории. В этих
Я, как житель России, уж точно знаю про континентальный климат. Я смело могу заявить, что кожей его ощущал. А также я видел разницу в облике природы в условиях разных типов климата. Вот и расскажу подробнее.
Распространение континентального климата
Для начала сообщу про рассматриваемый тип климата, а потом о территории, где он царит. Континентальным является тип климата, объединяющий несколько климатических поясов, который свойственен той материковой части, которая отдалена от океанического (либо же морского) побережья. Мне всё время казалось, что только величина Евразии может себе позволить развить континентальный климат, но на самом деле ему достаточно размера Северной Америки. Параметры же Евразии способствовали к развитию нескольким подтипам данного климата. Если рассматривать по странам распространение, то вот список: Казахстан, Украина, Монголия, Россия, Узбекистан, США, Канада.
Основные черты континентального климата
Принято выделять рассматриваемый климат тропиков, полярных и умеренных широт, но, в целом, черты у них схожие. Я приведу их ниже:
Влияние континентального климата на компоненты природы
Температурный режим и ограниченность осадков приводят к уменьшению количества внутренних вод. Поэтому в условиях такого климата в тропиках развиваются пустыни и полупустыни, а в умеренных широтах - степи и полупустыни. Почвенно-растительный покров отвечает степному и пустынному типу с малоплодородными почвами. Почвы подвержены эрозии - развиваются овражно-балочные сети, опустынивание. Животный мир разнообразен, но доминируют мелкие по размерам звери (по большей части грызуны).
Как уже отмечалось, Россия протянулась с севера на юг на 4,5 тыс. км. Поэтому ее территория расположена в четырех климатических поясах, от арктического до субтропического. Наибольшую площадь занимает умеренный климатический пояс, протянувшийся от западных пределов России (Калининградская область) до Камчатки. Различные районы умеренного пояса испытывают неодинаковое влияние океанов, и поэтому по степени континентальности выделяют несколько климатических областей (см. рис. 1 и рис. 2).
Рис. 1. Типы климатов России
Рис. 2. Климатические пояса и области
Арктический тип климата представлен на островах Северного Ледовитого океана и на Крайнем Севере Сибири. Это арктический климатический пояс, круглый год здесь господствуют арктические воздушные массы. Из-за своего географического положения территория получает очень мало солнечной радиации. Зимой, в условиях полярной ночи, средние температуры составляют около -30°С. Наиболее низкие температуры отмечаются в восточной части пояса.
В летнее время Солнце не заходит за горизонт, однако угол падения солнечных лучей небольшой. При этом значительная часть радиации отражается поверхностью. Кроме того, тепло расходуется на таяние снега и льда. Таким образом, средняя температура самого теплого месяца на большей части территории близка к 0°C.
Из-за низкой температуры арктический воздух не в состоянии содержать много водяного пара. Поэтому, вопреки островному и приморскому положению территории, осадков выпадает мало - от 100 до 200 мм. Но даже такое незначительное количество влаги не в состоянии испариться, и территория характеризуется избыточным увлажнением (К > 1).
В Европейской части России южная граница распространения этого типа климата проходит вдоль Северного полярного круга, а в Азиатской части опускается к югу до 60° с. ш. и даже южнее. Основной район распространения субарктического климата - северо-восток Сибири.
В субарктическом климатическом поясе летом господствуют умеренные воздушные массы, а зимой - арктические. Зимы здесь такие же холодные, как и в арктическом климатическом поясе, а местами и более суровые. Однако лето существенно теплее. Средние температуры июля - положительные и изменяются от +4°С на севере до +12°С на юге.
По сравнению с Арктикой примерно вдвое (200-400 мм и более) увеличивается количество осадков. Более отчетливо выражен их летний максимум. Годовое количество превышает величину испаряемости и увлажнение - избыточное.
Умеренно-континентальный климат характерен для Европейской части страны. В результате западного переноса воздушных масс этой территории регулярно достигают воздушные массы с Атлантического океана. Океан медленнее нагревается и медленнее остывает. Поэтому зимние температуры здесь не такие низкие, как в Азиатской части. При этом на западе зимой теплее: - 4ºC, а на востоке холоднее: до - 20ºC. Зимой в связи с вторжениями атлантического воздуха случаются оттепели.
