Атмосфера и климат

Атмосфера – это газовая (воздушная) оболочка Земли. Она является вторым по силе и возрасту компонентом ландшафта, влияющим на раз­витие и формирование ПТК. Атмосфера имеет слоистое строение. От поверхности земли до высоты 7-18 км простирается тропосфера, стратосфера простирается до высоты 50 км, мезосфера – до 85 км, термосфера – до 300 км и экзосфера – до 1000 км. В пределах 50-80 км прослеживается озоновый слой, защищающий живые организмы Земли от ультрафиолетового облучения.

Наибольшее ландшафтоформирующее значение имеет тропосфера и, главным образом, ее нижние слои. Тропосфера содержит 80% воздуха и весь водяной пар. Температура тропосферы понижается на 0,65° на каждые 100 м подъема. Нижний слой тропосферы (500-1500 м) на контакте с земной корой называется пограничным слоем атмосферы, отличающимся большим запылением и содержанием микроорганизмов. В этом слое турбу­лентный обмен оказывает заметное влияние на ветер и суточный ход ме­теорологических элементов. Нижние несколько десятков метров выделя­ются под названием приземного слоя атмосферы, вследствие непосредст­венной близости к дневной поверхности Земли. Состав воздуха у земной поверхности – 78% азота и 21% кислорода, доли процента составляют озон, аргон и углекислый газ. В атмосфере присутствует пыль и вода в виде ка­пелек и кристаллов. По составу воздуха, вертикальному строению, суточ­ной и сезонной цикличности атмосфера изменяется медленно и является относительно стабильным компонентом.

Обязательными условиями образования ледников являются вода и отри­цательная температура воздуха. В тропосфере Земли есть слой с положи­тельным балансом твердых осадков – хионосфера. При соприкосновении поверхности Земли с хионосферой на ней происходит накопление снега и образование в дальнейшем ледников. Высота хионосферы над поверхно­стью Земли определяет высоту снеговой линии гор. Открытие гляциологами хионосферы по-новому объясняет многие процессы, связанные с обра­зованием ледников и ледовых покровов Земли. Понятным становится взаи­мосвязь ледниковых эпох с эпохами горообразования. Тектонические под­нятия земной коры, соприкосновение её поверхности с хионосферой вызы­вают аккумуляцию твёрдых осадков и образование ледников.

Ледниковые покровы, отнимая из атмосферы воду, иссушают ее, делают климат более континентальным. В связи с этим появляются аридные ре­гионы степей и сухих пустынь. Одновременно происходило похолодание атмосферы Земли. Понятным становится местонахождение на земле круп­нейших ледовых образований – Антарктиды и Гренландии. Во-первых, эти ледниковые покровы приурочены к горам. Во-вторых, они сформированы вблизи от открытой водной поверхности, которая постоянно снабжает и пополняет ледники водой.

В нижних слоях тропосферы формируется погода с ее суточными и се­зонными режимами изменения температуры, осадков, влажности, давле­ния, облачности и т.д. В течение многих лет наблюдаемый режим погоды данного места называется климатом. Он регистрируется в течение ряда лет с последующим определением наиболее вероятных, средних макси­мальных и минимальных величин. На температуру и влажность атмосферы влияют радиационный (тепловой) и водный балансы, перемещение воз­душных масс с их влажностью, теплом и осадками.

Радиационный баланс – это разность количества прямой и рассеянной солнечной радиации, поглощаемой земной поверхностью и эффективным излучением этой поверхности. Излучение земной поверхности складывает­ся из дневного отражения и ночного теплового излучения Земли.

Радиационный баланс может существенно меняться в зависимости от альбедо земной поверхности, то есть от отношения отраженной к посту­пившей солнечной световой энергии, выраженной в долях единицы. Наи­большее альбедо (0,8-0,9) имеют сухой снег, отложения солей; средние значения альбедо – растительность; наименьшие – водные объекты (во­доемы и водонасыщенные поверхности) – 0,1-0,2. Альбедо влияет на не­одинаковую обеспеченность солнечной энергией разнокачественных по­верхностей Земли и прилегающего к ней воздуха: полюсов и экватора, суши и океана, различных частей суши в зависимости характера поверхности и т.д.

