Klimat

Edytuj
Komentarze              Archiwum wersji (wszystkie edycje)

Skopiowano ze stron roboczych projektu Wolne Podręczniki

POGODA A KLIMAT

Potocznie używamy często sformułowań: ,,Mamy dzisiaj piękną pogodę" albo: ,,Jutro nie będzie pogody – według prognoz cały dzień ma padać deszcz". Pierwsze wyrażenie oznacza najczęściej słoneczny, ciepły, bezwietrzny dzień. Drugie w istocie mówi o przewidywanych całodniowych, intensywnych opadach deszczu, całkowitym zachmurzeniu i dużej wilgotności powietrza, ale nie jest w całości poprawne. Nie można powiedzieć, że w jakimś momencie nie ma pogody. Pogoda jest zawsze - to chwilowy stan atmosfery, który nieustannie się zmienia. Stan ten charakteryzujemy poprzez opis elementów pogody. Należą do nich między innymi:

  • temperatura powietrza - do określania jej wartości najczęściej stosuje się skalę wyrażoną w stopniach Celsjusza [°C] - taki podział jest powszechnie stosowany we wszystkich państwach Europejskich. Znacznie rzadziej stosowany jest podział według skali Fahrenheita [°F]. Obowiązuje on m.in. w Stanach Zjednoczonych. Ponadto wartość temperatury powietrza wyrazić można w kelwinach [K]. Zmienność temperatury w ciągu doby zależy w dużym stopniu od położenia Słońca względem linii horyzontu. Temperatura powietrza jest tym niższa, im niżej znajduje się Słońce nad horyzontem i spada średnio o 0,6 °C na każde 100 m.
  • ciśnienie atmosferyczne - to siła, z jaką słup gazów zawartych w całej atmosferze naciska na znajdującą się pod nim powierzchnię Ziemi. Podstawową jednostką miary ciśnienia atmosferycznego jest hektopaskal (hPa). Średnia siła nacisku na wysokości poziomu morza, określana jako ciśnienie normalne, wynosi 1013 hPa. Wraz ze wzrostem wysokości ponad poziomem morza następuje spadek ciśnienia atmosferycznego. Wynika to ze zmniejszania się grubości atmosfery leżącej nad daną powierzchnią.
  • wiatr - jest to poziomy ruch powietrza nad powierzchnią Ziemi, powstający na skutek różnic ciśnienia atmosferycznego. Wiejąc od wyżu do niżu, dąży do wyrównywania tych różnic. Opisując pogodę określamy kierunek i prędkość (siłę) wiatru. Prędkość wiatru zależy od tzw. gradientu ciśnienia, czyli od różnicy wysokości ciśnienia atmosferycznego pomiędzy sąsiadującymi obszarami. Im większa jest owa różnica, tym wiatr jest silniejszy. Określając kierunek wiatru, przedstawiamy informacje o tym skąd wiatr wieje (np. wiatr północno-wschodni oznacza, że wiatr wieje z północnego wschodu na południowy zachód).
  • wilgotność powietrza - oznacza zawartość pary wodnej w powietrzu. Ilość pary wodnej jaką jest w stanie "wchłonąć" powietrze zależy od jego temperatury. Im cieplejsze powietrze, tym więcej pary wodnej może w sobie pomieścić. Gdy nagrzane powietrze zawierające w sobie parę wodną zacznie się unosić i ochładzać, następuje kondensacja zawartości pary wodnej. W rezultacie zwiększa się jego wilgotność. W momencie gdy osiągnie ona 100%, para wodna ulega kondensacji - następuje jej skroplenie i dochodzi do powstania chmur. Mają one różnorodną budowę i z tego powodu przybierają różne kształty. Istnieją trzy podstawowe rodzaje chmur: pierzaste, kłębiaste i warstwowe.
  • zachmurzenie - powstaje w wyniku skraplania się pary wodnej zawartej w powietrzu i określa stopień pokrycia nieba chmurami.
  • opady - określamy zarówno ich ilość, intensywność jak i rodzaj. Wśród opadów zbudowanych z kropelek wody wyróżniamy deszcz i mżawkę (bardzo drobne kropelki). Kryształki lodu spadają na powierzchnię Ziemi w postaci płatków śniegu lub gradu (zbitych bryłek lodu).
Chmura burzowa (Cumulonimbus)
Chmura burzowa (Cumulonimbus)


Warto wiedzieć!