Лето теплое: средние температуры июля изменяются от +12ºC на севере, до +24ºC на юге. В соответствии с этим с севера на юг растет величина испаряемости - от 400 до 1000 мм.
Годовое количество осадков уменьшается при движении с северо-запад на юго-восток от 800 до 250 мм. Вследствие этого неодинаковы условия увлажнения: на севере - избыточное, в центральной части - достаточное, на юге - недостаточное.
Континентальный климат умеренного пояса распространен в центральной и южной частях Западно-Сибирской равнины и Уральских гор. По сравнению с Европейской частью влияние Атлантического океана здесь менее заметно. Это приводит к уменьшению годового количества осадков, понижению зимних температур, нарастанию годовой амплитуды температур.
На большей части территории, за исключением крайнего юга, годовая сумма равна испаряемости.
Резко континентальный тип климата сформировался на большей части Среднесибирского плоскогорья. Внутриконтинентальное положение территории обуславливает господство континентального воздуха. Океаны не мешают территории сильно нагреваться летом и охлаждаться зимой.
Средние температуры января составляют 24-40ºC ниже нуля, т. е. ниже, чем на островах Северного Ледовитого океана в арктическом климатическом поясе. Лето достаточно теплое, но непродолжительное, средние температуры июля - +16… +20ºC.
Годовое количество осадков не превышает 500 мм. Коэффициент увлажнения близок к 1.
Умеренный муссонный климат характерен для юга Дальнего Востока. В зимнее время сюда приходит сухой континентальный воздух из Восточной Сибири. Средние температуры января -16… -32º C. Зима холодная и малоснежная.
Летом территорию захватывает прохладный влажный воздух с Тихого океана. Средние температуры июля - 16-20ºC выше нуля.
Годовое количество осадков от 600 до 1000 мм. Отчетливо выражен их летний максимум. Коэффициент увлажнения чуть больше 1.
Умеренный морской тип климата характерен для полуострова Камчатка. Климат полуострова круглый год формируется под действием морского умеренного воздуха с Тихого океана. В результате, по сравнению с соседним Приморьем, здесь теплее зима и прохладнее лето, т. е. меньше годовая амплитуда температур. Типичным для морского климата является значительная годовая сумма осадков (около 1800 мм) и их распределение по сезонам года.
Субтропический климат имеет в нашей стране весьма ограниченное распространение. Он представлен на узкой полосе черноморского побережья Кавказа от Новороссийска до Сочи. Кавказские горы прикрывают побережье теплого Черного моря от холодных воздушных масс с Восточно-Европейской равнины. Это единственная территория России, где средние температуры самого холодного месяца - положительные.
Лето хотя и не слишком жаркое, но достаточно продолжительное. В любой из сезонов сюда приходит морской влажный воздух, который, поднимаясь по склонам гор и охлаждаясь, дает осадки. Годовая сумма осадков в районе Туапсе и Сочи превышает 1000 мм при их относительном распределении в течение года.
К областям высокогорного климата относят территории гор Кавказа, Саян и Алтая.
Список литературы
- География России. Природа. Население. 1 ч. 8 класс / В.П. Дронов, И.И. Баринова, В.Я Ром, А.А. Лобжанидзе.
- В.Б. Пятунин, Е.А. Таможняя. География России. Природа. Население. 8 класс.
- Атлас. География России. Население и хозяйство. - М.: Дрофа, 2012.
- В.П.Дронов, Л.Е Савельева. УМК (учебно-методический комплект) «СФЕРЫ». Учебник «Россия: природа, население, хозяйство. 8 класс». Атлас.
- ).
- Климат России ().
- Основные черты климата России ().
Домашнее задание
- Какому из климатических поясов свойственно наибольшее разнообразие типов климата?
- Какой тип климата характерен для вашего населенного пункта?
>>Типы климатов России
§ 20. Типы климатов России
На территории России формируются разные типы климатов. Для каждого из них характерны такие общие черты, как температурный режим, реежим осадков, преобладающие типы погод по сезонам года.
В пределах одного и того же типа климата количественные показатели каждого элемента могут существенно изменяться, что позволяет выделить климатические области . Особенно велики внутренние различия в самом большом климатическом поясе России - умеренном: от тайги до пустынь, от морского климат а побережий до резко континентального внутри материка на той же широте.
