Тема 5 Климат

Климатообразующие факторы и процессы. Климат Брестской области умеренно-континентальный, переходный к морскому. Его особенности определяются размещением территории области в умеренных широтах, особенностями атмосферной циркуляции, отсутствием орографических рубежей и равнинностью рельефа. Большое влияние на формирование климата оказывает и хозяйственная деятельность человека.

Брестская область расположена между 51º30' и 53º24' с.ш., что определяет угол падения солнечных лучей, протяженность дня и солнечного сияния и оказывает влияние на поступление солнечной радиации. Угол падения солнечных лучей на юге области в день летнего солнцестояния достигает 63º (д. Томашовка), что на 2º больше, чем на севере Барановичского района. Годовой приход солнечной радиации (прямая плюс рассеянная) составляет в среднем 95,8 ккал/см² и увеличивается с севера на юг. Отличия в поступлении солнечной радиации между югом и севером незначительные.

На широте г. Бреста прямая радиация составляет 46,4 ккал/см², рассеянная 49, 4 ккал/см². За вегетационный период фотосинтетическая активная радиация составляет 40,4 ккал/см², в том числе прямая 17,6 ккал/см². Максимум солнечной радиации приходится на июнь – 15,6 ккал/см ², минимум – на декабрь 1,4 ккал/см². На летние месяцы приходится 45%, на зимние – меньше 5% годовой суммарной радиации. Не все солнечное тепло поглощается поверхностью земли, часть его отражается в мировое пространство. На протяжении года величина отраженной солнечной энергии (альбедо) значительно изменяется. В зимнее время, когда земля покрыта снежным покровом, величина альбедо почти одинаковая по всей поверхности области. В остальные времена года подстилающая поверхность (лес, луг, поле, водоем) значительно отличается по величине альбедо, что обусловливает особенности теплового режима в приземном слое воздуха.

Радиационный баланс – это разница между поглощенной радиацией и эффективным излучением. Годовой радиационный баланс на широте Бреста составляет 41–43 ккал/см². Два месяца в году (декабрь, январь) он отрицательный.

Равнинность территории области благоприятствует свободному проникновению всех типов воздушных масс: арктических, умеренных, тропических, что приводит к значительным изменениям погоды, особенно зимой.

Основное влияние на климат Брестской области оказывает морской умеренный воздух Атлантического океана. Он приносит неустойчивую погоду и осадки.

Континентальный умеренный воздух на территорию области приходит с востока. Зимой он приносит похолодания, особенно сильные при установлении антициклональной циркуляции. Летом с приходом континентального умеренного воздуха устанавливается теплая и сухая погода.

Значительно меньшее влияние на климат области оказывает арктический и тропический воздух. Распространение арктического воздуха, особенно весной и осенью, вызывает поздние весенние и ранние осенние заморозки. В зимнее время арктический воздух приносит ясную безоблачную погоду с низкими температурами.

Тропический воздух приносит повышение температуры в переходные времена года.

В зимнее время, в связи с активизацией западного переноса воздушных масс, наблюдается нарушение широтного хода метеорологических элементов. Январские изотермы пересекают область с северо-запада на юго-восток. Увеличение роли солнечной радиации в нагревании земной поверхности летом обусловливает широтный ход июльских изотерм.

На ход метеорологических элементов оказывает влияние также местные физико-географические условия (наличие рек, озер, болот, лесов, полей, лугов) и хозяйственная деятельность человека (осушение болот, высечка лесов, строительство промышленных предприятий, сжигание топлива и др.). Так, в связи с осушением болот наблюдаются значительные контрасты в температурах почв и воздуха на протяжении суток, часто наблюдаются заморозки на поверхности почв. Температура воздуха в городах на несколько градусов выше, чем в пригороде.

Температура воздуха, осадки, ветры. В результате совместного действия воздушных течений и солнечной радиации на территории области наблюдается понижение температуры воздуха с юго-запада на северо-восток. Средняя годовая температура воздуха понижается от 8,0°С на юго-западе до 6,0°С на северо-востоке. Средняя суточная температура января понижается от –4,4°С в Бресте до –5,2°С в Пинске и до –6,1°С в Барановичах. Средняя суточная температура июля изменяется от 17°С на севере до 18,8°С на юге области. Самая высокая температура воздуха в Бресте (37°С) наблюдалась в 1892 и 1959 гг., а самая низкая (–36°С) – в январе 1950 г.

