Генетическая классификация климатов Б.П. Алисова

В основу генетической классификации климатов Б. П. Алисова положены географические типы воздушных масс и их циркуляция. Разделение Земли на климатические пояса связано с условиями формирования климатов, которые определяются циркуляцией воздушных масс.

В каждом полушарии выделяются четыре основных климатических пояса:

• 1) экваториального воздуха,
• 2) тропического воздуха,
• 3) воздуха умеренных широт,
• 4) арктического (антарктического) воздуха

В каждом поясе под влиянием суши и моря формируются континентальные и морские подтипы воздушных масс и климатов. Полная система Б. П. Алисова включает следующие климаты:

I. Жаркие климаты

1.1 Экваториальный климат жаркий и равномерно влажный. Он свойствен внутренней Амазонии, бассейну Конго (Заира) и побережью Гвинейского залива, полуострову Малакка, Зондским островам и острову Новая Гвинея.

К числу основных климатообразующих процессов относится радиационный баланс (остаточное тепло). На материках он колеблется от 2510 до 4190 МДж/м² (60−100 ккал/см²) в год, на океанах — от 4190 до 5010 МДж/м² (100−120 ккал/см²) в год. Это меньше, чем в тропических широтах. Почти отсутствуют сезонные колебания солнечной радиации. Гораздо больше, чем остаточная радиация, воздух нагревает скрытая теплота парообразования — до 4190−5850 МДж/м² (100−140 ккал/см²)в год. Этот источник тепла поддерживает равномерный ход температуры в течение года и суток.

Циркуляция атмосферы в экваториальном поясе состоит из двух звеньев: 1) конвергенции пассатов и 2) восходящих токов (вертикальной конвекции).

Взаимодействие воздушных масс тропических и экваториальной зон определяет характер влагооборота: пар поступает с двух огромных тропических зон и конденсируется в восходящих токах в сравнительно узкой приэкваториальной полосе. Естественно, что здесь выпадает большое, в среднем около 2000 мм, количество осадков. Влажность воздуха в экваториальном климате колеблется от 81 до 85%, а годовая сумма осадков составляет около 2414 мм (Сингапур).

1.2 Тропический климат. Типичный тропический климат жаркий и сухой, пустынный. Вариации взаимодействия системы «океан — атмосфера — материк» обусловливают резко выраженную западно-восточную диссимметрию тропической природы зоны.

Выделяются следующие вариации тропического климата:

• 1) типичные пустынные климаты свойственны центральным материковым регионам;
• 2) морская разновидность пустынного климата, свойственная западным берегам материков;
• 3) влажные тропические лесные и саванновые климаты, присущие восточным побережьям материков.

Солнечная радиация в пределах тропического климата весьма значительна: на материках 7530−8380 МДж/м² в год, на океанах — 6800 МДж/м² (160 ккал/см²) в год. Радиационный баланс на суше ниже, чем на океанах — 2510 МДж/м² (60 ккал/см²) в год. Это объясняется тем, что 70% и более радиационного тепла расходуется на нагревание песков пустынь и затем из-за высокого альбедо песков и безоблачного неба непроизводительно излучается за пределы Земли. Основной аккумулятор тепловой энергии — вода — здесь отсутствует. Пустыни — это то области охлаждения атмосферы и географической оболочки.

Характерна антициклональная атмосферная циркуляция. Опускающиеся воздушные массы адиабатически нагреваются и иссушаются. Высокое атмосферное давление и радиальное растекание воздуха препятствуют проникновению воздушных масс с океана в западный и центральный секторы. Система «океан — атмосфера — материк» работает не на пользу этих секторов материка. Типичные черты тропического климата — жара, большая амплитуда температуры и сухость. Большие области оконтурены изотермой июля 30 °C, иногда средняя июльская температура поднимается до 36,3° (Барбара) и даже 39⁰С (в Долине Смерти). Зимой температура составляет 10−20°С. Средняя годовая амплитуда около 20 °C. Гораздо больше суточная, она может достигать 40 °C в воздухе и 80 °C на поверхности песка. На равнинах температура иногда падает до — 5 °C, а в горах Тибести до — 18 °C. Осадков не только мало, но и выпадают они далеко не каждый год, часто их не бывает по нескольку лет подряд.

