Природа для студ / 4.Климат и воды

Лекция 4. Климат

Климат - один из сильных факторов формирования экологических условий. Виды растений и животных, биоценозы в целом за долгую историю эволюции приспособились к климату каждого определенного места. Поэтому в естественных ландшафтах не бывает плохого или хорошего климата.

Деятельность современного человека зачастую не соответствуют климату территории, на которой он живет: выращиваются такие сорта сельскохозяйственных растений, которые часто подвергаются заморозкам; богарное земледелие заменяется поливным, возделывают хлопчатник, рис, кукурузу, говоря о неблагоприятных свойствах климата.

Общий климатический фон каждой экосистемы создается внешними по отношению к ней факторами: общим зональным радиационным режимом и общей циркуляцией атмосферы. Их сочетание формирует разные типы климатов, создавая экологические различия разных территорий.

Свойства самих экосистем (рельеф, обводнённость, растительность и др.) приводят к формированию местных климатов и микроклиматов.

Климатообразующие факторы и процессы: радиационный режим, циркуляция атмосферы, влияние подстилающей поверхности

Радиационный режим. Южное географическое положение – хорошая теплообеспеченность: суммарная солнечная радиация достигает 125 ккал/см² в год (от 4897 МДж/год на м² в Белогорске до 5317 в Черноморском).

Зимой поступает 10 %, весной – 30 %, летом – 40 % (максимум на западном побережье, минимум - в горных районах), осенью – 20 %.

Радиационный баланс только в декабре и январе отрицательный на яйлах. С подъемом на 100 м радиационный баланс уменьшается на 25 МДж/год м² в год, а температура воздуха - на 0,65^0.

Продолжительность солнечного сияния в год составляет 2000-2500 часов. Наблюдения за солнечной энергией ведутся на Карадаге, в Ялте и Евпатории.

рис.

Циркуляция атмосферы.

Воздушные массы (ВМ) – КУВ, МУВ, КТВ. Основные барические центры: Азорский антициклон, ось Воейкова, Западный перенос.

Зимой – в основном западный зональный перенос УВМ. Из-за установления гребня высокого атмосферного давления в полосе 50⁰ (ось Воейкова - отрог Азиатского антициклона) Крым попадает в зону действия холодного воздуха с северо-востока (КУВ).

Летом полуостров находится под воздействием местных хорошо прогретых УВМ, иногда поступают атлантические циклоны с северо-запада. Юг полуострова - в сфере ТВМ, поступающих из Азорского антициклона.

рис.

Для формирования экологических ситуаций, связанных с деятельностью человека (прежде всего с загрязнениями), важны характеристики переносов воздуха: скорость, постоянство или непостоянство воздушных масс, направление.

Так, в течение холодного периода года над полуостровом активно перемещаются циклоны – атлантические (с северо-запада) или средиземноморские (с юго-запада). Благодаря этому территория в целом хорошо проветривается.

В периоды установления высокого давления могут наблюдаться штили, при этом выбрасываемые в воздух загрязнения как бы «запираются» в приземном слое. Антициклональный тип погоды - самый опасный.

Летом циркуляционная активность снижается – над территорией господствуют местные воздушные массы: создаются значительные предпосылки для застаивания воздуха и для накопления воздушных загрязнений (особенно в предгорных районах – в межгрядовых понижениях, в Симферопольской котловине), в глубоких предгорных долинах (Черная, Бельбек, Кача).

В приморских районах летом благодаря бризам в прибрежных районах города хорошо проветриваются.

Подстилающая поверхность.

Горный рельеф:

1/ усиливает температурный контраст между равнинной частью и ЮБК (абсолютный минимум температур на севере Крыма –37⁰, в предгорье –30⁰, в восточной части ЮБК –20⁰, -25⁰, в западной –15⁰, -17⁰).

2/Препятствуя проникновению северных ветров зимой и усиливая действие МУВ), обусловливает формирование на южном побережье субтропического климата.

3/Влияет на распределение и количество атмосферных осадков.