Najbardziej gwałtowne zjawiska pogodowe przebiegają w chmurze burzowej zwanej Cumulonimbus. Jest to chmura silnie rozbudowana w pionie, przynosząca wyładowania atmosferyczne w postaci błyskawic i grzmotów, gwałtowne opady, które mogą przybrać postać gradu. Chmury tego typu w strefie międzyzwrotnikowej osiągają grubość kilkunastu kilometrów i powodują ulewne opady deszczu.


Ogół zjawisk pogodowych w okresie wieloletnim na danym obszarze składa się na klimat. Jego właściwości ustalane są na podstawie prowadzonych regularnie pomiarów temperatury powietrza, opadów atmosferycznych, wiatru i innych elementów pogody. Są one przedstawiane jako wartości średnie, które na danym obszarze występują przez okres najczęściej 20-30 lat. Dane te w sposób graficzny prezentowane są na wykresach, zwanych klimatogramami.

Klimatogram dla Wrocławia
Klimatogram dla Wrocławia
Zapamiętaj

Klimatogramy są wykresami, które ilustrują przebieg średnich miesięcznych:
1. Temperatur powietrza (w postaci linii)
2. Sum opadów (w postaci słupków)

Osie pionowe wykresu są przedstawione są w odpowiedniej skali (temperatura – w stopniach Celsjusza, suma opadów w milimetrach). Skale na osiach są dobrane tak, aby patrząc na wykres można było scharakteryzować poszczególne cechy klimatu. Przebieg średniej temperatury powietrza w ciągu roku zobrazowany jest za pomocą linii, sumy opadów atmosferycznych poprzez słupki. Na osi poziomej zaznaczono poszczególne miesiące roku.


CZYNNIKI KLIMATOTWÓRCZE

Klimat danego obszaru kształtowany jest przez wiele czynników zwanych klimatotwórczymi, do których należą:

  • stopień oświetlenia - określa ilość energii słonecznej docierającej na dany teren; jest ona uzależniona od szerokości geograficznej, na której teren ten jest położony;
  • odległość od mórz i oceanów;
  • ukształtowanie powierzchni - usytuowanie łańcuchów górskich względem kierunków świata czy napływających mas powietrza;
  • prądy morskie;
  • pokrycie terenu i działalność człowieka - zróżnicowanie ze względu na sposób użytkowania ziemi. Inne cechy ma klimat na terenach pokrytych lasami, inne - na terenach otwartych (łąk, pól). Specyficzne warunki klimatyczne występują na terenach silnie przekształconych przez człowieka, gdzie w obrębie miast istnieje gęsta i rozbudowana sieć drogowa.


Stopień oświetlenia

Ilość energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi decyduje o stopniu nagrzania podłoża. Przekłada się to na zróżnicowanie wartości temperatur powietrza w różnych szerokościach geograficznych.

TEMPERATURA POWIETRZA

Średnie miesięczne temperatury powietrza
Średnie miesięczne temperatury powietrza


Najwyższe średnie roczne temperatury powietrza występują w strefie międzyzwrotnikowej, w której Słońce w ciągu roku góruje w zenicie. Rekordowo wysokie wartości notowane są w rejonie zwrotników. Im bliżej biegunów, tym bardziej temperatura spada. Na obszarze znajdującym się pomiędzy 40° a 60° szerokości geograficznej waha się w przedziale 0-15°C, natomiast powyżej kół podbiegunowych (66°33’ N/S) spada poniżej zera.

Warto wiedzieć!

W Libii w 1922 roku termometry zanotowały najwyższą wartość temperatury powietrza: 57,8 °C. Najniższa temperatura powietrza zmierzona została na Stacji Wostok na Antarktydzie, gdzie w 1983 roku termometry pokazały -89,6°C.



OPADY ATMOSFERYCZNE

Średnie opady na Ziemi w 2009 roku
Średnie opady na Ziemi w 2009 roku


Ruch powietrza w wyżu i niżu barycznym
Ruch powietrza w wyżu i niżu barycznym

Energia słoneczna uruchamia proces krążenia powietrza w przypowierzchniowej warstwie atmosfery. W rejonie równika Słońce dwukrotnie w ciągu roku znajduje się w zenicie, a w momencie przesilenia letniego i zimowego góruje na wysokości 66°33’ nad linią horyzontu. Tak duża ilość energii powoduje silne nagrzanie podłoża i parowanie. W konsekwencji na obszarze tym dochodzi do obniżenia ciśnienia atmosferycznego. Powstaje strefa tzw. stałych niżów barycznych. Silny ruch wznoszący powietrza prowadzi do rozbudowania chmur. Dają one bardzo obfite opady, których roczna wartość osiąga 2000-3000 mm (1 mm opadu = 1 litr wody/1m²).