Климат западных окраин материков (морская разновидность пустынного климата) обусловлен холодными течениями, обратной стратификацией воздуха и пассатной циркуляцией, уносящей водяной пар от материка в океан.

В восточных регионах материков тропических поясов — на берегах Карибского моря, в восточном Индостане, в районе Рио-де-Жанейро, в Юго-Восточной Африке и Восточной Австралии — климат влажный тропический. Сюда поступают морские воздушные массы пассатов, и осадков выпадает значительное количество. В Рио-де-Жанейро годовая сумма осадков составляет примерно 1099 мм и дожди идут в каждом месяце.

Температура воздуха выше в Рио-де-Жанейро в январе составляет 25,8°С, в июле 20,4°С.

1.3 Субэкваториальный (субэкваториальных муссонов, или саванновый) климат Субэкваториальный климат как бы составлен из двух самостоятельных климатических режимов: экваториального в июльскую часть года в северном полушарии и тропического в противоположных сезонах. Поэтому самая характерная его черта — резкое разделение на два сезона: сезон дождей и сухой сезон. Влажность воздуха в субэкваториальном климате составляет 70 и 87%, годовая сумма осадков 1880 мм.

Продолжительность сухого периода в субэкваториальном поясе составляет от одного месяца на границе с экваториальным климатом до 11 месяцев на границе с тропическими пустынями.

II. Субтропические климаты Субтропические климаты находятся между 25 и 40° с.ш. и ю.ш., в поясе субтропической переменной циркуляции. Для них характерна смена климатического режима по сезонам: летом господствует тропический воздух с высоким атмосферным давлением и стоит сухая погода, а зимой в эти широты распространяется умеренный воздух с низким давлением и среднеевропейской погодой.

Южная (в северном полушарии) граница субтропических широт обозначается южным пределом зимнего распространения умеренных воздушных масс или январским положением умеренного фронта. Северная граница субтропиков проходит по северному пределу тульского положения тропического воздуха, или Тропического максимума, или, наконец, по июльскому положению умеренного фронта. Субтропики, таким образом, нельзя считать полосой постепенного перехода от умеренных климатов к тропическим. Это — широты с характерной только для них сезонной сменой умеренного и тропического воздуха.

Суммарная солнечная радиация в субтропиках составляет 7510—5850 МДж/м² (180—140 ккал/см²⁾ в год, то есть близка к средней для всей Земли. Здесь нет избытка тепла, как в жарком поясе, но нет и отрицательного зимнего баланса, как в умеренном. Фактические температуры соответствуют солярным.

Циркуляция атмосферы зимой преимущественно циклопическая, часто проникают относительно холодные воздушные массы из умеренных широт.

Влагооборот характеризуется резко выраженной сезонностью: осадки выпадают зимой, лето сухое (кроме муссонных).

В субтропическом поясе северного полушария начинается наибольшее долготное простирание материков; оно вызывает долготную дифференциацию климатического пояса. Формируются три региона: западный, центральный и восточный.

Западным регионам субтропической зоны свойствен средиземноморский климат — Атлас, Южная Европа, Передняя Азия, районы Сан-Франциско, Сантьяго, Кейптауна и Юго-Западной Австралии, Южный берег Крыма, Черноморское побережье в районе города Туапсе (Россия).

Для внутриматериковых областей — восточная Турция, Иран, юг Средней Азии, Гоби, юг среднего Запада США, степи Аргентины — характерен климат сухих субтропиков. От средиземноморского он отличается нарастанием аридности и континентальности.

