Влияние солнечного угла на климат — Effect of Sun angle on climate
Количество тепловой энергии, получаемой в любом месте на земном шаре, является прямым влиянием угла Солнца на климат , поскольку угол, под которым солнечный свет падает на Землю, зависит от местоположения, времени суток и сезона из-за орбиты Земли вокруг Солнца и вращения Земли. вокруг своей наклонной оси. Сезонное изменение угла наклона солнечного света, вызванное наклоном оси Земли , является основным механизмом, который приводит к более теплой погоде летом, чем зимой. Другой фактор — изменение продолжительности светового дня . (См. Также сезон .)
Содержание
Геометрия солнечного угла
Когда солнечный свет светит на Землю в меньшей степени! под углом (Солнце ближе к горизонту), энергия солнечного света распространяется на большую площадь и поэтому слабее, чем если бы Солнце было выше над головой, а энергия концентрировалась на меньшей площади.
На рисунке 2 изображен солнечный луч шириной 1,6 км, падающий на землю прямо над головой, а другой луч падает на землю под углом 30 °. Тригонометрия говорит нам, что синус угла 30 ° равен 1/2, тогда как синус угла 90 ° равен 1. Следовательно, солнечный луч, падающий на землю под углом 30 °, распространяет такое же количество света на вдвое большую площадь. (если мы представим, что в полдень Солнце светит с юга , ширина с севера на юг удваивается, а ширина с запада на восток — нет). Следовательно, количество света, падающего на каждую квадратную милю, составляет лишь половину этого количества.
На рисунке 3 показан угол падения солнечного света на Землю в северном и южном полушариях, когда северная ось Земли отклонена от Солнца, когда зима на севере и лето на юге.
Техническое примечание
Тепловая энергия от Солнца не поступает. Скорее получается лучистая энергия, и это приводит к изменению уровня энергии принимающих тел в области Земли. Различные материалы имеют разные свойства для передачи обратно полученной энергии в виде тепловой энергии с разной скоростью.
Источник
Угол наклона Солнца
Количество солнечной энергии, попадающее на любой участок земной поверхности, зависит от угла наклона Солнца. По этой причине разные времена года характеризуются разными температурами, а полярные области холоднее экваториальных. Давайте рассмотрим, почему угол наклона Солнца так важен, и как его изменение воздействует на земной климат.
Данный график демонстрирует зависимость положения Солнца от времени года
Чтобы понять, почему некоторые части Земли получают меньше энергии, представим себе фонарик, направленный перпендикулярно на лист бумаги. Свет исходит из фонарика и образует на бумаге круг. В этом случае свет имеет одинаковую концентрацию везде в пределах этого круга. Теперь наклоним бумагу так, чтобы свет фонарика создал на нём большой эллипс. Объём испускаемой энергии остался тем же, но теперь он распределяется на большую площадь. Каждый квадратный сантиметр, таким образом, получает меньше энергии.
Применим эту аналогию к Земле. Когда Солнце находится прямо над головой, как в тропиках, квадратный метр поверхности получает максимум энергии. Это повышает температуру. На полярные области лучи Солнца падают под острым углом, поэтому тот же объём энергии распределяется на гораздо большую площадь.
Во время лета в северном полушарии Солнце находится максимально высоко в небе, и мы получаем наибольший объём энергии. Но зимой солнечные лучи падают менее отвесно, поэтому мы получаем меньше энергии. То есть смена времён года происходит благодаря изменениям угла наклона Солнца, а если точнее, то изменению наклона Земли по отношению к Солнцу.
Источник
Что такое климат
Климат это многолетний режим погоды, наиболее характерной для конкретного региона. Люди часто путают понятие «климат» и «погода». На самом деле различия между ними огромные: погода это текущее состояние, характеризующееся изменчивостью. Климат же это наиболее характерная погода текущего времени года, характеризующаяся устойчивостью.
Климат изучается людьми давно. Первыми его начали изучать в Древней Греции. Уже в те времена понимали, что погода напрямую зависит от наклона, под которым светит Солнце. Поэтому и слово «климат» в переводе с древнегреческого означает «наклон».
Климатообразующие факторы
Для того чтобы определить, что для конкретного региона является характерным тот или иной климат нужны данные о погоде в этом регионе за большое количество лет. На основании данных о средних температурах воздуха в каждом месяце, о среднем количестве осадков, о доминирующих ветрах и течениях можно сделать вывод о климате региона. Для удобства все факторы, способные оказать влияние на климат, были разделены на климатообразующие факторы.
Таблица: 3 группы факторов, образующих климат на Земле
Тип
Описание
Связаны с географическим положением региона. В этой группе относится широта, близость к океану, наличие гор и так далее.
Связаны с деятельностью атмосферы и космоса. К этой группе относится движение воздушных масс, вращение Земли и так далее.
Факторы, образующиеся в результате деятельности человека. К этой группе относится повышение выбросов вредных веществ в атмосферу, усиление парникового эффекта и так далее.
Что влияет на климат
Географическая широта. От широты зависит угол, под которым светит солнце, а значит зависит количество солнечной энергии, поступающей на тот или иной район планеты Земля. Из школьного курса географии нам известно, что угол наклона меняется от экватора к полюсам. На экваторе угол минимальный, а значит климат жаркий и солнечной энергии передается большое количество. Дальше, чем ближе к полюсам, тем энергии попадает меньше, а климат становится более прохладным. На полюсах он уже и вовсе холодный. Одним из факторов того, что в полярных районах климат не просто холодный, а местами очень холодный, связан с тем, что в этих районах большое количество льда и снега, которые отражают солнечные лучи.
Удалённость от мирового океана. Ниже представлен рисунок, который демонстрирует как меняется климат в зависимости от удаления региона от океана. Очевидно, что чем дальше от океана, тем температура воздуха зимой ниже, температура летом выше, а количество осадков заметно ниже. Главное что нужно из этого понять, что чем дальше от океана, тем годовая амплитуда температуры воздуха больше. Это изменение климата связано с движениями воздушных масс. Как известно, летом морские воздушные массы приносят прохладу, а зимой тепло. Поэтому чем дальше от берега, тем влияние этих воздушных масс меньше.
Высота над уровнем моря. Это очень важный фактор, который оказывает влияние на климат конкретной местности, поскольку известно, что чем выше, чем температура воздуха ниже. Например, если рассматривать регион, где есть и равнины и горы, то в горах будет значительно холоднее, чем на равнине.
Рельеф местности. Ниже представлен рисунок, который наглядно демонстрирует влияние рельефа на климат. Если упростить, то рельеф очень сильно влияет на движение воздушных масс (препятствует или благоприятствует их продвижению). Очевидно, что если мы говорим о равнинах, то воздушные массы могут передвигаться над ними абсолютно без препятствий. Горы же будут являться фактором сдерживающим, и мешать продвижению воздушных масс. Ярчайшим примером могут служить Гималаи. Они очень высокие и препятствуют движению воздушных масс из Индийского океана на север. Поэтому если рассматривать климат этого региона, то южные склоны Гималаев характеризуются достаточно теплым климатом и большим количеством осадков, а северный склон Гималаев характеризуется более прохладным климатом и значительно меньшим количеством осадков.
Преобладающее направление ветра. Говоря о погоде, мы отмечали, что ветер может многое сказать о том, какой будет погода в конкретном регионе. Это же касается и климата. Если в регионе господствуют северные ветры, то и климат здесь будет более прохладным, в сравнении с аналогичным географическим регионом, но где господствуют, например, южные ветры. Если мы говорим о Европе, то западные ветры будут нести больше влаги, чем восточные.
Господствующие течения. Морские течения очень важны для климата, поскольку холодные течения несут с собой сухой и холодный воздух, а теплые течения несут тёплый и влажный воздух. Примером того насколько течения могут оказывать существенное влияние на климат региона является Скандинавский полуостров. На его западном побережье, даже в районе Полярного круга температура воздуха зимой не опускается ниже 0 градусов. Связано это исключительно с теплыми течениями, которые омывают западный берег Скандинавского полуострова.
Климатические пояса
Для каждого полушария характерны 4 основных климатических пояса (экваториальный, тропический, умеренный, полярный) и 3 переходных субклимата (субэкваториальный, субтропический, субарктический). Главная их характеристика заключается в том, что основные климатические пояса обладают уникальным для себя климатом, а переходные пояса объединяют типы соседних основных климатов: летом преобладает погода 1-го основного климата, а зимой 2-го. Переходные пояса как бы чередуют климат, характерный для соседних основных поясов.
Источник
Климат Земли: виды и характеристики климатических поясов
Сравниваем разные виды климата и рассказываем, как они формируются.
Что такое климат
Из-за наклона земной оси наша планета освещается и нагревается неравномерно. На разные широты, от экватора до полюсов, приходится разное количество тепла. Территории Земли, отличающиеся по температуре и влажности воздуха, количеству и частоте осадков, можно разделить на условные пояса. Эти пояса называют климатическими.
Климат — устойчивый режим погоды на определённой местности, повторяющийся из года в год.
Климатообразующие факторы
На формирование климата влияют несколько показателей:
Географическая широта — самый главный фактор. Количество тепла, которое получает земная поверхность, зависит от угла падения солнечных лучей. Он уменьшается от экватора к полюсам, поэтому экваториальные широты получают больше солнечного тепла, чем полярные.
Близость к морям и океанам. Из-за разного количества испарений над океаном формируется влажный морской климат, а над сушей — сухой и резкий континентальный. Чем ближе к морю, тем больше выпадает осадков и тем меньше изменение годовых температур.
Океанические течения влияют на мягкость климата у берегов континентов. Тёплые течения делают климат более влажным и тёплым, а холодные — сухим и суровым.
Преобладающие ветры переносят сухой или влажный воздух. От того, какие ветра преобладают на данной территории, зависит влажность климата.
Рельеф и высота над уровнем моря. Горные хребты преграждают путь влажному и тёплому воздуху. Равнины создают благоприятные условия для перемещения воздушных масс. Кроме того, чем выше расположена территория, тем холоднее там воздух.
Типы климата на Земле
Согласно принятой в России классификации П.Б. Алисова, в каждом полушарии Земли выделяют по четыре основных климатических пояса, в зависимости от преобладающих воздушных масс. Названия поясов соответствуют их географии:
экваториальный,
тропический,
умеренный,
полярный (арктический и антарктический).
Поскольку Солнце обогревает полушария неравномерно, в зависимости от сезона границы климатических поясов смещаются. В результате образуются территории, на которые воздействуют то более холодные, то более тёплые воздушные массы. Климат на такой территории называют переходным. Названия переходных поясов имеют латинскую приставку «суб» («под»):
субэкваториальный,
субтропический,
субарктический и субантарктический.
Теперь рассмотрим каждый тип климата в отдельности.
Экваториальный климат
В этом климатическом поясе сезоны не выражены. Весь год температура держится на уровне от +24 до +28°С, влажность воздуха очень высокая (80–90%), после полудня идут дожди, часто с грозами.
На материках в этом поясе растут густые вечнозелёные леса с невероятным разнообразием видов — более 3 000 разных растений.
Экваториальный пояс представлен не сплошной полосой, а формируется над тремя отдельными территориями:
запад экваториальной Африки,
северо-западная территория Южной Америки,
Зондские острова.
Субэкваториальный климат
Этот тип климата распространён к югу и северу от экватора. Над материками границы субэкваториального пояса шире. В этом поясе выражены два сезона года: летний сезон дождей, когда муссоны приносят тёплый и влажный воздух с экватора, и сухой зимний сезон, в который дуют сухие тропические ветра с континентов.
Вследствие этого летом влажность воздуха составляет 80%. Зимой она падает в два раза, и осадков почти нет. В зависимости от сезона и близости к океану средняя температура колеблется от +22 до +35°С.
Тропический климат
Тропический пояс тянется сплошной полосой в Южном полушарии, а в Северном прерывается над Индостаном и Индокитаем — территорией субэкваториального пояса.
Сезонная смена температуры в тропиках более ощутима, чем на экваторе. В континентальных районах она может достигать от 0°С зимой до +40°С летом. Из-за высокого атмосферного давления дожди здесь случаются редко. Поэтому в основном природа тропических поясов — это пустыни и полупустыни с довольно-таки бедной флорой и фауной (Северная Африка, Мексика, Центральная Австралия).
В прибрежных тропических районах климат мягче (+20–25°С), осадков выпадает больше, очень часто наблюдается туман. Такие территории покрывают влажные тропические леса.
Субтропический климат
Субтропические пояса формируются под влиянием сезонной смены тропических и умеренных воздушных масс. Летом ветра из тропиков приносят сухую и жаркую погоду, а зимой дуют влажные и прохладные ветра из умеренного пояса.
В этой климатической зоне выделяются четыре типа климата:
Средиземноморский — считается наиболее комфортным для человека: не слишком жаркое лето (+22–27°С) и тёплая зима (до +10°С). Большинство осадков приходится на зимнее время. Этот климат характерен для всего средиземноморского побережья, юго-западных берегов Австралии и тихоокеанского берега Северной Америки (Калифорния).
Материковый (континентальный) — распространён в Северной Америке и Центральной Азии. Температура воздуха летом — около 30°С, а зимой может падать ниже нуля. Уровень влажности резко меняется в зависимости от сезона — 30–40% летом и до 70% зимой. В зимнее время иногда выпадает снег, но ненадолго. Из-за малого увлажнения почвы в этом климате преобладают степи и полупустыни.