Na wysokości kilkunastu kilometrów od powierzchni Ziemi wieją bardzo silne wiatry. Rozprowadzają one masy powietrza znad równika ku zwrotnikom. Podlegając działaniu siły Coriolisa [patrz rozdz. ,,Następstwa ruchu obrotowego Ziemi"], stają się wiatrami wschodnimi (wieją ku zachodowi). W rezultacie w rejonie zwrotników gromadzi się silnie wychłodzone i ciężkie powietrze, które w większości opada ku podłożu. Proces ten prowadzi do rozbudowania stałych ośrodków wysokiego ciśnienia, w obrębie których panuje słoneczna pogoda. Zstępujące powietrze nagrzewa się, co powoduje spadek jego wilgotności. Proces ten uniemożliwia powstawanie chmur. W rezultacie opady atmosferyczne są tu znikome.

Globalna cyrkulacja powietrza (W - wyż baryczny; N - niż baryczny)
Globalna cyrkulacja powietrza (W - wyż baryczny; N - niż baryczny)

Podobnie jak w przypadku obszarów zwrotnikowych, silnie wychłodzone i ciężkie powietrze opada nad biegunami. W efekcie także w tych rejonach istnieją obszary stałych wyżów barycznych. Dlatego też występuje tu w ciągu roku mała ilość opadów (roczne sumy nie przekraczają 250 mm), co prowadzi do powstawania na tym obszarze pustyń lodowych.

Wyższe roczne sumy opadów notowane są natomiast w strefie umiarkowanych szerokości geograficznych. Jest to obszar, na którym dochodzi do zetknięcia się mas powietrza o odmiennej temperaturze - zimnego, spływającego znad obszarów okołobiegunowych i ciepłego, pochodzącego z wyżów ulokowanych nad zwrotnikami. Skutkiem tego jest unoszenie się cieplejszego powietrza, co prowadzi do powstawania układów niższego ciśnienia. Występujące w ich obrębie fronty atmosferyczne - strefy oddzielające masy powietrza o różnej temperaturze, są obszarami, w których występują opady. W ciągu roku osiągają one maksymalną wartość około 800 mm.


Różna ilość docierającej do powierzchni Ziemi energii słonecznej decyduje o zróżnicowaniu wysokości temperatur powietrza i opadów atmosferycznych. Na tej postawie wyróżnione zostały strefy klimatyczne, które swoim przebiegiem nawiązują do strefowości oświetlenia Ziemi - odmienne warunki klimatyczne panują na różnych szerokościach geograficznych.

Pozostałe czynniki klimatotwórcze prowadzą do zaburzenia strefowości i modyfikacji przebiegu stref klimatycznych.


Odległość od mórz i oceanów

Obserwując zmiany zachodzące w świecie przyrody, zauważyłeś z pewnością, że zimą, nawet przy ujemnych temperaturach powietrza woda w morzach i rzekach rzadko zamarza. W porze letniej natomiast temperatura tych wód jest w ciągu dnia znacznie niższa niż temperatura silnie nagrzanego lądu. Jest to rezultat odmiennych właściwości zbiorników wodnych i obszarów lądowych. Cechą akwenów jest powolne nagrzewanie oraz powolne oddawanie ciepła. Lądy zaś bardzo szybko gromadzą ciepło, ale też równie szybko je oddają. W efekcie zbiorniki morskie łagodzą klimat wybrzeży oraz terenów będących w strefach oddziaływania morskich mas powietrza. Powstaje w ten sposób klimat morski, w obrębie którego różnica pomiędzy najniższymi i najwyższymi temperaturami powietrza (amplituda temperatur) jest niewielka. Ponieważ woda w morzach i oceanach jest głównym źródłem pary wodnej w powietrzu, rejony będące w strefie wpływów tego typu mas powietrza charakteryzują się wysokimi rocznymi sumami opadów. Odmienną charakterystykę mają regiony położone wewnątrz kontynentów - w klimatach kontynentalnych. Panują tu znacznie ostrzejsze warunki. Amplituda temperatur, na skutek szybkiego magazynowania i oddawania ciepła przez ląd, jest bardzo wysoka. Rejony położone w tego typu klimatach są bardzo suche. Opady możliwe są jedynie w okresie lata, kiedy wysoka temperatura podłoża umożliwia parowanie wód zawartych w glebie, roślinach oraz w rzekach i jeziorach.