На восточных окраинах материков — в среднем Китае и на Юго-Востоке США — субтропики влажные. Близок к ним климат Ла-Платы. Во все месяцы выпадают дожди: зимой за счет циклонической циркуляции воздуха на умеренном фронте (в условиях муссона с суши), летом из воздуха морского муссона.

III. Умеренные климаты Южная граница умеренного климатического пояса проходит по летнему пределу тропического максимума, приблизительно около 40° с.ш. и ю.ш. Северная граница совпадает с зимним положением Арктического фронта, примерно с южной границей тундры, около полярных кругов.

В умеренный пояс входят, Европа, кроме средиземноморских полуостровов, Азия к северу от линии Кара-Богаз-Гол — середина острова Хонсю и до тундровой зоны, Северная Америка от параллели устья Миссури до широты середины Гудзонова залива. В южном полушарии в умеренном климате находятся только юг Южной Америки и Южный остров Новой Зеландии.

Ограничимся характеристикой северного умеренного пояса.

Радиационный баланс в умеренном поясе снижается до 1257 и 837 МДж/м² (30 и 20 ккал/см²) в год. Очень существенна сезонная разница радиационного режима: летом баланс около 251 МДж/м² (6 ккал/см²) в месяц, немногим меньше тропического, а зимой он отрицательный, около 41,9 МДж/м² (1 ккал/см2) в месяц. Зимой умеренный пояс не обходится своим радиационным теплом; большую роль играет адвекция тепла из тропических широт. Тепло переносится атмосферой и гидросферой. Основная масса его поступает на океан и периферийные территории, центральные области выхолаживаются.

В циркуляции атмосферы главное — западный перенос воздушных масс, циклоническая и антициклоническая деятельность и вторжение в средние широты как арктического, так и тропического воздуха. Все три воздушные массы — умеренные, арктические и тропические — бывают и континентальными и морскими.

С падением радиационного тепла в умеренном поясе уменьшаются испарение и общий объем влагооборота. На большей площади умеренного пояса выпадает 500−400 мм осадков, территориальное их распределение характеризуется последовательным уменьшением вглубь суши. Во внутренних районах, составляющих большую часть пояса, выпадает снег и образуется устойчивый, сохраняющийся до полугода снежный покров.

В северном умеренном поясе выделяются следующие климаты:

• 1. Морской, или западноевропейский, или широколиственных лесов, или, наконец, климат дуба. Он характерен для Западной Европы, прибрежной полосы Северо-Западной Америки от Аляски до Сан-Франциско и для юга Чили.
• 2. Материковый, или климат тайги. Формируется в Евразии от Швеции до Енисея, в Америке — в лесных континентальных штатах Канады и США.
• 3. За Енисеем, в Восточной Сибири образуется единственная на Земле провинция резко континентального умеренного климата. Адвекция тепла и влаги с океана здесь наименьшая в силу огромных размеров Евразии. Материк зимой выхолаживается, образуется отрицательная температурная аномалия до — 22 °C и создается мощный термический антициклон. Стоит безоблачная ясная малоснежная зима с морозами до — 64 °C. Огромная область оконтурена изотермами января в — 30, — 36 и даже — 40 °C. Осадков меньше 200 мм; снежный покров тонкий, грунт глубоко промерзает, вечная мерзлота имеет мощность от 70 до 800 м.
• 4. Аридный умеренный климат формируется внутри северных материков в Евразии к югу, а в Америке к западу от лесной зоны. Климат здесь постепенно меняется в сторону засушливости, леса сменяются степями, полупустынями и пустынями.
• 5. Муссонный климат умеренных широт, или дальневосточных лесов, типично выражен на восточной периферии Азии.

IV. Холодные климаты Холодным, или субарктическим (субантарктическим), или тундровым, называется климат переменной циркуляции, при которой летом господствует умеренный воздух, а зимой арктический. Холодный климат распадается на две разновидности: материковый и морской. I.

