Климат это в экологии кратко

Обновлено: 02.07.2024

В доступной широкому кругу читателей форме рассказывается о климате Земли — особенностях его формирования и методах изучения, современном состоянии и вероятных изменениях в ближайшем будущем. Обсуждаются также последствия глобального потепления и возможность человека воздействовать на эти изменения.

О климате

Климатология, как и другие связанные с ней научные дисциплины, находится в полной зависимости от количества и качества наблюдений за климатом нашей планеты.

Известный швейцарский физик В. Паули шутил, что когда он предстанет перед Богом, то спросит Всевышнего о двух вещах: об уравнении объединения всех физических полей и об описании атмосферных процессов.

Окружающая среда — неважно, нравится нам это или нет — определяет стиль и качество нашей повседневной жизни. Трудно назвать какую-либо сферу деятельности человека.

Уже сегодня изменения климата в значительной степени обусловлены стилем, культурой и размахом хозяйственной деятельности человека. Поэтому, говоря о его грядущих изменениях, нужно, прежде всего, получить ответ на вопрос.

Во второй половине XX века человечество как-то незаметно преодолело рубеж, когда объёмы производства и отходов мировой хозяйственной деятельности достигли такого уровня, что их воздействие на окружающую среду оказалось соизмеримо.

Ну вот и закончился наш краткий экскурс по проблемам современного климата. Хочется верить, что Вы, дорогой читатель, стали знать о нем немного больше.

Атмосфера и погода

На планете Земля на разных территориях присутствует определенный климат, зависящий от множества факторов. И благодаря сложившимся окружающим условиям, в них могут существовать определенные организмы и растения. Также от климата зависит то, как будут выглядеть территории на определенном участке земли. Но что на самом деле он из себя представляет и почему играет такую важную роль?

Что такое климат?

Климат – это средняя погода за фиксированный период времени на определенных территориях. Первым термин “klimatos” использовал древнегреческий астроном Гиппарх. В переводе это слово означает “наклон”, и им ученый хотел охарактеризовать угол, под которым солнечные лучи падают на поверхность планеты. В то время считалось, что только из-за разности этого параметра как раз и зависит погода на Земле.

Например, на экваторе угол падения солнечных лучей равен примерно 90 градусов, а ближе к полюсам – 30. Если на экваторе они опускаются прямо, то на полюсах – вскользь. Из-за этого лучи покрывают большую территорию, расходуя на нее то же самое количество тепла. Поэтому и возникает разница в температуре и климате.

Позже под климатом стали подразумевать не угол наклона солнечных лучей, а среднее состояние атмосферы за последние несколько десятков лет. Благодаря этому можно выявить показатели температуры и давления, характерные для выбранной местности и обнаружить отклонения в случае их сильного изменения.

Интересный факт: существуют два понятия: макроклимат и микроклимат. Под первым подразумевается атмосферное состояние материков, морей. океанов и поясов. Микроклимат – это средняя погода на небольшом участке земли.

Понятие о климате

С тех пор, как появилось понятие “климат“, его значение постепенно меняется. Как говорилось выше, изначально под ним подразумевался наклон солнечных лучей к поверхности Земли. Из-за этого люди начали думать, что климат и погодные условия зависят лишь от широты, на которой находится территория. И чем ближе к полюсу планеты, тем температура будет ниже.

Фото с территории Сибири с резко континентальным климатом

Но в средние века, когда люди начали активно путешествовать и преодолевать океаны, исследователи заметили, что на одной широте, в разных местах, климат отличается. В XVIII веке М.В. Ломоносов доказал зависимость погодных условий от особенностей суши и находящихся рядом водоемов.

В 1831 году ученый А. Гумбольд выпустил труд “Космос”, в котором описал зависимость климата от океана и его течений. Во второй половине XX века Н. Блютген пришел к выводу, что правильнее под данным термином подразумевать совокупность всех атмосферных изменений, на которые реагируют органы чувств человека. Примерно в то же время исследователь Ю. Ханн предложил под климатом понимать совокупность всех погод за определенный временной период.

Характеристики климата

На полях и равнинах из-за особенностей климата наиболее сильные ветра

Каким будет климат на определенной территории, определяется на основе нескольких факторов. Ученые выделяют следующие характеристики, которые к нему относятся:

температура верхнего уровня почвы и водоемов;
прозрачность воздуха;
количество солнечных лучей и получаемая от них радиация;
ветер, его направление и скорость;
влажность;
температура в атмосфере;
количество осадков;
облачность;
давление.

