Сравнительная характеристика умеренного климата Западной Европы и Северной Америки

В средних широтах внутри континентов постепенное накопление снежных осадков происходит в течение всей зимы, и, таким образом, осадки холодного периода играют важную роль в общем увлажнении.

Несмотря на большое разнообразие процессов, формирующих климат в умеренных широтах, и здесь можно применить деление их на типы по признаку преобладания тех или иных воздушных масс. Однако надо иметь в виду, что в умеренном поясе процент, определяющий преобладание, гораздо ниже, чем в низких широтах. По характеру преобладающих воздушных масс в умеренном поясе можно различать четыре типа климата: 1) климат континентальный, 2) климат океанический, 3) морской климат Западных берегов, 4) муссонный климат восточных берегов.

Континентальный воздух формируется во внутренних областях континентов из морского воздуха умеренного пояса и арктического (в северном полушарии). Летом трансформация заключается в нагревании воздушных масс и протекает довольно быстро, благодаря конвекции в неустойчиво стратифицированном относительно холодном воздухе. Особенно интенсивно развивается трансформация в антициклонах при тихой и малооблачной погоде. Зимой над континентом морской воздух охлаждается, арктический же, хотя и прогревается, попадая в более южные районы, но над снежным покровом прогревание его идет очень медленно. Трансформация морского воздуха также замедлена по сравнению с летней, так как термическая конвекция отсутствует и вертикальный обмен затруднен. Большая облачность, сопровождающая обычно вхождения морского воздуха зимой, а также сильные ветры способствуют сохранению свойств морского воздуха, продвигающегося вглубь континента. Однако, как относительно теплая масса зимой, морской воздух нередко оттесняется от земной поверхности в более высокие слои холодным континентальным воздухом, и его трансформация завершается уже в результате его собственного излучения.

Морской воздух умеренных широт формируется над океанами из морского тропического и арктического (антарктического) воздуха, а также из воздуха, переносимого с континентов.

Трансформация арктического (антарктического) воздуха начинается в западной части океанов. Продвигаясь затем по западной окраине барических депрессий к субтропическим широтам, этот воздух полностью меняет свои свойства и выносится к западным берегам континентов (зимой преимущественно по восточной периферии депрессий, летом по северной — в северном полушарии — окраине субтропических антициклонов) в западном потоке, который в умеренном поясе является основным воздушным течением.

Океанический климат умеренного пояса отличается значительно меньшей амплитудой температуры по сравнению с континентальным климатом и равномерным распределением осадков по временам года. Последнее объясняется тем, что циклоническая деятельность в умеренном поясе над океанами развивается достаточно интенсивно во все сезоны.

Климат западных берегов в умеренном поясе отличается сравнительно теплой (для данной широты) зимой и относительно прохладным летом, большой влажностью и значительным количеством осадков в течение всего года.

Умеренный ход температуры и большая влажность воздуха являются особенностью самого морского воздуха, равномерное же в течение года распределение осадков есть результат циклонической деятельности летом — на полярном, зимой — на полярном и арктическом фронтах.

Эти черты климата западных берегов умеренных широт резко отличают его от соседнего с ним субтропического с теплым, сухим летом. В пределах умеренного пояса на западном побережье, с увеличением географической широты, средняя температура месяцев соответственно падает, но все же остается почти повсюду положительной для зимних месяцев. С уменьшением широты температура возрастает, но остается ниже 20° для летних месяцев. Эти изменения происходят не столько по причине изменения с широтой температуры морского воздуха умеренной зоны, сколько в связи с более частыми вхождениями на севере арктического, на юге же тропического воздуха.

Годовое количество осадков в среднем составляет около 700 мм, но под действием рельефа может значительно возрастать; его верхний предел (для среднего годового количества) составляет, по-видимому, около 3 500 мм. Может показаться странным, что предельное количество осадков в умеренном поясе почти столь же велико, как и в субтропиках, но в умеренном климате западных берегов это количество распределяется в течение всего года, в субтропиках же приходится почти на один летний сезон.