• 1. Субарктический материковый тундровый климат присущ большим площадям полярных окраин Евразии и Северной Америки. Южная граница этого пояса проходит по 68° с.ш., то есть по изотерме 10 °C, а с климатом ледовой зоны — по изотерме 00С самого теплого месяца. Ландшафтные границы субарктического пояса совпадают с пределами тундры. Остаточная солнечная радиация в тундровой зоне в годовом выводе положительная, от 209 до 419 МДж/м2 (от 5 до 10 ккал/см2) в год. Но это только за счет двух-трех летних месяцев; большую часть года баланс отрицательный. Циркуляция атмосферы кроме уже известных перемещений арктического и умеренного воздуха заключается еще и в муссонной тенденции: зимой господствуют ветры с суши, летом преобладают ветры северных направлений. Это снижает температуру. Тепловой режим поддерживается адвекцией тепла атмосферой и гидросферой, особенно в западных районах. Лето короткое и прохладное, безморозный период меньше 90 дней, зима продолжительная и холодная: температура января от — 6° на Мурманском берегу до — 400C в устье Лены. Осадков немного: от 300 мм на западе до 100 мм в Восточной Сибири. Но испарение еще меньше. Атмосферное увлажнение избыточное. Грунт охвачен вечной мерзлотой.
• 2. Океанический тундровый климат присущ островам: Командорским и Алеутским в северном полушарии, Кергелену, Южным Оркнейским, Южной Георгии и Фолклендским в южном. Океанический тундровый климат на островах распространяется до 500 с. ш. и ю.ш. Это обусловлено холодными течениями. Климат ровный: зима теплая, около — 3, — 40С, лето прохладное, ниже 10 °C. Осадков много, 400 мм; большая, до 80−90%, облачность во все месяцы; часты туманы, воздух сырой, много дней с дождем, почти всегда ветрено.

V. Климаты вечного мороза Выделяются Арктический и Антарктический климаты. Основные климатические процессы в ледовых зонах существенно иные, чем в умеренных. Зимой солнечного освещения вообще нет, а летом оно круглосуточно. Снежная поверхность имеет высокое альбедо и действует па тропосферу охлаждающе.

Летом, в течение 1−2 месяцев, при незаходящем Солнце баланс положителен, 20,9−41.9 МДж/м² (0−1,0 ккал/см²) в месяц. Остальные 10−11 месяцев земля только излучает. Дефицит солнечного тепла до 3350 МДж/м² (80 ккал/см²) в год. При таком радиационном балансе основным источником атмосферного тепла служит циркуляция атмосферы и гидросферы. Она доставляет 3350 — МДж/м² (80−100 ккал/см²) в год. Воздух в климатах вечного мороза обычно теплее, чем подстилающая снежная поверхность. В Антарктиде, например, температура воздуха близ снега падает до — 90⁰С.

Условия адвекции тепла в Арктике и Антарктике различны. В Арктике тропосфера получает от воды непосредственно и через морской лед около 167 МДж/м² (4 ккал/см²) в год, Антарктида лишена этого тепла.

Летом средняя температура воздуха в Арктике около 0 °C, а на побережьях достигает 5 °C, в Антарктиде — около — 30°, — 35° С.

В январе в центральной Арктике — 40 ⁰С, на побережье материка 30 °C, а на приатлантических островах температура поднимается до — 16 °C (Шпицберген). И только над Гренландией устойчивый антициклон понижает температуру июля до — 14°, а января до — 49 °C.

Климат Антарктиды — самый холодный на всей Земле. В Восточной Антарктиде, на станции Восток температура января (лето) — 32°, августа (зима) -71°С. На побережье несколько мягче: в Мирном в январе — 2°. в августе — 18 °C.

Описанные зональные климаты свойственны низменностям, возвышенностям и невысоким плато. В горах климатические условия изменяются с высотой, образуя вертикальную поясность.