От значения каждого из этих параметров зависит, какой климат будет на наблюдаемой территории. Когда ученые начинают изучать особенности местности и погодных условий, они в первую очередь собирают сведения о вышеперечисленных характеристиках.

Монумент в Эквадоре, обозначающий линию экватора

Климат влияет на внешний вид поверхности планеты, на живущих существ. Для человека он играет большую роль, поскольку от благоприятности погодных условий напрямую зависит его образ жизни на данной земле. Ведь климатом определяется наличие на территориях определенных растений, животных, а также пригодность для существования в целом.

Большое значение состояние атмосферы играет при строительстве зданий и дорог. Людям требуется учитывать особенности климата и использовать те материалы, которые будут наиболее подходящими в данных условиях.

Климатообразующие факторы

Карта с отмеченными широтой и долготой

Хоть на климат и оказывают влияние водоемы и особенность рельефа, главным образующим фактором является географическая широта, в которой располагаются территории. Чем ближе земля к экватору, тем выше будет средняя температура. По мере отдаления к полюсам она падает.

Играет роль в образовании климата наличие гор и равнин. Возвышенности способны препятствовать появлению осадков и ветров. Если же местность в большей степени состоит из полей, то на ней могут идти частые дожди, а воздушные массы перемещаться с большой скоростью.

Интересный факт: от наличия гор зависит температура. По мере подъема вверх воздух становится холоднее.

Океан оказывает определенное влияние на климат близлежащих территорий. Нагрев и остывание воды происходит значительно медленнее, чем воздуха. Поэтому с наступлением лета океан еще остается холодным и оказывает охлаждающее воздействие на местность. А зимой вода наоборот, отдает накопленное тепло, немного повышая температуру. Также водоем является стабильным источником осадков, которые выпадают в окрестностях, что сказывается на климате.

На погоду оказывают воздействие течения, присутствующие в океане. Теплые повышают значение температуры, холодные – понижают. Из-за наличия водоема на местных территориях может быть морской, континентальный и муссонный климат.

Выделяют четыре основных типа климата, которые зависят от окружающих условий: экваториальный, тропический, полярный и умеренный. Они находятся в определенных поясах и дублируются от экватора в сторону полюсов по обе стороны. Тип климата по мере путешествия по территориям не меняется моментально: переход осуществляется плавно, с помощью зон переходного характера.

Экваториальный климат

Территория с экваториальным климатом

Является типом климата с самой высокой влажностью. В среднем, ежегодное количество осадков в экваториальных зонах находится в диапазоне от 1500 до 3000 мм. Погода на этих землях не меняется со сменой времени года, и температура редко опускается ниже + 20 градусов Цельсия.

Тропический климат

Территория с тропическим климатом

Данный тип климата характерен для тропиков. Количество ежегодных осадков на этих землях довольно мало: до 250 мм. Температура редко опускается ниже 0 градусов Цельсия. Также за сутки этот параметр может меняться в большом диапазоне от + 50 градусов днем до + 5 ночью.

Интересный факт: самая холодная на планете территория с тропическим климатом – пустыни Австралии, где температура способна опускаться до – 7 градусов Цельсия.

Полярный климат

Территория с полярным климатом

Полярные пояса находятся в Южном и Северном полушариях Земли и называются антарктическим и арктическим соответственно. Осадки для этих территорий – редкое явление. Их среднее значение за год составляет 200 мм. В Арктике климат более теплый за счет находящегося рядом Северного Ледовитого океана: средняя температура равна – 28 градусов Цельсия. В Антарктиде наблюдаются более суровые условия. Здесь средняя температура в течение года варьируется от – 60 до – 70 градусов.

Умеренный климат

Территория с умеренным климатом

Большая часть территорий с умеренным климатом находится в Северном полушарии, поскольку в Южном на данных широтах большую часть составляют водоемы. Для таких территорий характерна смена времен года. Также умеренные зоны разделены на 4 климатические области, обладающие уникальными особенностями:

умеренно континентальная: осадков в год до 1000 мм, средняя температура летом + 23, зимой – 13 градусов;
континентальная: осадков в год до 600 мм, средняя температура летом + 28, зимой – 33 градуса;
резко континентальная: осадков в год до 400 мм, средняя температура летом + 33, зимой – 50 градусов;
муссонная: осадков в год до 900 мм, средняя температура летом + 17 градусов, зимой – 17 градусов.

В зависимости от того, какой тип климата преобладает на территориях, определяются их погодные особенности.

