Изучение климата, особенно его стремительные изменения, вышло на первый план глобальной повестки. Вместе с преподавателем географии в Домашней школе Фоксфорда, членом Русского географического общества (РГО) Василием Горбуновым разбираемся, какие изменения происходят прямо сейчас, и что каждый из нас может сделать для сохранения природы.
Что такое климат
Климат — это статистическое описание состояния атмосферы и земной поверхности в конкретном регионе за длительный период времени, как правило, около 30 лет. Это обобщенная картина типичных погодных условий, их сезонной динамики, экстремальных явлений, характерных для конкретной местности.
Климат описывается средними значениями ― температурой, осадками, влажностью ― и показателями изменчивости, например, разницей тепла и холода, частотой засух или наводнений за многолетний период. Он определяет природные зоны, типы почв, растительный и животный мир, а также хозяйственную деятельность человека.
Чем климат отличается от погоды
Разберем отличия в терминологии:
- Погода ― сиюминутное состояние атмосферы в конкретном месте и в конкретное время. Это то, что мы видим за окном прямо сейчас: дождь, снег, солнце, ветер, температуру на данный момент. Погода изменчива и непредсказуема в деталях на сроки более 7−10 дней.
- Климат ― погодный режим за длительный период (десятилетия). Это обобщенное описание того, какая погода типична для определенного региона: холодные снежные зимы, жаркое сухое лето, сезон дождей и т. д. Климат более устойчив, но тоже может меняться под влиянием различных факторов, в том числе глобальных.
Пока сохраняются современные параметры Солнца — главного климатообразующего фактора на Земле — резкого и критического изменения климата на нашей планете не предвидится. Он также будет относительно медленно циклично меняться. А вот через несколько миллиардов лет из-за сильного изменения Солнца можно будет ждать и критических изменений климата Земли. Но современному человечеству это не грозит.
Какие факторы влияют на климат
Формирование климата в любой точке Земли — результат сложного взаимодействия множества факторов. Рассмотрим основные из них.
1. Солнечная радиация
Первичный источник энергии для климатической системы. Количество получаемой солнечной энергии зависит от широты (угла падения лучей), времени года и циклических изменений солнечной активности (солнечные циклы).
2. Орбитальные параметры Земли
Сюда входят изменения формы орбиты Земли, угла наклона и направления земной оси. В совокупности все они влияют на распределение солнечной радиации по сезонам и широтам, являясь ключевым драйвером ледниковых периодов.
3. Циркуляция воздушных потоков
Глобальная система ветров (пассаты, западные ветры умеренных широт, муссоны), струйные течения, области высокого и низкого давления переносят тепло и влагу по планете, смягчая контрасты между экватором и полюсами.
4. Океанические течения
Морские течения (например, Гольфстрим) переносят огромные массы теплой или холодной воды на тысячи километров, значительно влияя на климат прибрежных регионов. Для сравнения: в Западной Европе теплее, чем на тех же широтах в Канаде.
5. Рельеф и высота над уровнем моря
Горы могут блокировать движение воздушных масс и осадков, создавая резкие климатические контрасты на небольших расстояниях. С высотой температура падает, УФ-излучение увеличивается, а воздух становится более разреженным.
6. Распределение суши и моря
Моря и океаны медленнее нагреваются и остывают, чем суша, что приводит к возникновению более умеренного климата на побережьях и более континентального (с большими перепадами температур) внутри материков.
7. Состав атмосферы и парниковый эффект
Газы, такие как водяной пар (H₂O), углекислый газ (CO₂), метан (CH₄) и оксид азота (N₂O), задерживают часть теплового излучения Земли, создавая естественный парниковый эффект, без которого планета была бы слишком холодна для жизни. Однако антропогенное усиление концентрации этих газов приводит к дополнительному разогреву, более известному как глобальное потепление.
8. Альбедо (отражательная способность поверхности)
Альбедо ― доля солнечной радиации, отражаемая обратно в космос. Светлые поверхности, такие как трава, снег имеют высокое альбедо и охлаждают планету, а темные ― асфальт, городская застройка ― низкое альбедо и способствуют нагреву.
9. Деятельность человека
Антропогенное воздействие человека ускоряет трансформацию климата на Земле. Человек вмешивается во множество естественных процессов, изменяя и трансформируя их. Однако даже комплексного влияния всего человечества недостаточно для полного изменения климатического рисунка планеты.
По словам эксперта, сегодня ученые пришли к выводу, что деятельность человеческого общества влияет на климат Земли. Одним из примеров является углекислый газ. Человечество выделяет его в больших количествах, например, при сжигании любого вида топлива: уголь, нефтепродукты, природный газ.
Типы климата
Климаты Земли разнообразны и классифицируются по различным системам. Наиболее широко используется классификация Владимира Кеппена, основанная на режимах температуры и осадков:
- Экваториальный климат ― жарко круглый год (средние месячные температуры +25…+28°C), обильные осадки весь год или с коротким сухим сезоном.
