Океанско-атмосферно-материковый влагооборот

Испарение на океане и на материках, перенос пара над океанами и в глубь ма­териков воздушными течениями, выпадение осадков, потребление влаги организмами и сток с материков образуют влагообмен между компонентами географической оболочки. Его объем достоверно еще не определен.

Влагооборот - единый и один из важнейших географических процессов. Посредством влагооборота осуществляется обмен веществом (влагой и солями) и энергией (теплом) между всеми компонентами природы.

Единовременно в атмосфере находится около 13—15 тыс. км³ воды. Атмосфера - наиболее активное звено влагооборота: вода полностью сменяется каждые 9—10 дней.

На материках различают осадки внешние (ОВ), принесенные непосредственно с океана, и осадки внутренние, или местные (ОМ), образующиеся от испарения с материка.

Водяной пар, поступивший на сушу с океана, частично расхо­дуется на осадки внешние (ОВ), частично переносится дальше в глубь материка. Этот перенос называется атмосферным стокам (АС).

Чтобы оценить роль внеш­них и внутренних осадков на материках, необходимо выяс­нить соотношение испарения и осадков. В этом плане существенны следую­щие закономерности:

1. Испарение интенсивно при антициклональной цирку­ляции (ясное небо, сухой воз­дух), но в этом случае влага не поднимается, не конденсиру­ется, а просто переносится в другие области атмосферы.

2.При циклонической пого­де условия для конденсации благоприятны, но испарение незначи­тельно из-за большой облачности и влажности воздуха. Следовательно, на тех акваториях и территориях, где испарение большое, осадков мало, а там, где осадков много, испа­рение невелико.Испарение и осадки, как процессы противополож­ные, редко совмещаются в пространстве. Распределение осадков по земной поверхности

Распределение осадков на материках и наокеанах - результат взаимодействия звеньев системы «океан – атмосфера – материк». Решающую роль в распределении осадков по земной поверхности играют:

а) солнечная радиация и тепловые свойства воздушных и водных масс;

б) циркуляция атмосферы и гидросферы;

в) широтное положение, величина и конфигурация материков.

Так как величину испарения определяют напряжение солнеч­ной радиации и температура воздуха и воды, то количество осад­ков больше в жарких климатах и меньше в холод­ных. Действительно, почти половина всех дождей выпадает в поя­се между 20° с.ш. и 20° ю.ш.

На оба полярных пояса приходится только 4% влагооборота.

В экваториальном поясе среднее годо­вое количество осадков приближается к 2000 мм, в полярных странах оно меньше 200мм.

Роль динамики атмосферы в распределении осадков двоякая. Вертикальная ее составляющая - тепловая конвекция, фронталь­ное скольжение, орографическое поднятие - обеспечивает конден­сацию пара, а нисходящие токи в антициклонах или при опуска­нии воздуха по склонамее исключают. Горизонтальное перемещение воздушных масс перераспределяет влагу. Теплые и холодные океанские течения оказывают влияние и на испарение влаги, и на ее перенос.

В результате сочетания перечисленных процессов и гео­графических факторов, участ­вующих в формировании атмос­ферных осадков, распределены они по поверхности земного шара зонально-регионально.

Зональность проявляется в существовании чередующихся зон максимумов и минимумов выпадения осадков: экваториальный максимум сменяется минимумами тропиче­ских поясов обоих полушарий, за которыми идут максимумы умеренных широт и минимумы полярных стран.

Региональность состоит в том, что каждая зона в направ­лении с запада на восток рас­падается на участки - регионы с разным количеством осадков.

Экваториальная зона максимального количества осадков про­стирается приблизительно от 17° с.ш. до 20° ю.ш. В эту зону входят Амазония, территории северней и южней ее, Центральная Африка, область джунглей на южных склонах Гималаев, Зондский архи­пелаг, Новая Гвинея. Образование экваториального максимума дождей вызвано, во-первых, поступлением огромного количества парообразной влаги из тропических поясов, во-вторых, мощным подъемом воздуха, обусловленного выделением скрытой теплоты фазового перехода воды из пара в жидкость, и его адиабатическим охлаждением с высотой.

Наибольшее количество осадков выпадает на склонах гор, где поднимаются влажные воздушные массы пассатов: Кауаи на Гавайских островах - 11684 мм, Черрапунджа на склоне хребта Хассия в Гималаях - 11 633 мм, Дебунджа на склоне вулкана Камерун - 10 287 мм, Кибдо в Андах Колумбии – 8 992 км.

Тропические пояса, от 20 до 32° обоих полушарий, характеризуются господством сухого воздуха. Здесь располагаются два пояса пустынь. Сухость воздуха объясняется его адиабатическим нагреванием и иссушением в нисходящих токах антициклонов. У западных берегов, омываемых холодными течениями, темпера­турная стратификация неблагоприятна для образования осадков: у водной поверхности воздух холоднее, чем вверху и над сушей. Влага, испарившаяся с океанов в тропических широтах, перено­сятся к экватору.