Климатические зоны

Карта климатических зон и поясов

Под климатическими зонами подразумевается поверхность планеты, обладающая однородными погодными условиями. Они ограничены территориями, где средняя температура, давление и количество осадков постепенно начинают меняться.

Существуют горизонтальные климатические зоны – территории, где высота рельефа находится практически на одном значении. Также есть вертикальные – горные участки планеты, где погода меняется по мере подъема вверх.

В большинстве случаев границы климатической зоны совпадают с поясом, в котором она находится. Это отчетливо видно на соответствующей географической карте.

Северное и Южное полушария

Климат на территории полушарий отличается из-за особенностей рельефа и других факторов. На Южном присутствует большое количество пассатных ветров, возникающих из-за постепенного охлаждения морей, находящихся на средних широтах. Также немало теплой воды попадает из них в Северное полушарие. Метеорологический экватор располагается возле широты в 10 градусов.

Северное полушарие теплее. В широтах от 0 до 40 градусов климат может похвастаться более высокими температурами, чем в Южном как на суше, так и посреди водоемов. В области от 50 до 70 градусов располагаются моря с теплыми течениями. Они повышают среднюю температуру сильнее, чем океаны Южного полушария, расположенные в тех же широтах.

Интересный факт: если бы температура зависела только от расположения водоемов и суши, то на территории морей Северного полушария она была примерно такой же, как и у океанов Южного.

Амплитуды

Под суточной амплитудой подразумевается разница между средними температурами самого холодного (час восхода Солнца) и наиболее теплого времени дня (полдень). В зависимости от времени года, на большинстве территорий планеты этот параметр изменяется. Например, летом показатели суточной амплитуды выше, чем зимой. Сильнее всего этот параметр меняется на экваторе. В течение дня на эту область попадает большое количество солнечных лучей, а ночью накопленная энергия расходуется за счет эффекта лучеиспускания. Из-за этого температура меняется в большом диапазоне. Зато на полюсах этот параметр практически равен нулю, т.к. перемены в погоде с течением суток незначительны.

Годовая амплитуда – разница между средними температурами самого жаркого и наиболее холодного месяцев. Для ее вычисления погода ежедневно фиксируется. После этого вычисляется средняя температура за каждый месяц. Из них выбирается наибольшее и наименьшее значение, после чего находится их разность.

Значения амплитуд позволяют определить тип климата а также прогнозировать погоду в будущем.

Методы изучения

Фото ученых, занимающихся исследованием климата в Антарктиде

Чтобы изучить все особенности климата на конкретной территории, требуется на протяжении длительного времени фиксировать погоду и множество других параметров: атмосферное давление, скорость и направление ветра, влажность воздуха, температура, количество осадков. В большинстве случаев для умеренных широт используются данные за период в 25-50 лет. Для тропических временные рамки немного сужаются.

Интересный факт: в процессе изучения климата требуется фиксировать значение солнечной радиации, дальность видимости и различные погодные явления.

На основе полученных данных, собираемых на протяжении десятков лет, определяются климатические нормы. И систематическое отклонение от них в будущем позволяет выявить изменение погодных условий.

Климат и человек

Климат играет для человека важную роль, поскольку от погодных условий зависит возможность ведения сельского хозяйства, промышленной деятельности, выращивание скота и осуществления другой деятельности.

Также климат напрямую влияет на возможность строительства населенных пунктов на выбранных землях. Если он будет слишком холодным или жарким, то люди не смогут существовать в таких условиях, или их жизнь станет максимально некомфортной. Поэтому проводятся регулярные наблюдения за климатом и сбор необходимых сведений.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Некоторые климатологи полагают, что климатические изменения – естественный планетарный процесс, бояться которого не нужно. Но, по мнению большинства ученых, потепление – причина таяния ледников и повышения уровня океанов, а также учащения летних засух, мощных ураганов, наводнений.

Причины изменения климата

Климат на планете формируется под влиянием Солнца. Солнечное излучение нагревает земную поверхность неравномерно (в экваториальной области сильнее), из-за этого образуются движущиеся в определенном направлении ветры и морские течения. При повышении солнечной активности отмечаются потепления и геомагнитные бури.

Естественными причинами климатических преобразований являются сдвиги планетарной орбиты, изменения геомагнитного поля, движения материковых и океанических плит, вулканические извержения. На протяжении всей истории планеты они влияли на климат, способствовали его циклическим колебаниям, называемым ледниковыми периодами и межледниковьями.

Но на данном этапе существования планеты к естественным причинам преобразований климата добавились антропогенные, то есть связанные с деятельностью человека. Основная причина – парниковый эффект. С начала 21 века его воздействие на планету в 8 раз превысило по интенсивности воздействие солнечной радиации.

