Климат
Кли'мат (от греч. klíma, родительный падеж klímatos, буквально — наклон; подразумевается наклон земной поверхности к солнечным лучам), многолетний режим погоды, свойственный той или иной местности на Земле и являющийся одной из ее географических характеристик. При этом под многолетним режимом понимается совокупность всех условий погоды в данной местности за период в несколько десятков лет; типичная годовая смена этих условий и возможные отклонения от нее в отдельные годы; сочетания условий погоды, характерные для различных ее аномалий (засухи, дождевые периоды, похолодания и прочее). Около середины 20 в. понятие К., относившееся ранее только к условиям у земной поверхности, было распространенно и на высокие слои атмосферы.
Условия формирования и эволюция климата. Основные характеристики К. Для выявления особенностей климата, как типичных, так и редко наблюдаемых, необходимы многолетние ряды метеорологических наблюдений. В умеренных широтах используются 25—50-летние ряды; в тропиках их длительность может быть меньше; иногда (например, для Антарктиды, высоких слоев атмосферы) приходится ограничиваться менее продолжительными наблюдениями, учитывая, что последующий опыт может внести уточнения в предварительные представления.
При изучении К. океанов, помимо наблюдений на островах, используют сведения, полученные в разное время на судах в том или ином участке акватории, и регулярные наблюдения на кораблях погоды.
Климатические характеристики представляют собой статистические выводы из многолетних рядов наблюдений, прежде всего над следующими основными метеорологическими элементами: атмосферным давлением, скоростью и направлением ветра, температурой и влажностью воздуха, облачностью и атмосферными осадками. Учитывают также продолжительность солнечной радиации, дальность видимости, температуру верхних слоев почвы и водоёмов, испарение воды с земной поверхности в атмосферу, высоту и состояние снежного покрова, различные атм. явления и наземные гидрометеоры (росу, гололёд, туманы, грозы, метели и пр.). В 20 в. в число климатических показателей вошли характеристики элементов теплового баланса земной поверхности, таких, как суммарная солнечная радиация, радиационный баланс, величины теплообмена между земной поверхностью и атмосферой, затраты тепла на испарение.
Характеристики К. свободной атмосферы (см. Аэроклиматология) относятся преимущественно к атмосферному давлению, ветру, температуре и влажности воздуха; к ним присоединяются и данные по радиации.
Многолетние средние значения метеорологических элементов (годовые, сезонные, месячные, суточные и т.д.) их суммы, повторяемости и прочие носят название климатических норм; соответствующие величины для отдельных дней, месяцев, лет и прочее рассматриваются как отклонение от этих норм. Для характеристики К. применяются также комплексные показатели, т. е. функции нескольких элементов: различные коэффициенты, факторы, индексы (например, континентальности, засушливости, увлажнения) и пр.
Специальные показатели К. применяются в прикладных отраслях климатологии (например, суммы температур вегетационного периода в агроклиматологии, эффективные температуры в биоклиматологии и технической климатологии, градусо-дни в расчётах отопительных систем и пр.).
В 20 в. возникли представления о микроклимате, К. приземного слоя воздуха, местном климате и др., а также о макроклимате — К. территорий планетарного масштаба. Существуют также понятия «К. почвы» и «К. растений» (фитоклимат), характеризующие среду обитания растений. Широкую популярность получил также термин «городской климат», поскольку современный большой город существенно влияет на свой К.
Основные процессы, формирующие К. Климатические условия на Земле создаются в результате следующих основных взаимосвязанных, циклов геофизических процессов глобального масштаба: теплооборота, влагооборота и общей циркуляции атмосферы.
Теплооборот слагается из притока к Земле электромагнитной солнечной радиации, лучистая энергия которой при поглощении радиации в атмосфере и на земной поверхности переходит в теплоту; из обмена теплотой между атмосферой и земной поверхностью путем длинноволнового излучения, теплопроводности и фазовых преобразований воды (затраты теплоты почвой и водоемами на испарение воды и освобождение скрытой теплоты испарения при конденсации в атмосфере); из перераспределения теплоты на Земле путём переноса её воздушными и океаническими течениями; из отдачи как отражённой и рассеянной солнечной радиации, так и собственного длинноволнового излучения Земли и атмосферы в космическое пространство (см. также статьи Теплообмен в атмосфере, Теплообмен в море
Влагооборот заключается в испарении воды в атмосферу с водоёмов и суши, включая и транспирацию растений; в переносе водяного пара в высокие слои атмосферы (см. Конвекция), а также воздушными течениями общей циркуляции атмосферы; в конденсации водяного пара в виде облаков и туманов; в переносе облаков воздушными течениями и в выпадении из них осадков; в стоке выпавших осадков и в новом их испарении, и т.д. (см. Влагооборот).
Общая циркуляция атмосферы создаёт в основном режим ветра. С переносом воздушных масс общей циркуляцией связан глобальный перенос теплоты и влаги, Местные атмосферные циркуляции (бризы, горно-долинные ветры и пр.) создают перенос воздуха лишь над ограниченными районами земной поверхности, налагающийся на общую циркуляцию и влияющий на климатические условия в этих районах (см. Циркуляция атмосферы).
Воздействие географических факторов на К. Климатообразующие процессы происходят при воздействии ряда географических факторов, основными из которых являются: 1) Географическая широта, определяющая зональность и сезонность в распределении приходящей к Земле солнечной радиации, а с нею и температуры воздуха, атмосферного давления и пр.; широта влияет на условия ветра и непосредственно, поскольку от неё зависит отклоняющая сила вращения Земли. 2) Высота над уровнем моря. Климатические условия в свободной атмосфере и в горах меняются в зависимости от высоты. Сравнительно малые различия в высоте, измеряемые сотнями и тысячами м, эквивалентны в своём влиянии на К. широтным расстояниям в тысячи км. В связи с этим в горах прослеживаются высотные климатические пояса (см. Высотная поясность). 3) Распределение суши и моря. Вследствие различных условий распространения тепла в верхних слоях почвы и воды и благодаря разной их поглощательной способности создаются различия между К. материков и океанов. Общая циркуляция атмосферы приводит затем к тому, что условия морского К. распространяются с воздушными течениями в глубь материков, а условия континентального К. — на соседние части океанов, 4) Орография. Горные хребты и массивы с различной экспозицией склонов создают крупные возмущения в распределении воздушных течений, температуры воздуха, облачности, осадков и пр. 5) Океанические течения. Теплые течения, попадая в высокие широты, отдают теплоту в атмосферу; холодные течения, продвигаясь к низким широтам, охлаждают атмосферу. Течения влияют и на влагооборот, содействуя или препятствуя образованию облаков и туманов, и на атмосферную циркуляцию, поскольку последняя зависит от температурных условий. 6) Характер почвы, в особенности её отражательная способность (альбедо) и влажность. 7) Растительный покров в определённой степени влияет на поглощение и отдачу радиации, увлажнение и ветер, 8) Снежный и ледовый покров. Сезонный снежный покров над сушей, морские льды, постоянный ледовый и снежный покров таких территорий как Гренландия и Антарктида, фирновые поля и ледники в горах существенно влияют на температурный режим, условия ветра, облачности, увлажнения. 9) Состав воздуха. Естественным путём за короткие периоды он существенно не меняется, если не считать спорадических влияний вулканических извержений или лесных пожаров. Однако в промышленных районах отмечается повышение содержания углекислого газа от сжигания топлива и загрязнение воздуха газовыми и аэрозольными отходами производства и транспорта.