Андрас, Геленчер

Ágnes, Molnár

Корнелія, Імре

Витяжка

Зміст

Список малюнків

Список таблиць

Зміст

Глава 1 - Кліматична система: кліматичні обмеження та клімат

Зміст

1.1 Погода та клімат

Фізичний стан атмосфери - погода - важлива детермінанта нашого повсякденного життя. Під погодою ми, як правило, маємо на увазі поточний, мінливий стан атмосфери або низку коротших періодів часу. Погода з метеорологічними елементами - температура, барометричний тиск, опади, вітер, хмара, видимість тощо. - характеризуються, які регулярно спостерігаються у багатьох частинах Землі. Окрім погодних стихій, розвиток, переміщення та зникнення великих метеорологічних утворень визначаються також вертикальною структурою атмосфери та впливом суші та океанічних поверхонь.

Клімат, як правило, вважається просто «середньою погодою» даного району і характеризується середнім значенням і мінливістю метеорологічних елементів протягом певного періоду часу. Клімат Землі багато в чому визначається кількістю енергії Сонця. Відомо, що надходить сонячна енергія не рівномірно розподіляється на поверхні, тому створюються системи руху для транспортування та збалансування енергії, такі як напр. загальна атмосферна атмосфера та океанічні течії. Потоки енергії мають велике значення для формування клімату. У енергетичному домогосподарстві, крім високих атмосферних та океанічних енергетичних потоків, різні властивості поверхні, такі як напр. відбивна здатність радіації (альбедо), рослинність, вологість ґрунту тощо. також відіграють важливу роль. Таким чином, крім фізико-хімічного стану атмосфери, клімат регулюється океанами, покритими снігом і льодом поверхнями (кріосфера), ґрунтами, гірськими породами та біосферою, також відомою як кліматична система. У більш широкому розумінні клімат описує стан кліматичної системи, який кількісно визначається різними статистичними даними.

Класична кліматологія (кліматологія) забезпечує класифікацію та опис кліматичних регіонів на Землі (див., Наприклад, малюнок 1.1). Клімат змінюється залежно від місця, що визначається різноманітними параметрами. Залежить від напр. широта, відстань від морів, висота над рівнем моря, тип рослинності тощо.

1.1. Рисунок - Кліматична карта Землі (за згодою видавця підручників Cartographia)

кліматичної системи

Окрім просторової мінливості, клімат також змінюється з часом. Він змінюється від сезону до сезону, від року до року, протягом десятиліть і навіть довших періодів - тисячоліть, мільйони років. Ми розглядаємо відмінності статистичних параметрів коливання клімату від очікуваних значень до окремих місяців, сезонів та років. Зміна клімату спричинена низкою випадкових аномалій послідовних місяців, сезонів, років, тоді як зміна клімату демонструється односторонніми тенденціями у довгих часових рядах. Статистично значущі зміни клімату можна виявити на основі змін протягом декількох десятиліть і більше. Відповідно до рекомендацій Всесвітньої метеорологічної організації (ВМО) для характеристики клімату використовують середні кліматичні показники та інші статистичні характеристики (наприклад, стандартні відхилення, екстремали), розраховані на основі 30-річних даних.

1.2 Кліматична система

Кліматична система - це так звана складна система (рисунок 1.2). Найважливішими його частинами є атмосфера, гідросфера, кріосфера, наземна поверхня, біосфера та складні взаємодії між ними, що зумовлені зовнішніми обмеженнями. Зовнішні обмеження включають, наприклад, зміни інтенсивності випромінювання Сонця, виверження вулканів, але також і діяльність людини, яка напр. він впливає на кліматичну систему, змінюючи склад атмосфери, різні властивості поверхні (наприклад, альбедо, тип рослинності). Кліматична система називається нелінійна система. Це означає, що «результатом» різних кліматичних обмежень буде не проста сума або різниця окремих наслідків, а стан кліматичної системи - т.зв. завдяки механізмам зворотного зв'язку - відбудуться складні, невизначені (передбачувані) зміни.

1.2. Рисунок - Кліматична система (IPCC 2007).

1.2.1 Елементи кліматичної системи

Гідросфера включає поверхневі та підземні води, прісні та солоні води, тобто води від менших до більших водотоків, річки, озера, водосховища, моря та океани. Прибл. 70% зайнята гідросферою, більшу частину якої складають океани. Роль цієї водойми у формуванні клімату подвійна. З одного боку, він зберігає та транспортує величезну кількість енергії, а з іншого - може поглинати та зберігати велику кількість вуглекислого газу. Циркуляція океану контролюється змінами вітру (таким чином загальної атмосферної атмосфери) та щільності води (що в основному спричинене зміною солоності). Через теплову інерцію великої водойми океани зменшуються, пом'якшують вплив сильних температурних перепадів, регулюють клімат Землі.

Кріосфера включає, крім Гренландії та Антарктиди, всі сухопутні та морські поверхні, вкриті снігом або льодом, льодовики та райони з постійно замерзлим грунтом (вічна мерзлота). Розмах останнього є значним, оскільки площа суші Землі становить приблизно. При 20% ґрунт постійно замерзає на глибину більшу чи меншу. Кріосфера є значною з кліматичної точки зору, оскільки снігові та крижані поверхні дуже інтенсивно відображають сонячне випромінювання, тобто альбедо цих областей велике. Ще однією важливою особливістю є те, що, як і океани, теплова інерція льоду є значною, і вона також відіграє ключову роль у контролі та підтримці циркуляції океану. Крім того, крижані шапки зберігають велику кількість води, і, коли їхній ступінь змінюється, змінюється і рівень моря.

Наземна рослинність і грунт регулюють використання енергії Сонця. Завдяки радіації, що поглинається на поверхні, поверхня нагрівається і випромінює частину тепла, отриманого у вигляді інфрачервоного випромінювання. Випромінювана енергія нагріває навколоземне повітря. Інша частина присвячена випаровуванню води, яка може надходити з ґрунту та рослин. Оскільки випаровування ґрунтової вологи вимагає вкладення енергії, вологість ґрунту має великий вплив на температуру ґрунту. Форми поверхні та шорсткість поверхні визначаються рельєфом та рослинністю разом, що також впливає на потік повітря.

Наземне та морське життя відіграють важливу роль у регулюванні складу атмосфери, оскільки живі організми поглинають (наприклад, фотосинтез) і виділяють (наприклад, дихання, розкладання органічної речовини) парникові гази. Під час фотосинтезу (переважно наземні ліси) захоплюється і зберігається велика кількість вуглекислого газу, відіграючи таким чином центральну роль у біогеохімічному кругообігу вуглецю. Крім того, вони також важливі для циркуляції інших парникових газів (наприклад, метану, закису азоту). Біосфера також має непрямий вплив на клімат. З леткого органічного диметилсульфіду, що виділяється біосферою океану, фізико-хімічні процеси у повітрі утворюють аерозольні частинки, вплив яких на клімат обговорюється в главі 7. Існує „двостороння” взаємодія та зворотний зв’язок між біосферою та кліматом. Наприклад, на “накопичення вуглецю” біосфери, а також на викиди та поглинання різних слідових газів істотно впливає клімат і, навпаки, супроводжується зміною клімату та змінами в мікроциклі мікроелементів. На вплив клімату на біосферу впливають різні скам’янілості, однорічні дерева, пилок тощо. охороняються.

1.2.2 Кліматичні обмеження

Процеси, що контролюють кліматичну систему, в сукупності називаються кліматичними обмеженнями. Оскільки кліматична система регулюється зовнішніми впливами, ці процеси також називають зовнішніми обмеженнями. Зовнішні обмеження не впливають, або лише дуже повільно, на зовнішні обмеження. Важливо підкреслити, що система Земля-атмосфера перебуває в енергетичному балансі з моменту свого створення, а це означає, що кількість енергії, яка надходить і виходить із системи, однакова. В результаті зовнішніх кліматичних обмежень енергетичний баланс атмосфери змінюється таким чином, що змінюється сторона «доходів» або «витрат». В результаті змінюється стан кліматичної системи (клімату). Поки енергетичний баланс системи Земля-атмосфера підтримується, в кліматичній системі створюється інший стан рівноваги, в результаті чого клімат стає теплішим або холоднішим.

Кліматичне обмеження стосується зміни енергії, що поглинається на висоті тропопаузи в повітряній колоні на одиницю площі (одиниця: Вт/м 2). Кліматичні обмеження включають як позаземні (позаземні), так і внутрішні (наземні) фактори. Найважливіші обмеження, що впливають на клімат, узагальнені в таблиці 1.1.

1.1. Таблиця 2 - Кліматичні обмеження кліматичної системи.