Факторы изменения климата

Следует подробнее рассказать о факторах, провоцирующих глобальное изменение климата на Земле:

Парниковые газы накапливаются в атмосфере в результате воздействия разнообразных антропогенных факторов:

сгорания топлива;
использования аэрозолей;
выброса отходов тяжелой промышленности;
химической обработки сельскохозяйственных земель;
животноводческой деятельности;
вырубки лесов;
свалок мусора и захоронений отходов.

Если бы к естественным факторам не прибавились антропогенные, то изменение климата не носило бы такой выраженный характер.

Последствия глобальных изменений

Негативных последствий глобального потепления гораздо больше, чем положительных.
Из благоприятных моментов следует отметить:

увеличение урожайности сельскохозяйственных культур в условиях умеренного климата;
повышение продуктивности лесных биоценозов.

Отрицательные последствия изменения климата:

повышение влажности климата, усиление неравномерности выпадения осадков, приводящее к учащению засух и наводнений;
повышение уровня Мирового океана, затопление мелких островов и прибрежных низменностей;
угнетающее влияние на живую природу, слишком быстрое изменение среды обитания растительных и животных организмов (ученые предсказывают вымирание 30% не сумевших приспособиться видов);
таяние ледников, возрастание опасности лавин и селевых потоков;
снижение количества осадков и объема пресных водоемов, дефицит питьевой воды;
снижение урожайности в сельскохозяйственных районах вне умеренного климата;
негативное влияние на здоровье человека, повышение частоты сердечно-сосудистых, психических и некоторых других патологий;
снижение продуктового обеспечение населения.

Пути решения проблемы

Для снижения концентрации углекислого газа в атмосфере требуется восстановление лесных массивов.

К сожалению, пока идет обратный процесс – интенсивная рубка.

С реализацией вышеперечисленных мер нельзя затягивать. По прогнозам ученых, если климатические изменения будут продолжаться в том же темпе, то европейцев ждет тяжелое испытание: из-за таяния покровных ледников Арктики и Гренландии повысится уровень океана, течение Гольфстрим изменит направление, Европу накроет ледниковый период. Человечество во всех частях света вынуждено будет выживать в условиях засух и ураганов, эпидемических вспышек, острого дефицита пищи и питьевой воды.

Под климатом подразумевают многолетний режим погоды, установившийся в том или ином регионе. Климат, как и погода, подвержен изменениям, хотя и значительно более медленным. В последние десятилетия климатологи фиксируют значительное повышение среднегодовой температуры на планете. Каковы причины и последствия изменения климата на Земле, и какие есть пути решения этой глобальной проблемы?

Причины изменения климата Земли

На климат планеты влияет множество факторов. Главным источником тепла для Земли является Солнце, поэтому активность нашего светила очень важна. Также играет роль и орбита, по которой планета вращается вокруг звезды. Геофизик Миланкович показал, что существуют климатические циклы, связанные с изменением траектории движения Земли. Именно из-за них в прошлом ледники то наступали на сушу (во время ледниковых периодов), то отступали к полюсам.

Вулканизм также влияет на среднегодовую температуру на планете. Давно замечено, что после особо мощных извержений происходит значительное похолодание. Так было, например, в 1816 г., когда после извержения вулкана Тамбора в 1815 г. температура в мире упала на 2,5°С. Дело в том, что пепел, попадающий в атмосферу, отражает солнечные лучи и уменьшает количество тепла, доходящего до планеты.

Можно отметить ещё как минимум три важных механизма, влияющих на климат Земли. Во-первых, это парниковый эффект. Существуют особые парниковые газы, которые хорошо пропускают солнечный свет, но поглощают тепло в инфракрасном диапазоне. К ним относят водяной пар, углекислый газ, озон, метан, оксиды азота. Чем больше их в атмосфере, тем жарче на планете.

Во-вторых, Земля отражает часть солнечного света, причем отражающая способность разных участков суши, которую называют альбедо, различна и зависит от их цвета. Так, снег отражает до 90% падающего на него света, а древесный уголь – только 4%. Таким образом, в Антарктиде альбедо крайне высоко, чем отчасти объясняются низкие температуры на материке. Облака также вносят свой вклад, отражая солнечный свет. Среднее альбедо Земли сегодня равно 30,6%.