Różnice w tempie nagrzewania i oddawania ciepła przez wody i lądy prowadzą także do powstawania różnic w ciśnieniu atmosferycznym pomiędzy tymi obszarami. Dążąc do wyrównania różnicy ciśnień cząsteczki powietrza przemieszczają się z obszaru wyższego ciśnienia do obszaru niższego ciśnienia. W ten sposób powstają wiatry, których kierunek zależy od tego, czy cieplejszy jest ląd czy woda. Do tego typu wiatrów zaliczamy bryzę (wiatr zmieniający kierunek w cyklu dobowym) i monsun (wiatr zmieniający kierunek sezonowo, w zależności od pory roku).

Bryza dzienna - morska
Bryza dzienna - morska
Bryza nocna - lądowa
Bryza nocna - lądowa


W strefie wybrzeży w różnych rejonach świata wieje delikatny wiatr. Jest to bryza. W ciągu dnia energia słoneczna szybko nagrzewa ląd, powodując powstanie niższego ciśnienia. Temperatura wody, która zmienia się bardzo powoli, w ciągu dnia jest zazwyczaj niższa od temperatury na lądzie. Z tego powodu nad akwenem istnieje wyższe ciśnienie atmosferyczne. Różnice w wartości ciśnienia powodują powstanie wiatru wiejącego znad morza w kierunku lądu. jest to bryza dzienna, zwana także morską. . Nocą sytuacja jest odwrotna. Z powodu szybkiego wychłodzenia lądu tworzy się obszar wyższego ciśnienia w stosunku do ciśnienia panującego nad rejonem wód przybrzeżnych. Powstaje bryza nocna, określana mianem lądowej, której kierunek wiania jest odwrotny - ku morzu.

ILUSTRACJA – MONSUN LETNI I ZIMOWY NAD AZJĄ

Monsun letni nad Azją Południową - rejon półwyspu Indyjskiego)
Monsun letni nad Azją Południową - rejon półwyspu Indyjskiego)
Monsun zimowy nad Azją Południową
Monsun zimowy nad Azją Południową


Mechanizm powstawania wiatrów monsunowych jest podobny jak w przypadku bryzy. Są to jednak wiatry zmienne w cyklu rocznym. W porze ciepłej występuje tzw. monsun letni. W związku z silnym nagrzaniem kontynentu następuje unoszenie się ciepłego powietrza, a tym samym powstaje nad nim rozległy niż baryczny. Nad wolniej akumulującym energię słoneczną oceanem tworzy się ośrodek wysokiego ciśnienia. Przez okres kilku miesięcy wiatr, wiejąc w kierunku lądu, niesie dużą ilość wilgoci. Dlatego też nad lądami mamy do czynienia z porą deszczową. W rejonie Półwyspu Indyjskiego trwa ona od marca do września.
Pora chłodna jest natomiast porą suchą. Wiatr, określany jako monsun zimowy, wieje w tym okresie znad silnie wychłodzonego kontynentu, nad którym powstaje silny ośrodek wysokiego ciśnienia, ku oceanowi.
Monsuny wieją tylko w niektórych regionach świata. Największy wpływ na klimat mają w rejonie Azji Południowej i Południowo-Wschodniej, w okolicach zwrotników. Wiatry te występują także na obszarach międzyzwrotnikowych - na wschodnich wybrzeżach obu Ameryk i Afryki oraz północnych i wschodnich wybrzeżach Australii.


Ukształtowanie powierzchni


Zróżnicowanie rzeźby terenu sprawia, że obszary położone na tych samych szerokościach geograficznych mają odmienne warunki klimatyczne. Przykładem mogą być: basen Morza Śródziemnego i Himalaje. Gdy porównasz mapę prezentującą rozkład temperatur powietrza i mapę opadów na kuli ziemskiej (zostały umieszczone na początku rozdziału), zobaczysz, że warunki klimatyczne są tam odmienne. Podczas gdy wybrzeża Morza Śródziemnego cechuje wysoka temperatura powietrza i stosunkowo niewielka ilość opadów, w Himalajach temperatury tylko w najcieplejszych miesiącach osiągają wartość 0°C, a w porze letniej na południowe stoki spada ogromna ilość wody.