Арктический климат характерен для островов Северного Ледовитого океана и его сибирских побережий. Здесь поверхность получает очень мало солнечного тепла. В течение всего года господствуют холодный арктический воздух, антициклоны. Суровость климата усиливается из-за длинной полярной ночи, когда на поверхность не поступает солнечная радиация.
Это удлиняет зиму и сокращает остальные сезоны года до 1,5-2 месяцев.
В этом климате практически два сезона года: долгая холодная зима и короткое прохладное лето. Средние температуры января -24-30 СС. Летние температуры низкие: +2-5 °С. Количество осадков ограничивается 200-300 мм в год. Выпадают они преимущественно в зимнее время в виде снега.
Субарктический климат характерен для территорий, расположенных за Полярным кругом на Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнинах. В Восточной Сибири этот тип климата распространен до 60° с. ш. Зимы долгие и суровые, причем суровость климата нарастает при движении с запада на восток. Лето теплее, чем в арктическом поясе, но все же короткое и довольно холодное (средние температуры июля от +4 до +12 °С). Годовая сумма осадков 200- 400 мм, но из-за малых величин испарения увлажнение избыточное. Влияние атлантических воздушных масс приводит к тому, что в тундрах Кольского полуострова по сравнению с материковой частью количество осадков увеличивается, а температуры зимы более высокие, чем в азиатской части.
Климат умеренного пояса. Умеренный климатический пояс - самый большой по площади климатический пояс России. Для него характерны существенные различия в температуре и увлажнении по мере движения с запада на восток и с севера на юг. Общим для всего пояса являются четко выраженные четыре сезона года.
Умеренно континентальный климат господствует в европейской части России. Его основные признаки: теплое лето (температура июля +12--24 °С), морозная зима (средние температуры января от -4 до -20 СС), годовое количество осадков более 800 мм на западе и до 500 мм в центре Русской равнины. Формируется этот климат под влиянием западного переноса атлантических воздушных масс, относительно теплых зимой и прохладных летом и притом постоянно влажных. В области умеренно континентального климата увлажнение изменяется от избыточного на севере, северо-западе до недостаточного на востоке, юго-востоке. Это отражается на смене природных зон от таежной до степной.
Континентальный климат умеренного пояса характерен для Западной Сибири. Формируется этот климат под влиянием континентальных воздушных масс умеренных широт, перемещающихся чаще всего в широтном направлении. В меридиональном направлении с севера на юг продвигается холодный арктический воздух, а континентальный тропический воздух проникает далеко на север лесной полосы. Поэтому осадков здесь выпадает 600 мм в год на севере и менее - мм - на юге. Лето теплое, на юге даже знойное {средние температуры июля от +15 до +26 °С). Зима сурова по сравнению с умеренно континентальным климатом, средние температуры января составляют от -15 до -25 °С.
Резко континентальный климат умеренного пояса распространен в Восточной Сибири. Этот климат отличается постоянным господством континентального воздуха умеренных широт. Резко континентальный климат характеризуется малой облачностью, скудными атмосферными осадками, основная масса которых выпадает в теплую часть года. Малая облачность способствует быстрому прогреванию земной поверхности солнечными лучами днем и летом и, наоборот, быстрому охлаждению ее ночью и зимой. Отсюда большие амплитуды (перепады) температур воздуха, теплое и жаркое лето и морозная малоснежная зима. Малоснежность при сильных морозах (средняя температура января от -25 до -45 °С) обеспечивает глубокое промерзание почв и грунтов, а это в условиях умеренных широт вызывает сохранение многолетней мерзлоты. Лето солнечное и теплое (средние температуры июля от +16 до +20 °С). Годовое количество осадков менее 500 мм. Коэффициент увлажнения близок к единице.
Муссонный климат
умеренного пояса типичен для южных районов Дальнего Востока
. При охлаждении материка зимой и повышении в связи с этим атмосферного давления сухой и холодный воздух устремляется в сторону более тецлого воздуха над океаном. Летом материк прогревается сильнее океана, и более холодный океанический воздух стремится на континент, принося облачность, обильные атмосферные осадки. Средние температуры января здесь от -15 до -30 °С; летом, в июле, от +10 до +20 °С. Осадки (до 600-800 мм в год) выпадают преимущественно летом. Если таяние снега в горах совпадает с обильными дождями, происходят наводнения. Увлажнение всюду избыточное (коэффициент увлажнения больше единицы).
Вопросы и задания
1. По картам определите, в каком из климатических поясов располагается основная часть территории России. Какие климатические иояса занимают в нашей стране наименьшую площадь?
2. Объясните, почему в умеренном поясе наблюдаются наибольшие отличия в климатических условиях по мере движения с запада на восток.
3. Назовите основные черты континентального климата. Как этот климат влияет на другие компоненты природы?
География России: Природа. Население. Хозяйство. 8 кл. : учеб. для 8 кл. общеобразоват. учреждений / В. П. Дронов, И. И. Баринова, В. Я. Ром, А. А. Лобжанидзе; под ред. В. П. Дронова. - 10-е изд., стереотип. - М. : Дрофа, 2009. - 271 с. : ил., карт.
Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки3) лесных зон, со средними месячными температурами более 10°C при положительном радиационном балансе и достаточном увлажнении, когда испарение составляет не менее половины величины испаряемости (максимально возможного испарения);
4) засушливых зон (степей и сухих саванн), где при положительном радиационном балансе испарение составляет от одной десятой до половины величины испаряемости;
5) пустынь, где при положительном радиационном балансе испарение меньше одной десятой испаряемости.
В разных географических зонах в течение года может быть несколько климатических режимов, например зимой – арктический, а летом – засушливых зон. Есть и другие классификации, построенные на другой основе, например классификация ландшафтно-географических зон суши (Л. С. Берга).
У нас в стране большое разнообразие климатов. Из одиннадцати типов климата по Кеппену представлены девять. Это сухие климаты пустынь и степей на юге Азиатской и Европейской частей СССР; умеренно теплые климаты с сухой зимой в восточных районах Европейской части РСФСР, с сухим летом – в некоторых районах Средней Азии и с равномерным в течение года увлажнением – на Южном берегу Крыма, на Черноморском побережье Кавказа и в Приморье на Дальнем Востоке; умеренно холодные климаты лесной зоны с сухой зимой в Забайкалье и с равномерным увлажнением в таежной зоне Сибири и Европейской части Союза; полярные климаты тундры на арктическом побережье страны и постоянного мороза на арктических островах в Ледовитом океане.
Нет у нас лишь климатов влажных тропических лесов и саванн, присущих приэкваториальным областям.
6.7. Чем характерен средиземноморский климат?
Средиземноморский климат по Кеппену – умеренно теплый с сухим летом; Алисов относит его к климату субтропическому на западных берегах континентов. Для этого климата характерна мягкая зима со значительным количеством осадков и относительно сухое, достаточно жаркое лето. Зимой может выпадать снег, но без образования снежного покрова. У нас в стране близкий к такому климат на Южном берегу Крыма. Так, например, в районе Ялты средняя температура июля 24°C, января 4°C, годовая сумма осадков 600 мм, но за летние месяцы выпадает 230 мм. Климат на Черноморском побережье Кавказа севернее Туапсе приближается к средиземноморскому в меньшей степени.
Средиземноморский климат (по Алисову) наблюдается и за пределами Средиземноморья: на побережьях штатов Калифорния, Орегон и Вашингтон в США, в Южной Австралии, Южной Африке (Капский п-ов). В районах со средиземноморским климатом своеобразная растительность, сочетающая засухоустойчивые виды и вечнозеленые деревья и кустарники.
6.8. Каковы отличительные черты континентального климата?
Основной чертой континентальности климата является большая амплитуда колебаний температуры между зимой и летом. В умеренных широтах континентальный климат отличается большой суровостью зимы и более жарким по сравнению с климатом морских побережий или океанских островов летом. Вторая отличительная черта континентальности климата – ограниченность количества осадков и часто недостаточность последних в те или иные сезоны или в целом за год. Однако распределение осадков – не определяющий признак континентальности климата; рельеф и особенности атмосферной циркуляции могут существенно влиять на осадки и режим температуры, искажая общую картину условий погоды, характерных для данной местности. В горах во внутренних континентальных областях осадков иногда выпадает больше, чем на побережьях; известны также засушливые области на берегу океана, такие, как пустыня Атакама в Чили, где протекающее вдоль берега холодное Перуанское течение умеряет летнюю жару и годовая амплитуда температуры очень невелика – всего 5-6°C, осадков же выпадает в условиях преобладания антициклонической циркуляции и постоянства сухих ветров юго-западного пассата ничтожное количество.