Вследствие неравномерного нагрева атмосферы в ней возникает общая циркуляция и ряд местных (локальных) циркуляций. Общая циркуляция приводит к обмену воздуха между различными широтами и областями Земли. Она осуществляется в форме циклонической деятельности, то есть с помощью атмосферных возмущений – циклонов и антициклонов. Под влиянием радиационных условий и циклонической деятельности происхо­дит расчленение тропосферы в горизонтальном направлении на отдельные массы воздуха с разграничивающими их фронтами. Количественное соот­ношение климатообразователей и их распределение по поверхности Земли определяют следующие литогенные свойства Земли:

1) шарообразность, вращение литосферы, наклон оси вращения к плоскости эклиптики – широтную неравномерность поступления солнечной энергии и глобальную циркуляцию атмосферы;

2) мегарельеф Земли: размеры, форма, размещение континентальных вы­ступов и океанических впадин, высота, размещение горных хребтов и плат­форменных равнин с их тектоническим режимом, отрицательные и положи­тельные макро-, мезо-, микроформы рельефа – температуру и направление океанических течений, циклонально-антицикло-нальную деятельность, фор­мирование и распространение воздушных масс, развитие денудационно-аккумулятивных процессов и связанной с ними оводненности территорий;

3) литологический состав и характер поверхности горных пород и отложе­ний, в том числе ледниковых – распространение растительности и вод суши.

Именно этим объясняется, что климатические рубежи контролируются и совпадают с литогенными рубежами. Местный климат зависит от всех

компонентов ПТК при ведущем влиянии литогенной основы. Относительно однородный климат географических поясов, ландшафтных зон, ландшафт­ных стран и областей можно называть макроклиматом, климат отдельных ландшафтов и ландшафтных местностей – мезоклиматом, метеорологиче­ские показатели приземного слоя воздуха ландшафтных урочищ, подурочищ и фаций – микроклиматом.

Климат оказывает влияние не только на воды ПТК, растительность и жи­вотный мир, но и на экзогенные формы рельефа, литологический состав отложений. Например, формы рельефа гумидного климата имеют плавные очертания, глубокий профиль почв и рыхлых отложений, так как обильные атмосферные осадки вызывают интенсивное химическое выветривание, а пышно развитый сплошной растительный покров связывает раздробленные горные породы, добавляет в них органические материалы и препятствует развитию эрозии.

Напротив, в аридном климате формы рельефа более резкие, без развитых почв, с маломощным слоем мелкозема на поверхности скальных пород. В аридных регионах недостаток осадков и растительности определяет менее глубокое выветривание: во время наблюдаемых здесь сильных штормов и бурь происходит быстрая эрозия измельченного материала. Таким образом, различия климата влияют не только на характер растительности, но и на выветривание горных пород, почвообразование и рельеф. Поэтому не только воды, растительность и животный мир, но и формы экзогенного рельефа отражают и индицируют климат регионов и ПТК.

Когда говорят о водообеспеченности регионов и ПТК различного ранга, обычно оперируют соотношением количества осадков и испарения, упуская из вида важнейшую составляющую водного баланса – сток. На низменных и низких равнинах, во впадинах рельефа различной величины происходит водонакопление из-за замедленного стока, что выражается в заболоченно­сти, заозеренности, близком от дневной поверхности зеркале грунтовых вод. Водонасыщенные ландшафты одновременно влияют на влажность воздушных масс и тепловой баланс. Это приводит к формированию на од­ной широте и рядом таких относительно «сухих» ландшафтов, как Белогор-ский материк и оводненной Сургутской заболоченной и заозеренной низ­менности (Западная Сибирь).

Другим литогенным климатоформирующим фактором является вечная мерзлота, которая сформировалась в экстраконтинентальном климате Вос­точной Сибири и образовала обширный, холодный ареал криолитозоны с постоянным антициклоном над ней.