В пустынях осадков выпадает меньше, чем 200 мм в год. Наименьшее в мире их количество - только 0,8 мм - наблюдается в Арике в пустыне Атакама; в Вади-Хальфе в Судане - 2,5 мм, в Адене - 43.9 мм, в Мулке в Австралии - 102,9 мм.

Восточные части материков - Флорида и район Рио-де-Жаней­ро, Юго-Восточная Азия, Юго-Восток Африки и Восточная Авст­ралия - орошаются дождями, приносимыми пассатами, дующими с океана. Здесь климат влажный тропический.

Начиная от 30° с.ш. и ю.ш. в субтропических и умеренных поясах количество осадков увеличивается и в средних широтах (от 40 до 60° с.ш. и ю.ш.) достигает второго максимума, хотя и значительно меньшего: в среднем 560 - 860 мм, в прибрежных гор­ных странах может достигать 3000 и даже 5000 мм в год.

Образование максимума осадков умеренных широт обусловле­но: а) западным переносом воздушных масс с океана в Евразию, Северо-Западную Америку и Южные Анды, б) циклонической дея­тельностью, в) подъемом воздуха на арктическом и умеренном фронтах и г) муссонной циркуляцией в Восточной Азии.

Умеренному поясу в соответствии с наибольшей площадью материков именно в этих широтах и особенностями атмосферной циркуляции свойственны наибольшие региональные различия в распределении влаги. Взаимодействие звеньев системы «океан - ат­мосфера – материк» таково, что и на материках и на океанах ярко выражены секторы с большим и малым количест­вом осадков.

В субтропических и северном умеренном поясах (в южном умеренном поясе площадь суши незначительна) выделяются три сектора: 1) западный с обильными осадками, 2) центральный с их минимумом и 3) восточный, в котором количество осадков снова уве­личивается.

Западные регионы - Западная Европа, Северо-Западная Аме­рика, западный склон Анд - первыми встречают морские воз­душные массы мУВ и серии циклонов, что обусловливает выпадение обильных осадков.На западных берегах Европы - в Пиренеях, Ирландии, Норвегии выпадает около 1000 мм, а в Скандинавских горах - даже 3000 мм осадков. На склонах Кордильер у Аляски, в Андах Южного Чили проходят изогиеты (линии равного количества осадков) в 2000 и 3000 мм. Наибольшее для умеренных широт количество осадков зарегист­рировано на западном склоне Кордильер в Канаде: в Гендерсон-Лейке 6655 мм.

Во внутриконтинентальных районах Евразии и Северной Амери­ки образуются зоны и регионы недостаточного и скудного увлаж­нения: степные с осадками от 500 мм на западе до 300 мм на восто­ке; полупустынные и пустынные. Самое сухое место в Европе - Астрахань с годовой суммой осадков 162,6 мм в год. В умеренных пу­стынях Азии и Северной Америки осадков выпадает хотя и несколько больше, чем в тропических пустынях, но тоже крайне мало - от 200 до 100 мм (в Турткуле 82 мм в год).

За полярными кругами находятся два высокоширотных мини­мума осадков. Их существование объясняется слабой солнечной радиацией, низкими температурами воздуха и малым возможным влагосодержанием холодного воздуха, ничтожным испарением, а также антициклональной циркуляцией воздуха. Здесь выпадает в среднем около 200 - 250 мм в год. Региональные различия не велики: западные побережья, омывае­мые теплыми водами, получают осадков больше (Кола 400 мм/год), восточные меньше (устье Лены только90мм/год). При низких температурах и малом испарении эта разница не существенна.

Снежный покров. В умеренных широтах зимой, а в полярных странах во все месяцы осадки выпадают преимущественно в виде снега и образуют снежный покров. В Арктике и Антарктике снег лежит круглый год, на севере Сибири - около 8 месяцев, в сред­ней полосе умеренного пояса - меньше полугода, а на широте 45° - около месяца. Южнее снежный покров - неустойчивый. На севере Крыма и Средней Азии он лежит в среднем около 20 дней; на этих же широтах в Западной Европе его не бывает вообще.

Снег выпадает на северных берегах Средиземного моря (в Не­аполе 1, в Афинах 6 дней в году), исключительно редко в Атла­се, Алжирской Сахаре, Месопотамии, в Южном Китае, на остро­ве Кюсю. В Северной Америке снег выпадает примерно до линии Кали­форния - Флорида.

В южном полушарии наиболее северными пунктами, где слу­чается выпадение снега, являются г. Буэнос-Айрес, мыс Доброй Надежды, город Сидней, южный остров Новой Зеландии. Снежный покров в южном полушарии, за исключением Антарктиды, не об­разуется - в соответствующих широтах нет суши.

Снежный покров - результат и показатель климатических усло­вий средних и высоких широт, сам оказывает огромное влияние на климат: отражая большую долю солнечных лучей, содействует выхолаживанию земной поверхности.

С другой стороны, он смягчает губительное действие очень низких температур на почву и предохраняет ее от глубокого про­мерзания, а сельскохозяйственные культуры - от вымерзания.

Большую роль играет снежный покров в гидрологическом ре­жиме умеренных широт. В холодное время осадки накапливаются, а весной талые снеговые воды частично стекают, частично попол­няют грунтовые воды.