6.9. Что такое индекс континентальности?
Индексом континентальности называют числовую характеристику климата, указывающую степень его континентальности. Известно несколько вариантов вычисления этого индекса, предложенных различными авторами. Все они основаны на учете годовой амплитуды температуры, функцией которой и является индекс континентальности K . Например, по Горчинскому,
; по Хромову,
; где А - годовая амплитуда температуры; φ – географическая широта места.
Значения индекса континентальности по Горчинскому выражаются двузначными числами, возрастающими с увеличением континентальности. Теоретически они могут изменяться от нуля до бесконечности. Индекс континентальности по Хромову обычно положителен и составляет доли единицы, а его предельное максимальное значение равно единице (что возможно только на экваторе). В случае морского климата индекс континентальности может иметь даже отрицательное значение.
6.10. Где климат более континентальный – в северном полушарии или в южном?
Решающее преобладание океана над сушей в южном полушарии делает климат южного полушария гораздо менее континентальным, чем климат северного; исключение составляет лишь Антарктика, где картина становится прямо противоположной в связи с существованием континента у Южного полюса.
Хотя в целом северное полушарие теплее южного и средняя температура воды в океанах северного полушария также на 2°C теплее, чем в океанах южного полушария, зима в южном полушарии более мягкая, чем в северном полушарии в поясе между широтами от 30 до 70°. Средние зональные температуры воздуха в северном полушарии выше, чем в южном, на всех широтах, за исключением пояса между 60 и 50°. Это видно из следующей таблицы (А. С. Монин, Ю. А. Шишков, 1979).
6.11. Что такое географические климатические зоны?
На поверхности нашей планеты выделены географические зоны на основе учета комплекса характеристик: геоботанической, тепловой, энергетической, условий увлажнения. Географических зон, согласно такой классификации, насчитывается 13: с отрицательным радиационным балансом – одна (вечный снег); с радиационным балансом до 209 103 Дж/(год см2 ) – четыре (арктическая пустыня; тундра – тайга – смешанные леса – лиственный лес и лесостепь; степь; полупустыня умеренного пояса, пустыня умеренного пояса); с радиационным балансом от 209 103 до 314 103 Дж/ (год см2 ) – четыре (субтропические болота и дождевые леса; жестколистные субтропические леса и субтропическая степь; субтропическая полупустыня; субтропическая пустыня); с радиационным балансом больше 314 103 Дж/(год см2 ) – четыре (экваториальные болота и леса; сухая саванна; опустыненная саванна; тропическая пустыня). Указанная классификация географических климатических зон предложена А. А. Григорьевым и М. И. Будыко (1962). Она достаточно полно и детально характеризует все разнообразие географических зон земного шара, давая каждой из них объективные количественные критерии наряду с качественными характеристиками.
6.12. Каковы объективные показатели различных геоботанических зон?
Хотя распределение растительности по поверхности земного шара само по себе – убедительный довод в пользу выделения геоботанических зон: тундры, лесов, степей, полупустынь и пустынь, – для каждой из зон можно указать и количественные критерии, характеризующие их климатические особенности, которые в конечном счете и определяют условия развития растительности. Один из таких критериев – предложенный М. И. Будыко (1955) радиационный индекс сухости, представляющий собой безразмерную величину – отношение радиационного баланса земной поверхности к затратам тепла на испарение годовой суммы осадков R/Lr, где R – радиационный баланс Дж/ (год см2 ), L - теплота испарения воды, r – годовая сумма выпадающих осадков.
Геоботанической зоне тундры соответствуют значения индекса меньшие 0,35, леса – от 0,35 до 1, степи – от 1 до 2, полупустыни – от 2 до 3, пустыни – большие 3.
Более детальное деление лесной зоны на тропическую, влажной саванны, субтропическую, лиственную умеренных широт и хвойную, а степной зоны – на саванну, степь (прерию) возможно по дополнительному показателю – радиационному балансу R, значения которого могут колебаться от 0 до 418 103 Дж/(год см2 ).