4/ Изменяет годовую сумму возможной прямой радиации на широте Крыма (% от суммы для горизонтальной поверхности):

Южные склоны крутизной 30⁰ - 125%

Южные склоны крутизной 10⁰ - 115%

Северные склоны крутизной 30⁰ - 55%

Северные склоны крутизной 10⁰ - 83%

Влияние Черного и Азовского морей проявляется в аккумуляции морем тепла, в смягчении температурных контрастов, в бризовой циркуляции на побережье.

Средние температуры для параллели 45⁰

Крым Земной шар Зап. п/ш. Вост. п/ш.

январь -1,2 3,0 -5,0 -0,7

июль 19,9 15,0 25,0 21,1

год.амплитуда 21,1 12,0 30,0 21,8

----------------------------------------------------------------------------------

Бризы проникают на южном побережье полуострова на 2-4 км, в степном Крыму на 20-30 км.

Характеристика метеоэлементов

Температурный режим:

- высокие среднемесячные температуры летом;

• зимой нулевая изотерма проходит через юго-западную часть полуострова и по ЮБК.

Но переходное положение полуострова между климатическими поясами (умеренным и субтропическим) делает его климат не стабильным. Случаются зимы, когда вымерзают садовые культуры, виноград.

Абсолютный минимум температур (в ⁰С) в Крыму:

Керчь - 25,6

Клепинино - 33,1

Евпатория – 27,9

Симферополь – 30,2

Феодосия – 25,2

Севастополь – 22,0

Ялта – 15,1

Ай-Петри – 27,4

В странах Центральной и Северной Европы зимы теплее. Меридиональное расположение изотерм января: абсолютный минимум температур в Бергене (Норвегия) и Стамбуле (их разделяет расстояние в 3000 км) одинаков (- 16,1⁰С). Близость к теплой Атлантике позволяет расти вечнозеленым растениям (плющ, тис, магнолии) даже в Шотландии.

Ежегодные заморозки (понижения температуры ниже нуля градусов в весеннее и осеннее время при положительной среднесуточной температуре) – в предгорном и равнинном Крыму, особенно в пониженных элементах рельефа: замкнутых долинах, котловинах (узкие долины Бельбека, Качи, Альмы в средней части, Байдарская долина).

Даты последнего особенно опасного весеннего заморозка:

Керчь 23.05

Нижнегорск 16.05

Орлиное 14.06

Голубинка 1.06

Симферополь 23.05

В Западной Европе благодаря постоянному теплому ветру с Атлантики заморозков не бывает.

Важная экологическая (и ресурсная) характеристика климата - сумма температур, обеспечивающих активную вегетацию сельскохозяйственных культур. В Крыму - 3500-3700⁰ (на некоторых участках ЮБК - более 4000⁰).

Необходимые суммы температур для некоторых культур:

кукуруза 2100-2700⁰

сахарная свекла 2200-2400⁰

огурцы 1900-2000⁰

томаты 1800-2000⁰

виноград сорта Чауш 2500⁰

Кокур 3000⁰

Шабаш 3300⁰

Продвижение культуры винограда в горы лимитируется суммой активных температур в вегетационный период. В Ялте - до высоты 400 м, Алуште – 300 м, Приветном – 200 м, Судаке – 100-150 м для поздних сортов. Для ранних верхняя граница располагается в западной части на 600-700 м, в восточной – 200-400 м.

Атмосферные осадки - основной источник влаги в ландшафте, играют значительную экологическую роль для произрастания растений, протекания почвенных процессов, способствуют выносу загрязнений из ландшафтов.

Небольшое количество осадков (350-450 мм) создает экологические условия для формирования зональных степных ландшафтов (сухих и типичных степей).

Наибольшее количество осадков (до 1500 мм) в верхних частях склонов яйлинских массивов и горных хребтов на высоте 1000–1400 м способствует произрастанию лесных и луговых ландшафтов.

рис.

В равнинной части Крыма каждые четыре летних сезона из десяти - засушливые. Весенние засухи сопровождаются пыльными бурями.

Величина увлажнения (коэффициент увлажнения – k) соотношение суммы атмосферных осадков к величине испаряемости:

k = .

Большая часть полуострова характеризуется увлажнением, ограничивающим процессы биологического круговорота и замедляющим разложение загрязняющих веществ. Лишь горные районы на высоте 600 м и выше имеют достаточное увлажнение. В ветровой тени остается восточная часть ЮБК (район Судака) и летом и зимой.

Дифференциация климатов

В пределах полуострова преобладают три главных типа климата.

Равнинный Крым - это южная часть умеренного пояса, тип климата – степной умеренно-континентальный с жарким сухим летом и прохладной влажной зимой.

В течение года преобладают УВМ. Зимой особенно ощутимы сухие холодные ветры, дующие с оси Воейкова.

Ср. темп. янв. –2⁰ (от 0 до -2,3⁰), ср. темп. июля +24. (от 22⁰ до 23,5⁰). Годовая сумма осадков 340-480 мм (в прибрежных частях на 80-100 мм больше). Летний максимум, зима малоснежная.

В горах (на высоте 1 – 1,5 км) – горно-лесной слабоконтинентальный с теплым относительно влажным летом и прохладной (холодной) влажной зимой.

Высотная климатическая поясность. В среднем на 0,65° понижается температура на каждые 100 м. Ср. темп. янв. на яйлах –4°. Зимы на яйлах не суровые, сильных морозов, как в степном Крыму, не бывает.

Ср. темп. июля +16-17°. На западе выпадает 800-1300 мм осадков в год, на востоке – 650-750 мм.

Сильные ветры – ср. скорость ветра на Ай-Петри 6,2 м/сек (а в Ялте – 2,1). Число дней с сильным ветром (более 15 м/сек) на Ай-Петри – 81,5 (в Ялте – 8,5). Максимальная скорость ветра на яйлах – 42 м/сек. Периодически (раз в 3-4 года) возникают ураганные ветры со скоростью до 37-42 м/сек. Часты туманы. Около 60 дней лежит снег.

Южный берег – субсредиземноморский слабо континентальный тип климата на северной окраине субтропического пояса с жарким сухим летом и относительно теплой влажной зимой.

Смена по сезонам года МУВ и КТВ.

Ср. темп. янв. +3,8° (теплее всего в Мисхоре и Форосе). Минимум темп. –14,5°. Ср. темп. июля +24,1°, жара легко переносится из-за сухости воздуха и бризов. Невелика и суточная амплитуда температур (хорошо переносится легочными больными).

Ср. абс. мин. темп.: -7°, -11° (зап. ЮБК); -10°, -16° ( вост.)

в наиболее хол. зимы: -14°,-16°(зап.); -18°, -25° (вост.)

Сумма температур > 10°: 3700-4200° (зап.), 3400-3900° (вост.).

Осадки – 350-650 мм в западной части (зимний максимум) и 350-460 мм в восточной (летний максимум).

Юго-западная часть горного Крыма - климат субсредиземноморский, граница – чуть севернее Бахчисарая. Здесь зимние осадки, температура января 0°, +2°.

В пределах горного Крыма климат существенно меняется:

: Ср.темп. возд. :Прод. : Осадки, мм : Испаряе-

:-------------------- :безмороз ----------------- : мость

: год:июля: янв. :ного : год: в тепл. : за год,

: : :периода: : пер. : мм

: : : (дни) : : :

---------------------------------------------------------------------------------------------

Ю Б К 13,2 24,1 +3,7 259 550 250 900-1000

Южный макроскл. 9,1 20,0 -0,8 206 657 300

Яйла 5,7 15,6 -3,8 149 960 450 517

Сев. макроскл. 7,5 17,5 -2,0 153 740 410 600

Внутр. межгряд. 9,0 20,0 -1,3 155 580 335 719

понижение

Внутр. куэста 10,3 21,1 +0,3 185 450 250 855

Между ними наблюдаются переходные типы – предгорный лесостепной, приморский степной.

Местные климаты – климаты небольших территорий (в поперечнике от километров до первых десятков километров) формируются под влиянием форм мезорельефа: так, в глубоких горных долинах (верховья рек Черная, Бельбек, Кача, Альма, Салгир, Биюк-Карасу и др.) происходит накопление холодного воздуха, меньше солнечной энергии из-за затенения соседними хребтами.

Микроклимат зависит от характера растительности, микрорельефа, литологии горных пород, почв: в лиственном лесу в солнечный летний день температура воздуха на 10-15С ниже по сравнению с открытым пространством. Песчаные почвы прогреваются сильнее глинистых и т.п.