- Субэкваториальный климат ― малая разница температур, неравномерные осадки. Представляет собой смесь экваториального и тропического климатов.
- Тропический климат ― ярко выраженный сухой сезон зимой и влажный летом. Саванны. Температуры всегда высокие.
- Субтропический климат ― жаркое лето, мягкая зима.
- Умеренный климат ― теплое или жаркое лето, холодная зима.
- Субарктический/Субантарктический климат ― длинная, очень холодная зима, короткое прохладное лето. Вечная мерзлота.
- Арктический/Антарктический климат ― температуры ниже 0 круглый год. Осадков мало, преимущественно в виде снега.
Карта климатических поясов
Ниже мы представили карту климатических поясов:
По словам эксперта, климат на Земле непрерывно меняется. При этом его изменения относительно повторяются. Выделяют разные по продолжительности циклы изменения. Одни длятся несколько десятков лет, другие — миллионы.
Особенности климата России
Климат России разнообразен из-за огромной территории. Через нее простираются 11 часовых поясов. Свою лепту вносит и преимущественно равнинный рельеф, не препятствующий меридиональному переносу воздушных масс.
Основные черты:
- Континентальность преобладает на большей части территории страны ― очень холодная, продолжительная, малоснежная зима и короткое, но часто жаркое лето. Большие годовые амплитуды температур (до 60−70°С в Якутии).
- Четкая сезонность ― ярко выражены все четыре времени года.
- Морозность ― огромные пространства с отрицательными зимними температурами. Зона вечной мерзлоты занимает около 65% территории.
- Разнообразие ― от субтропического влажного на Черноморском побережье Кавказа (Сочи) до арктического на островах Северного Ледовитого океана; от морского умеренного в Калининградской области до экстремального резко континентального в Якутии (Оймякон ― полюс холода Северного полушария).
- Неравномерное увлажнение ― от избыточного на Северо-Западе и Дальнем Востоке до резко недостаточного в Прикаспийской низменности.
Влияние человека на климат
Человеческая деятельность стала мощным фактором, который повлиял на климатическую систему, особенно с начала индустриальной эпохи (середины XVIII века).
Главное проявление — усиление парникового эффекта, ведущего к глобальному потеплению. Его распространению способствуют:
- Выбросы отработанных газов (уголь, нефть, газ) для энергетики, транспорта и промышленности, снижающих качество атмосферы.
- Сливы сточных вод в мировой океан из самых разнообразных источников ― от судов до заводов.
- Изменение землепользования: искусственное регулирование водных объектов, осушение болот, распашка степей, засоление почв меняют альбедо поверхности, влагооборот и эмиссию парниковых газов.
- Некорректная урбанизация. Для устойчивого развития крупных экосистем в условиях урбанизации необходимо, чтобы площадь застройки составляла 60%, а зеленых насаждений — 40%. Однако часто это условие игнорируется, что приводит к локальным (и вследствие — глобальным) нарушениям климатического режима.
Стоит отметить, что не вся деятельность человека приводит к ухудшению ситуации на планете. Человечество активно осваивает методы снижения негативного воздействия: поиски альтернативных источников энергии, изменение режима природопользования, а также восстановление уже использованных природных ресурсов.
«Человек оказывает влияние на климат планеты, понемногу повышая среднюю температуру воздуха за счет увеличения количества парниковых газов в атмосфере. Но на этом все не заканчивается, ― отмечает Василий Горбунов. ― Такое глобальное потепление ведет к изменениям, например, в системе океанических течений, которые, в свою очередь, определяют климат на материках».
Главное о климате
- Климат ― это многолетний (30+ лет) статистический режим погоды в регионе, определяющий его экосистемы и жизнь людей.
- Отличается от погоды масштабом времени: погода ― сиюминутное состояние, климат ― долговременная закономерность.
- Формируется сложным взаимодействием факторов: солнечная радиация, орбита Земли, атмосферная и океаническая циркуляция, рельеф, распределение суши и моря, состав атмосферы (парниковые газы), альбедо поверхности.
- Разнообразен по типам: от жаркого экваториального до ледяного арктического, классифицируется по температуре и осадкам.
- В России преобладает умеренно континентальный тип с холодной зимой, жарким летом и большой годовой амплитудой температур; характерны вечная мерзлота и разнообразие от субтропиков до Арктики.
- Человек влияет на климат в глобальном масштабе, главным образом через выбросы газов от сжигания ископаемого топлива, что усугубляет проблему глобального потепления.
- Антропогенное потепление ― научно доказанный факт, ведущий к таянию льдов, росту уровня моря, учащению экстремальных погодных явлений и угрожающий экосистемам и обществу.
- Понимание климата и его изменений критически важно для разработки стратегий адаптации и смягчения последствий для устойчивого будущего планеты.