Зимним муссоном является северо-западный поток холодного континентального воздуха, оттекающий по восточной периферии зимних континентальных антициклонов и отодвигающий полярный фронт в субтропическую зону. Летом полярный фронт продвигается к умеренному поясу, и развивающаяся на нем циклоническая деятельность обусловливает летний дождливый период.

Летним муссоном служат юго-восточные ветры передней части циклонов, несущие преимущественно морской воздух умеренной зоны, над этим течением в более высоких слоях распространяется тропический воздух, оттекающий по западной периферии океанических антициклонов.

В умеренные широты циклоны полярного фронта приходят в большинстве случаев в окклюдированном состоянии, и тропический воздух оказывается отрезанным от земной поверхности воздухом умеренного пояса. Однако из этого именно тропического воздуха, главным образом, и выпадают летние муссонные дожди.

Таким образом, муссонный климат восточных берегов в умеренном поясе характеризуется холодной, ясной малоснежной зимой и дождливым, сырым летом [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 2. ЦИРКУЛЯЦИЯ АТМОСФЕРЫ, РЕЖИМ ОСАДКОВ И ТЕМПЕРАТУР В УМЕРЕННОМ ПОЯСЕ ЗАПАДНОЙ ЕВРОПЫ

 

2.1. Общая характеристика

 

В умеренном поясе Западной Европы весь год господствуют полярные воздушные массы. Однако в северные районы часто проникает арктический воздух, в южные — тропический. Кроме того, из-за различий радиационных условий в северных районах прохладнее лето и холоднее зима, на юге — теплее лето и мягче зима [10].

В умеренном поясе ярко выражены  два типа климата: морской и континентальный. Морской климат характерен для западного побережья Скандинавии, Ирландии и Великобритании. Здесь больше осадков и умеренные температуры (средние июльские +12, + 15°С, средние январские - около 0°). Континентальная разновидность умеренного климата выражена на большей части Фенноскандии. Здесь продолжительная (6—7 месяцев) зима со средними январскими температурами от —8 до —16 °С, прохладное (+12 — +16°С) лето, небольшое (400—500 мм) количество осадков с летним максимумом. Между районами с морским и континентальным климатом расположена зона с переходным типом климата (рис. 2.1-2.3).

 

Рис. 2.1. Средние температуры января в Европе [12]

 

Рис. 2.2. Средние температуры июля в Европе [12]

 

 

Рис. 2.3. Среднегодовое количество осадков в Европе [12]

 

В зимнее время года наиболее существенным для циркуляции атмосферы над умеренными широтами Европы является образование двух обширных систем – Центрально-азиатского антициклона и Исландской депрессии, создающих мощное юго-западное течение теплого атлантического воздуха, которое охватывает, главным образом, западную и северо-западную Европу. Интенсивность переноса атлантического воздуха зимой оказывается наибольшей, в связи с большими барическими градиентами, возникающими между областями высокою давления, почти перманентно пребывающими в зимнее время над континентом, и приходящими с Атлантики циклонами (рис. 2.4).

При общем направлении движения атлантических циклонов с запада на восток пути их очень разнообразны. Все же можно наметить два основных пучка траекторий — более северный, проходящий по северу Европы и связанный с арктическим фронтом, и более южный — с фронтом полярным. В циклонах первой группы, получающих свое развитие, главным образом, в Атлантико-Арктической климатической области, атлантический воздух умеренных широт взаимодействует с арктическим воздухом, и прохождение циклонов сопровождается сменой этих масс. Циклоны второй группы развиваются на полярном фронте, и роль холодной массы в них играет европейский континентальный воздух. Распределение давления зимой таково, что поток атлантического воздуха, а вместе с тем и пути циклонов имеют направление с юго-запада на северо-восток. Циклоны этой группы характерны для Атлантико-Континентальной климатической области.

В значительной степени, в связи с направлением движения этих циклонов, и климатические области имеют неправильную форму располагающихся по широте полос, при этом северная, т. е. Атлантико-Арктическая, и средняя - Атлантико-Европейская - становятся к востоку уже, а южная - Континентальная, — наоборот, расширяется в восточном направлении.