В-третьих, океан способен поглощать углекислый газ, однако его поглощающая способность падает при росте температуры воды. Таким образом, повышение среднегодовой температуры вызывает нагрев океана, что ведет к дополнительному выбросу углекислого газа (а также водяного пара) в атмосферу и усилению парникового эффекта.

Большинство ученых полагают, что причиной нынешнего потепления является деятельность человека. Дело в том, что с развитием промышленности люди стали сжигать уголь и нефть для получения энергии. Однако в результате их горения в атмосферу попадает углекислый газ, что усиливает парниковый эффект. Исследования показывают сильную корреляцию между концентрацией углекислого газа и средней температурой планеты в последние десятилетия.

Также на климат влияет и иная деятельность человека. Леса поглощают углекислый газ в ходе фотосинтеза, поэтому их вырубка усиливает парниковый эффект. Развитие животноводство ведет к образованию метана, который вырабатывают животные при пищеварении. По некоторым оценкам, на домашний скот приходится 18% от формируемых парниковых газов, в то время как на весь транспорт – только 13%.

Последствия потепления

Многие люди старшего поколения уже заметили, что во времена их детства зимы были холоднее, а весна не наступала так рано, как сейчас. Это прямое следствие глобального потепления. С 1979 г. средняя температура растет примерно на 0,18 °С за десятилетие. Предполагается, что в будущем температура в странах Персидского залива может вырасти настолько, что регион станет непригодным для жизни человека. Также из-за высокой жары повышается смертность от сердечно-сосудистых заболеваний в летние месяцы.

Повышение температуры приводит к таянию льдов, а значит, и к повышению уровня воды в Мировом океане. При этом многие города построены как раз на берегах морей и океанов, а потому они могут быть затоплены уже к концу XXI века. По некоторым оценкам, уровень воды в мире может подняться на 5–7 метров. При наихудшем развитии событий, при котором растает ледовая шапка в Антарктиде, океан поднимется на 70 метров, однако льды на самом южном континенте Земли образовались 35-45 млн лет назад и с тех пор ни разу не таяли.

Меняется и распределение осадков в мире. Регионы вблизи экватора больше страдают от засухи, в то время как в других регионах выпадает больше дождей. Увеличилась частота наводнений и ураганов.

Урожайность суши также зависит от климата. В ряде стран Африки и Азии она падает, в то же время рост концентрации углекислого газа, а также более раннее наступление весны увеличивает размер урожаев в России, Европе, США. Засухи в южных странах могут спровоцировать голод и усилить миграцию в северном направлении.

Экосистемы очень чувствительны к климатическим изменениям. Многие из них разрушаются из-за глобального потепления, но вместе с тем образуются и новые. Так, некоторые виды животных начинают активнее мигрировать из средней полосы в полярные области, которые раньше были слишком холодны для них. А вот, например, белым медведям мигрировать некуда, поэтому им грозит вымирание.

Пути решения проблемы

Очень важно сокращать долю ископаемых источников энергии (нефть, уголь) в мировом энергобалансе и наращивать иные типы выработки электроэнергии. Строительство АЭС, ГЭС, ветровых и солнечных электростанций помогает снизить общие выбросы в атмосферу. Особенно позитивной тенденцией является резкий рост производства электромобилей, которые начали в 2010-х годах вытеснять своих собратьев с двигателями внутреннего сгорания (ДВС).

Интересно, что некоторые ученые разрабатывают технологии с так называемой отрицательной эмиссией углерода. Например, можно выращивать растения, поглощающие из атмосферы углерод, сжигать их, а образующиеся при этом отходы хоронить под землей. Компания Global Research Technologies уже построила установку, способную буквально выкачивать углекислый газ из атмосферы. Впрочем, для существенных результатов потребуется строительство сотен тысяч подобных заводов. Тем не менее, даже обычная посадка деревьев помогает уменьшать количество углерода в атмосфере.

Однако не допустить критического перегрева планеты можно не только за счет ограничения эмиссии углерода в атмосферу. Другой способ заключается в увеличении отражающей способности Земли. Так, в некоторых странах уже стремятся красить крыши новых домов в белый цвет, что позволяет несколько снизить температуру в городах. Добавляя специальные пигменты, а также битое стекло в асфальт, можно увеличить его альбедо с 20 до 40%. Возможно, в будущем удастся создать в космосе систему из гигантских солнечных экранов, которые, с одной стороны, будут вырабатывать энергию и передавать ее на Землю, а с другой – закрывать нашу планету от Солнца и тем самым охлаждать ее. Считается, что повышение альбедо всего на 1% способно компенсировать удвоение содержания углекислого газа в атмосфере.

Читайте также: