big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Условия увлажнения на Земле

Объяснять формирование природной зональности и разнообразных климатов на Земле только сочетанием определенных тепловых условий было бы неправильно.

Не меньшую, а, пожалуй, даже большую роль в природных процессах играют условия увлажнения. Эти условия определяются двумя факторами: количеством выпадающих осадков и скоростью или интенсивностью их испарения. Распределение осадков по земному шару в принципе связано с географической зональностью. Среднее их количество убывает от экватора к полюсам. Однако в отличие от температуры воздуха эта закономерность существенно нарушается географическими и климатическими условиями. Во-первых, горные цепи, протянувшиеся как в меридиональном, так и широтном направлениях, препятствуя свободной циркуляции воздуха, движущегося с океанов, задерживают большую часть осадков на наветренных склонах, образуя с подветренной стороны обширные зоны пустынь или полупустынь. Во-вторых, установившаяся на земном шаре общая циркуляция атмосферы такова, что в зонах тропических широт происходит нисходящее движение воздуха из свободной атмосферы к земной поверхности, удаление его от точки насыщения и невероятное иссушение. Поэтому вдоль северного и южного тропиков вместо влажных поясов простираются обширнейшие на Земле пустыни или сухие степи, совершенно искажающие общую картину зональности осадков. Но уже выше тропиков зональность осадков быстро восстанавливается и сохраняется вплоть до самых полюсов. Среди других причин, вызывающих пестроту осадков на Земле, отметим еще большую изменчивость в распределении облачности, из-за чего даже на одной улице может выпадать разное количество осадков. Что же касается второго фактора, определяющего условия увлажнения на земном шаре — испарения, то оно, как мы знаем, целиком регламентируется величиной остаточной радиации.

Если бы поверхность материков была постоянно увлажнена, как это, например, происходит в умеренных широтах весной после таяния снега или круглый год на экваторе, то остаточная радиация почти вся тратилась бы на испарение, Тогда величина испарения на Земле всюду была бы большой, а температура воздуха, наоборот, сравнительно низкой. Высокой была бы и влажность воздуха. Примером может служить распределение температуры, влажности воздуха и испарения на экваторе и в полярных областях Земли. В экваториальной зоне, например, температура воздуха летом и зимой не так уж и высока и равна 26—28 градусам, относительная влажность даже днем редко бывает ниже 60—70 процентов. Такая же примерно картина наблюдается и за Полярным кругом, где летом высокие температуры воздуха отмечаются крайне редко, а воздух всегда насыщен влагой. Не удивительно поэтому, что в этих совершенно различных географических поясах Земли испарение в летние месяцы оказалось почти одинаковым, сравнительно большим по величине. В июле, например, оно на широте Полярного круга и в экваториальной Африке равно 70 мм. Если бы такая картина сохранялась в умеренных и субтропических широтах, тогда ни о какой географической зональности, в современном понимании этого слова, не пришлось бы и говорить. Всюду было бы сравнительно тепло и сыро, леса росли бы от экватора до побережья Арктики, не было бы ни зоны степей, ни пустынь. Величину испарения, а с ним и условия увлажнения на Земле, в этом случае рассчитать не составило бы никакого труда по величине остаточной радиации или суммам температур. Хорошим показателем интенсивности или скорости испарения служило бы отношение остаточной радиации к затратам тепла на испарение. Эту величину называют гидротермическим коэффициентом и иногда используют в географии и метеорологии и в настоящее время. Легко догадаться, что она равна единице в случаях, когда вся остаточная радиация тратится на испарение и превышает единицу, когда на испарение тратится только часть ее. На самом же деле увлажнение земной поверхности убывает с севера на юг до самых тропиков. Поэтому и отношение — за тот или иной период времени возрастает по направлению к югу. В зоне тайги оно близко к 1, в степях равно 2, а в пустынях превышает 3. Иными словами, возможности испарения на юге в несколько раз больше, чем на севере. Возьмем для примера сухую степь.