В долине Салгира температура днем более высокая, чем на грядах, и более низкая ночью. В долине часто дуют долинные ветры, приносящие с гор прохладный воздух.

Байдарская котловина – застаивается холодный воздух, здесь ниже абсолютный минимум.

Баракольская котловина (в 4 км севернее Коктебеля) – с с-в и севера ограничена хр. Узун-Сырт (высотой 250 м), с с-з – г. Коклюк (345 м), с юга – невысокие хребты. Проветривание ослаблено. Летом скапливается теплый воздух, нагреваются склоны хребтов, возникают термики – всплывающие нагретые порции воздуха, используемые планеристами.

На ЮБК зимой на высотах 40-100 м наблюдается более теплая зима (в восточных районах эта инверсия выражена слабее), что обусловлено стеканием с гор холодного воздуха и его застаиванием у моря.

Таким образом, экологическая картина конкретной территории складывается из сочетания особенностей типа климата, местного климата и микроклимата.

Экологическая ситуация во многом зависит также от периодичности и степени проявления экстремальных (опасных) погодно-климатических явлений: засуха, сильные ветры, пыльные бури, заморозки, сильные морозы, град, гололед, изморозь, грозы, сход снежных лавин (в отдельные многоснежные зимы в горном Крыму), штормы на Черном море.

Засухи - повторяемость 80-90%, почти ежегодно. В равнинной части Крыма засушливыми бывают каждые четыре летних сезона из десяти.

В Западной и Северной Европе не бывает засух, так как образуется зона низкого атмосферного давления. Но большое количество пасмурных дней не угнетает вегетацию растений, поскольку компенсируется удлинением светового дня.

1-я метеостанция в Симферополе была организована Ф. Мюльгаузеном (1775-1853).

Экологическая оценка климата зависит от целей и субъектов: для курортной деятельности, для сельского хозяйства, для коммунальных нужд, строительства и т.д.

В целом уникальность климата Крыма связывают с обилием тепла, сухостью воздуха, мягкостью зимы, обилием солнца в течение года, сочетанием аэроионов морского воздуха, горного, а также фитонцидов хвойных лесов.

Хотя вместе с тем климат полуострова отличается и своей изменчивостью. В отдельные годы бывают значительные отклонения температур от средних многолетних, хотя и непродолжительные. Особенно резко колеблется сумма выпадающих атмосферных осадков.

Годовое количество осадков в мм

---------------------------------------------------------------------------------------------

среднее минимальное максимальное

Степной Крым 340-425 115-250 490-720

Предгорье 450-490 190-340 715-870

Ю Б К 430-550 160-280 1030

Западные яйлы 960 410 1650

Литература

Климат и опасные гидрометеорологические явления Крыма. – Л.: Гидрометеоиздат, 1982. – 318 с.

Ведь И.П. Климат. Мезо- и микроклиматическое разнообразие Крыма //Биологическое и ландшафтное разнообразие Крыма: проблемы и перспективы. – Симферополь: Сонат, 1999. – С.10-12.

Климатический атлас Крыма. – Симферополь: Сонат, 2000. – 118 с.

Экология Крыма. Справочное пособие. – Симферополь: 2003. - С. 40-51.

Агроклиматический справочник по Крымской области. – Л.: Гидрометеоиздат, 1959. – 136 с.

Внутренние воды (поверхностные и подземные)

В южных регионах вода определяет условия жизни как растений и животных, так и человека. В Крыму малое количество внутренних вод, слабо развитая гидрографическая сеть и особенности гидрологического режима делают этот природный компонент одним из наиболее экологически значимых.

Реки Крыма небольшие, постоянные водотоки формируются только в горной и предгорной частях, на равнинах рек практически нет.

Общая водность незначительна. Средний многолетний сток для всего Крыма составляет 1,0 л/сек. км², в горной части – 3,1. Водность многих рек падает от верховьев к низовьям. Самая многоводная река – Бельбек. В верховьях почти все реки имеют горный характер, есть водопады, например, водопад Учан-Су (98 м), Джур-Джур на р. Восточный Улу-Узень (расход – 236 л/сек, высота 17 м), Головкинского (12 м) на р. Улу-Узень.

Питание рек смешанное (дождевые и снеговые воды, карстовые источники). При общей небольшой водности велика роль горных источников в поддержании и функционировании устойчивых природных экосистем полуострова.