Występowanie stałej pokrywy śnieżnej na obszarach wysokogórskich oraz zróżnicowanie przyrody świadczy o zmieniającej się wraz z wysokością nad poziomem morza temperaturą powietrza. Ilość energii słonecznej docierającej na obszary łańcuchów górskich nie jest jednolita. Zależy ona między innymi od kierunku ich przebiegu. Na półkuli północnej, poza strefą międzyzwrotnikową, zbocza gór skierowane ku południowi uzyskują w ciągu całego roku większą ilość energii niż te, które są po stronie północnej.

Napotykając łańcuch górski przemieszczające się powietrze wznosi się i ochładza. Średni spadek temperatury na wysokości 100 m, określany mianem gradientu temperatury, wynosi 0,6°C. W rejonie tych stoków, zwanych dowietrznymi, wraz z ochładzaniem się powietrza, zwiększa się udział pary wodnej w nim zawartej. W wyniku tego procesu dochodzi do powstawania chmur i obfitych opadów. Stok zawietrzny jest rejonem tzw. cienia opadowego. Powietrze pozbywa się wilgoci na stronie dowietrznej, a przechodząc linię szczytów opada i ulega ociepleniu. Wraz ze wzrostem temperatury, zmniejsza się udział pary wodnej zawartej w powietrzu. Z tego typu zjawiskami mamy między innymi do czynienia w południowych Andach. Roczna suma opadów na zachodnich, dowietrznych stokach sięga prawie 10 000 mm, podczas gdy na stokach zawietrznych jest to tylko około 300 mm.

Warto wiedzieć!

Na południowych, dowietrznych stokach najwyższych gór świata, w indyjskiej miejscowości Czerapundżi, zanotowano najwyższe roczne sumy opadów. Ich wartość sięgnęła 23 000 mm, a więc tyle, ile w Warszawie spadło w sumie przez ostatnie 40 lat. Po zawietrznej stronie potężnego masywu górskiego znajduje się Pustynia Takla Makan. Średnia suma opadów wynosi tu niecałe 200mm. Jest to największa pustynia piaszczysta świata. Zajmuje obszar 270 tys. km², czyli jest niewiele mniejsza od powierzchni Polski



Schemat powstawania wiatru fenu (wiatru halnego)
Schemat powstawania wiatru fenu (wiatru halnego)

Wiatrołom - efekt silnych wiatrów fenowych


Cechą cyrkulacji powietrza na obszarach górskich jest występowanie wiatrów fenowych. Powstają one na skutek różnicy ciśnienia atmosferycznego po obu stronach łańcucha górskiego. Fen, który ma wiele regionalnych nazw, a w polskich Karpatach określany jest jako halny, jest wiatrem powstającym po stronie zawietrznej bariery górskiej. Powstaje na skutek różnicy ciśnienia atmosferycznego po obydwu stronach łańcucha górskiego i jest efektem spadku mas powietrza z obszarów szczytowych ku podnóżom gór. Jest on bardzo porywisty i osiąga często prędkość ponad 150 km/h. Częstym skutkiem występowania fenu, oprócz strat wynikających z dewastacji infrastruktury i zabudowań, są zniszczenia drzewostanu – dochodzi do powstania wiatrołomów. Wiatr ten jest suchy i ciepły (wzrost temperatury o 1°C/100m), gdyż podczas spadku następuje tarcie pozbawionych wilgoci cząsteczek powietrza o podłoże i wydzielenie ciepła. Ponieważ halny w polskich górach pojawia się głównie w okresie zimowym, powoduje odwilże i szybkie topnienie pokrywy śnieżnej, co z kolei skutkuje licznymi podtopieniami i powodziami.

Warto wiedzieć!

Ruchy powietrza w rejonach górskich charakteryzują się także cyrkulacją dobową. Powstaje ona w czasie słonecznej pogody. Jest efektem różnego stopnia nagrzewania dolin górskich i szczytów. W ciągu dnia powstaje wiatr dolinny. Na skutek szybkiego nagrzewania dolin górskich, powietrze delikatnie unosi się i wiatr wieje ku szczytom. Nocą wyższe partie gór ulegają szybkiemu wychłodzeniu, na skutek czego ciężkie powietrze ze zboczy opada ku dolinom. W ten sposób powstaje wiatr górski. Zjawisku temu często towarzyszy tzw. inwersja termiczna. Jest to wzrost temperatury wraz z wysokością. Powstaje najczęściej wtedy, gdy zimne powietrze osiada w kotlinie (obniżeniu otoczonym wzniesieniami), a ciepłe powietrze wyparte zostaje ku górze.

ILUSTRACJA – WIATR DOLINNY I GÓRSKI + INWERSJA TERMICZNA

Prądy morskie

Prądy morskie to ogromne „strumienie” wśród wód oceanicznych i morskich. Ich cechą charakterystyczną jest to, że mają one odmienną temperaturę (o kilka stopni wyższą lub niższą) od wód otaczających. Krążenie prądów morskich wywołane jest między innymi przez wiatry wiejące przez dłuższy okres w jednym kierunku - pasaty lub monsuny - oraz przez różnicę temperatur wód powierzchniowych, która decyduje o odmiennej ich gęstości. Podczas ruchu prądy morskie ulegają odchyleniu od pierwotnego kierunku. Jest to efekt działania siły Coriolisa, która powoduje, że na półkuli północnej przemieszczają się one przeciwnie, a na północnej zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Część prądów morskich, napotykając na swojej drodze kontynenty, płynie wzdłuż wybrzeży. W efekcie obydwa rodzaje prądów mają bardzo duży wpływ na klimat na lądach. Prądy ciepłe niosą wodę o kilka stopni cieplejszą od wód sąsiednich i płyną najczęściej z rejonów międzyzwrotnikowych ku wyższym szerokościom geograficznym. Powodują wzrost temperatury oraz ilości opadów. Woda cieplejsza paruje znacznie intensywniej, a cieplejsze powietrze jest w stanie zmagazynować znacznie większą ilość pary wodnej, która ulega skropleniu nad lądem. Prądy zimne, których termika jest o kilka stopni niższa od wód otaczających, płyną zazwyczaj z obszarów położonych bliżej biegunów ku niższym szerokościom geograficznym. Oddziałują w przeciwny sposób niż ciepłe, prowadzą do ochłodzenia oraz osuszenia klimatu nad lądem. Zimniejsza woda oznacza mniejsze parowanie, a wychłodzone masy powietrza, ulegają skropleniu jeszcze nad oceanami. W konsekwencji w strefie wybrzeża roczne opady nie przekraczają 250 mm i powstają pustynie. W ten sposób powstały między innymi: Pustynia Namib - położona w południowo-wschodniej Afryce i znajdująca się w strefie oddziaływania zimnego prądu morskiego, czy fragment Pustyni Sahara, która z powodu Zimnego Prądu Kanaryjskiego obejmuje zasięgiem strefę wybrzeży Oceanu Atlantyckiego.

Brak obszarów lądowych na szerokości geograficznej 55-65° na półkuli południowej sprawia, że obszar Antarktydy jest otoczony dwoma zimnymi prądami morskimi (Dryfem Wiatrów Zachodnich i Antarktycznym Prądem Okołobiegunowym). W wyższych szerokościach geograficznych (50-70°) na półkuli północnej płyną ciepłe prądy morskie - Północnoatlantycki i Norweski. W efekcie poza kołem podbiegunowym północnym woda nie zamarza i możliwy jest rozwój żeglugi morskiej. przez cały rok statki przyjmują m.in. Narwik w Norwegii i Murmańsk w Rosji - najdalej wysunięty na północ port morski. Zróżnicowanie termiczne wód oceanicznych na obu półkulach powoduje też znacznie większy zasięg obszarów zlodowaconych na półkuli południowej niż na północnej. Powierzchnia lądolodu na Antarktydzie ma 13 mln km², a na Grenlandii 1,7 mln km².


Pokrycie terenu i działalność człowieka


Pokrycie terenu jest czynnikiem decydującym o zróżnicowaniu warunków klimatycznych na skalę lokalną. Inne warunki panują w lasach, inne nad polami i łąkami. Odmienne, specyficzne warunki występują w obrębie terenów miejskich – najbardziej przekształconych przez człowieka. Modyfikacje w stosunku do warunków klimatycznych nie są jednak duże.

Obszary leśne magazynują wilgoć. Bezpośrednio z liści drzew odbywa się parowanie, zaś korzenie w dużym stopniu utrzymują wodę w glebie. Z tego powodu lasy oddziałują na klimat podobnie jak środowisko wodne. W upalne letnie dni panuje tam przyjemny chłód. Inaczej jest zimą, gdy temperatura powietrza jest wyższa w stosunku terenów sąsiadujących. W przeciwieństwie do terenów otwartych - łąk i pól, będąc w lesie nie odczuwasz silnego wiatru. Drzewa stanowią dla niego barierę i dlatego najczęściej panuje tu tzw. strefa ciszy. Tereny bezleśne charakteryzują się mniejszą wilgotnością powietrza. Po opadach zgromadzona woda szybciej paruje. Na obszarach tych oddawanie ciepła, ale i nagrzewanie zachodzi szybciej niż na terenach zalesionych. Powoduje to większe amplitudy temperatur zarówno w ciągu doby, jak i w ciągu roku.

Obszarami, na których klimat ulega największym modyfikacjom, są miasta. Tereny gęsto zabudowane przypominają skalną pustynię, która w ciągu dnia szybko się nagrzewa. Czarne powierzchnie asfaltowych dróg czy płaskie dachy budynków znacznie szybciej gromadzą ciepło niż tereny naturalne. Na skutek dużej koncentracji różnych środków transportu oraz zakładów przemysłowych w rejonie miast panuje silne zanieczyszczenie powietrza, w efekcie czego często powstaje trująca mgła zwana smogiem. Koncentracja różnorodnych gazów, m.in. dwutlenku węgla, tlenku węgla i metanu, przyczynia się dodatkowo do wzrostu temperatury i występowania efektu cieplarnianego.

Schemat miejskiej wyspy ciepła
Schemat miejskiej wyspy ciepła
Warto wiedzieć!

Temperatury powietrza w centrach miast są średnio nawet o 2-3°C wyższe od terenów je otaczających. Zjawisko to nazywamy miejską wyspą ciepła. Silnie nagrzane podłoże prowadzi do powstania ośrodka niższego ciśnienia w stosunku do terenów otaczających. Dlatego częstym zjawiskiem jest wiatr wiejący ku centrum miasta, zwany bryzą miejską.


STREFY KLIMATYCZNE ŚWIATA

Strefa klimatyczna jest równoleżnikowo ułożonym pasem, w obrębie którego panują zbliżone warunki klimatyczne. W Polsce powszechnie stosowanym podziałem klimatów jest klasyfikacja wg Wincentego Okołowicza. Zakłada ona wydzielenie pięciu podstawowych stref klimatycznych. Nie są one jednolite, w poszczególnych strefach istnieją różne typy klimatów:



Klimaty świata według klasyfikacji W. Okołowicza
Klimaty świata według klasyfikacji W. Okołowicza

ILUSTRACJA – STREFY KLIMATYCZNE ŚWIATA + MIASTA (OD KLIMATOGRAMÓW)

Strefa równikowa:

ILUSTRACJA – KLIMATOGRAMY – KLIMAT RÓWNIKOWY I PODRÓWNIKOWY

Obejmuje obszary gorące, położone pomiędzy 20°N i 20°S. W rejonie równika, w klimacie wybitnie wilgotnym, występują całoroczne, obfite opady. Rozłożone są stosunkowo równomiernie w ciągu roku. Ich roczna suma osiąga wartość 2000-3000 mm. Ponieważ rejony te otrzymują podobną ilość energii słonecznej przez cały rok, temperatura powietrza jest w każdym miesiącu zbliżona i wynosi około 25°C. Wraz ze wzrostem szerokości geograficznej zwiększa się różnica w wysokości górowania Słońca nad horyzontem w ciągu roku. Z tego powodu wzrasta roczna amplituda temperatur. Pomiędzy 10° a 20° waha się ona od 5°C do 10°C. Maleje też roczna suma opadów. Cechą charakterystyczną opadów staje się sezonowość - występują w okresie, w którym Słońce znajduje się najwyżej nad linią horyzontu. Pora deszczowa trwa od ponad pół roku na obszarach położonych bliżej równika do około ok. 2-3 miesięcy na krańcach strefy klimatycznej. Dlatego też wielkość opadów jest zróżnicowana i waha się od 500 mm do 1500 mm rocznie. Tego typu warunki charakterystyczna są dla klimatu podrównikowego.