Солнечной энергией напоено все вокруг. До семидесяти градусов нагрета поверхность почвы, кажется раскаленным высушенный воздух. Но стоит создать в таких условиях орошенное поле или оазис — и все изменится. Станет прохладнее и влажнее. Выжженная земля оживет и зазеленеет. А объясняется все это просто. Ведь воздух в этих краях был раскален, и жара казалась такой невыносимой не потому, что приток тепла от солнца здесь много больше, чем на севере: тут было очень мало влаги. А оросили поле, создали оазис, и значительная часть тепла ушла на испарение. Отсюда вывод — условия увлажнения земной поверхности зависят не только от испарения, но и от количества осадков. Если их много и они выпадают регулярно в течение всего года, условия увлажнения будут одни, а если осадков мало и они носят сезонный характер, то условия увлажнения, а следовательно, и испарения, будут иными. Поэтому для оценки степени засушливости или условий увлажнения, что в принципе одно и то же, принято использовать не гидротермический коэффициент, а отношение суммы остаточной радиации к испарению суммы осадков, выпадающих в данном месте. Эту величину можно назвать и коэффициентом сухости, и показателем увлажнения А. Для каждой природной зоны его определяют по отношению годовой величины остаточной радиации к годовой сумме осадков. Очевидно, что в тех природных зонах, где осадков выпадает больше, чем их может испариться, например в тундре или лесотундре, показатель увлажнения будет меньше единицы. Наоборот, в тех зонах, где осадков выпадает мало, а остаточная радиация велика, например в степях или пустынях, коэффициент А будет намного больше единицы.

Посмотрите, как выглядят условия увлажнения в различных природных зонах (табл. 11).

Итак, физический смысл коэффициента А состоит в том, что он одновременно характеризует как степень увлажнения, так и степень засушливости природной зоны. Если, например, А =0,5, то это означает, что в данном месте остаточная радиация в 2 раза меньше того количества тепла, которое необходимо для испарения годовой суммы осадков. Но этот же коэффициент показывает, что такие условия характерны для очень влажной и сырой зоны. Если осадков выпадает больше, чем их может испариться, образуется излишек влаги, происходит заболачивание почв, увеличивается сток рек, формируется влажный и холодный климат. Одним словом, создаются условия, характерные для зоны избыточного увлажнения. Если же коэффициент А больше единицы, например равен 5, то это означает, что остаточная радиация в этой зоне в 5 раз превосходит количество тепла, которое тратится на испарение выпадающих здесь осадков. Следовательно, в этом месте создаются излишки тепла, почва пересыхает и трескается, среди растений преобладают эфемеры или ксерофиты (неприхотливые жители пустынь), то есть возникают условия, присущие зонам недостаточного увлажнения.

Коэффициент А в этом случае выступает уже не столько в роли географического показателя, характеризующего сухость или засушливость данной зоны, сколько является одним из важнейших составляющих климата. Он характеризует условия увлажнения воздуха, содержание в нем влаги и возможности испарения в данной зоне. А эти показатели широко используются метеорологами и гидрологами уже совсем для других целей, не связанных с вопросами географического районирования. Представим себе, что в сухой, почти безжизненной зоне надо построить канал, как это было, например, в пустыне Кара-Кум. Для того чтобы приступить к этой работе, надо было знать, сколько же воды будет испаряться с его поверхности за день, неделю, месяц или сезон. Как много воды необходимо отвести у Аму-Дарьи для поддержания постоянного водоснабжения Каракумского канала? А сколько необходимо забирать воды на орошение земель, отвоеванных у среднеазиатских пустынь? Да мало ли практических вопросов возникает постоянно у строителей, гидрогеологов, мелиораторов, агрономов и специалистов других профессий, работающих, скажем, в сухих степях или пустынях, строящих там города, занимающихся водоснабжением или мелиорацией.

Для решения всех этих вопросов необходимо знать такие климатические характеристики, как дефицит или относительная влажность воздуха, испаряемость и т. п. Но главное, возможные энергетические ресурсы, баланс тепла и влаги. И основным показателем всех этих характеристик является соотношение между остаточной радиацией и затратами тепла на испарение осадков.

Коэффициент А является важнейшим физическим показателем развития многих природных процессов.

Интенсивность же развития этих процессов будет определиться, как мы увидим дальше, еще и самой величиной остаточной радиации. Иначе говоря, если географическая зональность на Земле может быть установлена только по одному показателю увлажнения, то для оценки интенсивности развития тех или иных природных процессов в каждой зоне должна быть известна еще абсолютная величина остаточной радиации.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.