рис.

• Неравномерный расход по сезонам года. Частые паводки (внезапные подъемы уровня воды в реках на 2–3 м, иногда на 4–6 м после сильных ливней), селевые потоки (наиболее часто - в восточной части ЮБК, на реках Ускут, Ворон, Ай-Серез, Шелен, Кутлак). Мощность селевых отложений достигает 3 м. Результат селей - неустойчивое состояние в долинных экосистемах, ущерб хозяйству, опасность жизни людей (1967 г.- погибло 20 чел.), но при этом они за счет обломочного материала и мощных конусов выноса формируют морские пляжи.

Ограниченность ресурсов поверхностных вод - трудности с водообеспечением населения, развитием водоемких отраслей хозяйства, иногда - вспышки инфекционных заболеваний. Необходимость сбора и хранения воды в бассейнах, прудах, водохранилищах. Сток всех крупных рек Крыма зарегулирован.

Водохранилища - более влажные микроклиматы, развитие прибрежных экосистем, изменения в орнитофауне, «цветение воды», процессы эвтрофикации приводят к их постепенному зарастанию.

Озера

Размещены озера группами: Перекопская, Тарханкутская, Евпаторийская и Керченская.

Почти все озера на полуострове образовались на месте морских заливов и располагаются вблизи моря - озера лиманного происхождения. Они мелководны, с соленой водой – рапой, иловыми грязями, во многих из них есть ценные лечебные грязи.

С ресурсной точки зрения значение озер невелико – на полуострове не хватает пресной воды. Лечебно-оздоровительную ценность представляют сульфидные грязи и химический состав рапы как промышленное сырье.

С экологической точки зрения их кажущаяся роль в окружающих ландшафтах как бы тоже незначительна. Но ценность природных объектов определяется не только их практической пригодностью, но и тем, что они формируют экологические параметры окружающей среды.

Мелкие и соленые крымские озера, разбросанные по однообразным плоским равнинам, выступают как своеобразные ядра стабилизации ландшафтной структуры полуострова, они создают особое пейзажное разнообразие на обширных степных пространствах.

Озера являются своеобразными центрами биологической жизни, являясь местами гнездовий и остановок перелетных птиц, поддерживая установившиеся природные связи в степных сообществах. Их нельзя рассматривать как «бесполезные» и использовать для складирования промышленных и бытовых отходов.

Подземные воды формируются в горном Крыму, где выпадает наибольшее количество атмосферных осадков.

Наиболее обводнены верхнеюрские известняки.

Здесь формируются многочисленные источники, в т.ч.

- Карасу-Баши (питает р. Биюк-Карасу) - 1500 л/сек

- Скельский (р. Черная) - 1380 л/сек

- Аян - 567 л/сек

- Пания (р. Аузун-Узень в Большом Каньоне) - 370 л/сек.

- Ай-Иори, Ай-Алексий – на ЮБК.

Огромна экологическая роль карстовых вод, накапливающихся в горных массивах и питающих источники. Трещинно-карстовые воды пополняет конденсационная влага: карстовые полости являются водными коллекторами - за счет конденсации обра­зуется 7–14% от годовой суммы атмосферных осадков.

Из-за слабой способности к самоочищению в процессе циркуляции в закарстованных породах существует опасность бактериологического загрязнения трещинно-карстовых вод.

Обводненными также являются аллювиальные отложения, оползневые массивы, обвальные нагромождения. Таврический и среднеюрский флиш практически безводны и пласты его водоупорны.

В пределах равнинного Крыма вода скапливается в тектонических понижениях - больших артезианских бассейнах (Белогорский, Северо-Сивашский, Альминский). Пресные воды бассейнов широко используются населением для питьевых целей.

На северо-востоке Керченского полуострова - малые артезианские бассейны в синклиналях-мульдах, а юго-запад Керченского полуострова (где развиты плотные майкопские глины) практически безводен.

Литература

Олиферов А.Н., Тимченко З.В. Реки и озера Крыма. – Симферополь: Доля, 2005.

Тимченко З.В. Водные ресурсы и экологическое состояние малых рек Крыма. – Симферополь: Доля, 2002.

Доб.