Муссонный(климат восточных берегов) — характерен для восточных побережий Азии. Лето здесь жаркое и влажное (до 25°С), а зима умеренная (от 0 до +8°С). Зима прохладная и относительно сухая, поскольку муссон приносит холодный воздух с материка. В конце лета и начале осени нередко случаются тайфуны — разрушительные ураганные ветра. В этой климатической зоне господствуют влажные бамбуковые леса, растут рис, чай и хлопок.
Океанический — над океанами в субтропиках летом стоит преимущественно сухая и малооблачная погоду, зато зимой циклоны вызывают сильные дожди и штормы. В восточных частях океанов из-за холодных течений лето более прохладное, чем в западных. Зимой, напротив, температуры на западе ниже, чем на востоке. В среднем температура воздуха над океанами в субтропическом поясе летом составляет +15–25°С, зимой — +5–15°С.
Учите географию вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду GEO72020 вы получите бесплатный доступ к курсу географии 7 класса, в котором изучается тема климатических поясов.
Умеренный климат
На погоду в умеренных широтах оказывают влияние умеренные воздушные массы, но периодически сюда вторгаются арктические и тропические. В умеренных поясах чётко выражены четыре времени года.
По мере удаления от океана уменьшается влажность воздуха и увеличивается амплитуда годовых температур. В умеренном поясе выделяют пять климатических областей:
Умеренный континентальный климат — формируется вдали от океана. Доходящие до этих территорий воздушные массы теряют большую часть своей влаги, поэтому осадки в таком климате редки. Это один из самых стабильных типов климата в умеренном поясе: летом температура колеблется от +12 до +24°С. Зимой — от −4 до −24°С.
Континентальный климат — формируется на участках материков, недосягаемых для океанических воздушных масс. В этом типе климата наблюдаются значительные перепады годовых температур — от +30°С летом до −45°С зимой. Влажность воздуха очень низкая, осадки редки.
Резко континентальный климат — ещё более сухой и резкий, со слабыми ветрами и малым количеством осадков. В районах с резко континентальным климатом наблюдается затяжная и холодная зима (до −65°С) и короткое лето с температурой не выше +25–30°С. Этот тип климата характерен для внутренних областей Северной Америки (Канада) и Евразии (Центральная и Восточная Сибирь).
Умеренный муссонный климат на восточном побережье Азии — это влажное дождливое лето (около +20°С) и суровая сухая зима (до −25°С). Для этого климата характерны хвойные и смешанные леса.
Умеренный морской климат западных побережий сформирован тёплыми океаническими течениями. Температурная амплитуда здесь гораздо меньше, чем в глубине материков — от +12 до +16°С летом и от 0 до +6°С зимой. Максимум осадков приходится на лето. На территории прибрежных умеренных зон преобладают широколиственные леса.
Над океанами в умеренном поясе перепады атмосферного давления порождают мощные циклоны. В Южном полушарии «ревущие» сороковые океанические широты — зона непрекращающихся штормов и постоянных дождей.
Субполярный климат
К северу от умеренных поясов расположены субарктический и субантарктический пояса. Лето здесь короткое и холодное — благодаря воздушным массам из умеренных поясов воздух прогревается максимум до +5°С. Зимой на полюсах холода (в точках, где регистрируются критически низкие температуры) термометры показывают −71°С. Средняя температура зимы — −55°С. Большую часть субполярных территорий покрывает тундра и вечная мерзлота. Земля покрыта снегом до девяти месяцев в году.
Полярный (арктический и антарктический) климат
За Южным и Северным полярными кругами господствуют холодные ветра. Снег и лёд хорошо отражают солнечные лучи, поэтому земля не прогревается, и осадки выпадают крайне редко. Даже летом, когда солнце не уходит с горизонта, температура не поднимается выше 0°С. Средняя температура летом в Антарктике — −20°C, зимой — −70°С. Абсолютный минимум температуры на Земле зарегистрирован в Антарктиде — −89,2°С.
Лишь очень немногие виды животных и растений приспособлены к жизни в таких условиях. Поэтому природа Заполярья представляет собой безжизненные ледяные пустоши.
Влияние человека на климат Земли
Согласно спутниковым исследованиям, за последние 30 лет площадь арктических льдов сократилась более чем на 2 миллиона км2. Это говорит о том, что глобальный климат Земли становится теплее. Учёные связывают увеличение среднегодовой температуры с усилением парникового эффекта, вызванного сжиганием топлива на основе нефти и газа, а также вырубкой лесов.
Таяние льдов приводит к поднятию уровня Мирового океана. Специалисты опасаются, что если не принять меры, уровень моря может повыситься так, что к концу XXI века многие территории, заселённые людьми, будут затоплены.