Перенос морского воздуха в циклонах обычно сопровождается пасмурной дождливой погодой, связанной, главным образом, с прохождением фронтов. Температура при этом держится в западной Европе около 5°. Сравнительно медленное охлаждение морского воздуха над континентом объясняется, во-первых, интенсивным притоком свежих масс с запада и, во-вторых, образованием охлажденного приземного слоя, затрудняющего вертикальный обмен и передачу охлаждения в вышележащие слои.

В атлантических циклонах наблюдается иногда вхождение в западную Европу тропического (азорского) воздуха, проникающего в редких случаях даже к берегам Норвегии и вызывающего здесь подъем температуры до 10°. Вхождениям тропического воздуха также предшествует выпадение фронтальных осадков, в большинстве случаев весьма обильных.

Области высокого давления редко задерживаются над западной половиной Европы и, отступая на восток, сменяются приходящими с запада циклонами. В связи с этим процесс трансформации атлантического воздуха в континентальный не получает здесь полного развития. При распространении восточноевропейских антициклонов на центральную и западную Европу континентальный воздух восточных районов переносится в центральные и западные, вызывая значительные похолодания. Наиболее низкие температуры зимой бывают обусловлены вторжением арктических масс. Проникновение арктического воздуха в Европу происходит в тылу циклонов вслед за продвижением к югу арктического фронта. Значительные смещения арктического фронта к югу наблюдаются чаще всего в восточной половине континента, откуда уже арктический воздух распространяется с восточными ветрами на запад. С вхождением арктического воздуха температура резко падает и обычно наступает прояснение.

 

Рис. 2.4 Распределение атмосферного давления и ветры в январе в Европе [12]

 

Горные цепи Европы оказывают большое влияние на развитие процессов зимнего времени года. Во-первых, все крупные хребты Европы являются препятствием для свободной циркуляции над континентом теплых и холодных воздушных масс, создавая и обостряя тем самым температурные, различия между южными и северными и между западными и восточными склонами.

Во-вторых, горные хребты оказывают большое влияние на циклоническую деятельность. В некоторых случаях наличие крупных хребтов может влиять на пути движения циклонов. Примером могут служить Альпы, над которыми зимой всегда наблюдается тенденция к повышению давления, что в значительной степени способствует разделению траекторий западных циклонов на два пучка — среднеевропейский и средиземноморский.

Если циклоны и фронтальные разделы пересекают горные хребты, то на наветренных склонах происходит активизация фронтов, сопровождающаяся усилением осадков. Так как над Европой циклоны продвигаются с запада, то западные склоны хребтов орошаются осадками значительно лучше восточных.

В-третьих, в периоды развития зимних антициклонов над континентом в горах наблюдаются характерные инверсии температуры, достигающие 1° на 100 м поднятия.

Изменение температуры января с запада на восток в пределах средней полосы Европы составляет около 10°. Падение температуры к востоку объясняется не только охлаждением морского воздуха над континентом, но вообще более редким проникновением его в восточные районы, в связи с отклонением путей циклонов на северо-восток.

Осадки зимнего времени года над Европой полностью связаны с циклонической деятельностью, за исключением ничтожных по количеству моросящих осадков, наблюдающихся иногда на западной периферии антициклонов при южных ветрах. В распределении зимних осадков в Европе можно отметить 2 особенности. Во-первых, наблюдается общая тенденция к уменьшению осадков в восточном направлении. Количество осадков за три зимних месяца (XII—II) в Нанте, например, составляет 200 мм, в Варшаве 96 мм. Во-вторых, происходит постепенное увеличение к востоку процента твердых осадков, т. е. снега, в результате чего в восточных районах Европы формируется устойчивый снежный покров, который является необходимой принадлежностью зим северной Европы и очень непостоянен на западе. Климатологическую границу устойчивого снежного покрова в Европе Кеппен связывает с изотермой наиболее холодного месяца - 3°.