Strefa zwrotnikowa:

ILUSTRACJA – KLIMATOGRAMY – wilgotny i SKRAJNIE SUCHY

W jej obrębie występują bardzo zróżnicowane warunki klimatyczne. Cechą wspólną terenów znajdujących się w tej strefie jest średnia temperatura powietrza przekraczająca 20°C. Na obszarach wokół zwrotników dominują pustynie. Związane one są z klimatem suchym i wybitnie suchym, w którym roczne opady deszczu nie osiągają 200 mm. Wysokość górowania Słońca nad horyzontem na zwrotnikach w południe waha się tam od 90° do 43°06’. Z tego powodu roczna amplituda temperatur jest większa niż w strefie równikowej. W najchłodniejszych miesiącach średnia temperatura spada do 10-15°C, podczas gdy w najcieplejszych przekracza 30-35°C.
W strefie tej występują też obszary, w których notuje się wysokie sumy opadów w ciągu roku. Duża wilgotność powietrza wiąże się głównie z wiatrami monsunowymi, które w porze letniej wieją znad oceanu i przynoszą opady przekraczające 1500 mm. Ten typ klimatu jest nie jest związany tylko z obszarami zwrotnikowymi. Jest on astrefowy i występuje też strefach: podzwrotnikowej i umiarkowanej. Jego oddziaływanie na warunki klimatyczne w wyższych szerokościach geograficznych jest jednak znacznie mniejsze.

Strefa podzwrotnikowa:

ILUSTRACJA – KLIMATOGRAM – KLIMAT ŚRÓDZIEMNOMORSKI

Obejmuje obszar znajdujący się w porze leniej pod wpływem mas powietrza znad zwrotników, zaś w porze zimowej mas powietrza napływających z umiarkowanych szerokości geograficznych. Z wyjątkiem obszarów o wpływach monsunowych i kontynentalnych, cechą charakterystyczną strefy podzwrotnikowej jest występowanie opadów przede wszystkim w porze chłodnej – do około 800 mm rocznie w strefie oddziaływania łagodnego i wilgotnego powietrza znad morza. Temperatura powietrza na wybrzeżach w najchłodniejszym miesiącu nie spada poniżej 10°C. Największym obszarem nadmorskim położonym w obrębie tego klimatu jest basen Morza Śródziemnego.

Strefa umiarkowana:

ILUSTRACJA – KLIMATOGRAMY – KLIMAT MORSKI I KONTYNENTALNY

Jest to strefa o dużym zasięgu, w której wyróżniamy bardzo wiele typów klimatów. Obejmuje właściwie obszary położone na półkuli północnej, ponieważ w południowej części globu, pomiędzy 40°a 60°, lądy prawie w ogóle nie występują. Strefa klimatów umiarkowanych została podzielona na ciepłą i zimną (na półkuli północnej odpowiednio pomiędzy 40°a 55° oraz pomiędzy 55°a 65°). Średnia temperatura powietrza w całej strefie waha się pomiędzy 0°C a 10°C. Charakterystyczną cechą tej strefy są cztery pory roku wyznaczone przez przebieg temperatury. O specyfice morskiego typu klimatu decyduje niska amplituda temperatur (około 10°C) oraz stosunkowo chłodne miesiące letnie i łagodne zimy. Opady atmosferyczne są rozłożone równomiernie w ciągu całego roku i osiągają maksymalnie 700-800 mm. Im dalej od morza, tym większą notuje się amplitudę temperatur, a mniejszą ilość opadów. W klimatach kontynentalnych amplituda temperatur osiąga wartość nawet 50°C, a opady są bardzo znikome i występują jedynie latem. W rejonach skrajnie suchych możliwe jest nawet występowanie obszarów pustynnych, czego przykład stanowi największa pustynia Azji – Gobi.

Strefa okołobiegunowa:

ILUSTRACJA – KLIMATOGRAMY – KLIMAT POLARNY I SUBPOLARNY

Jest to strefa najzimniejszych klimatów na kuli ziemskiej. Średnie temperatury powietrza w ciągu roku spadają poniżej 0°C. Na obrzeżach strefy, w okolicach kół podbiegunowych, występuje klimat subpolarny. W najcieplejszym miesiącu temperatura osiąga wysokość 10°C. Na obszarach położonych w pobliżu biegunów panuje klimat polarny. Średnie temperatury najcieplejszych miesięcy nie przekraczają 0°C. W strefie okołobiegunowej brak nagrzania kontynentów, a istnienie pokrywy lodowej ogranicza parowanie. Z tego powodu opady atmosferyczne - głównie śniegu - nie przekraczają 250 mm w ciągu roku.