Для Брестской области, больше чем для других областей республики, характерны теплые зимы с оттепелями. В декабре–феврале количество дней с оттепелями колеблется от 37 в Барановичском районе до 51 в Брестском, Жабинковском, Малоритском районах.

Протяженность теплого периода изменяется соответственно годовым температурам воздуха: от 258–260 дней на юго-западе до 240–245 дней на северо-востоке. Вегетационный период длится 208–200 суток на юго-западе, 195–196 суток – на северо-востоке. Продолжительность безморозного периода в пределах области –155–175 дней.

Влажный атлантический воздух, который доминирует над областью на протяжении года, обусловливает высокую относительную влажность, значительную облачность, сравнительно большое количество осадков. Относительная влажность воздуха высокая на протяжении всего года: в зимние месяцы она достигает 82–90%, летом – 34–80%, при засухах – 30–40%. Суточный максимум ее наблюдается в 2 часа ночи, минимум – в 14 часов дня. В связи с активной циклональной деятельностью в области наблюдается до 145–150 пасмурных дней. Самым пасмурным месяцем является декабрь: 16–20 дней со сплошной облачностью, а солнечные дни почти отсутствуют. Много пасмурных дней в январе и феврале. Продолжительность солнечного сияния в январе составляет 31–50 час., в феврале – 52–67 час. Лето – наиболее солнечнаое время года. Ежемесячно наблюдается не более 13–15 пасмурных и не менее 8–10 ясных дней. В июне протяженность солнечного сияния достигает 274–280 часов (55–60% возможного).

В соответствии с географическим положением области возможная суммарная продолжительность световой части суток за год в г. Бресте составляет 4457 часов. Фактически здесь солнце светит 1850 час., а в остальное время оно закрыто облаками. В среднем ежегодно бывает 156 пасмурных, 34 ясных и 175 полуясных (облачных) дней.

Брестская область относится к зоне достаточного увлажнения. Годовая сумма осадков составляет 520–645 мм, с которой на твердые приходится 10%, жидкие – 78%, смешанные – около 12%. До 70% осадков приходится на теплую половину года (апрель–октябрь). Меньше всего осадков выпадает на юго-западе области, поэтому здесь в летние месяцы наблюдается недостаток влаги. Однако наблюдаются значительные колебания осадков по годам. В засушливые годы выпадает меньше 400 мм осадков (в 1961 г. в Пинске –276 мм, в Бресте – 375 мм), во влажные – больше 750 мм (в 1974 г. в Пинске – 894 мм, в Бресте – 852 мм). Ливневые осадки связаны с приходом циклонов с запада и юго-запада. Летом они сопровождаются грозами, а зимой – метелями.

К неблагоприятным явлениям природы относятся гололед, заморозки, туманы, град и др. Они оказывают отрицательное влияние на жизнь и хозяйственную деятельность людей.

Несмотря на наличие отрицательных черт (неустойчивая погода осенью и зимой, мягкая с оттепелями зима, поздние весенние и ранние осенние заморозки, частые туманы и др.) в целом климат области благоприятный для выращивания зерновых и технических культур, развития луговодства и садоводства. Незначительные колебания основных метеорологических элементов благоприятны для жизни и отдыха людей.

Снежный покров на территории области образуется в конце декабря, а разрушается в начале марта. Протяженность залегания снежного покрова длится от 48–50 дней на юго-западе до 75–78 дней на северо-востоке. Высота снежного покрова – 10–15 см. В отдельные зимы, особенно на юго-западе, устойчивый снежный покров не образуется. Снежный покров влияет на глубину промерзания почвы, перезимовку растений, а весной пополняет запасы влаги в почве.

В летний период преобладают северо-западные и западные ветры, редко наблюдаются ветры восточных направлений. В зимнее время преобладают ветры юго-западных и западных направлений. Средняя годовая скорость ветра составляет 3,5 м/сек. Сильные ветры (15 м/сек и более) наблюдаются очень редко и часто в холодный период года (ноябрь–март). На протяжении года в среднем 3 дня с сильными ветрами. Время от времени на территории области проходят шквалы, бури и смерчи, которые приносят большой ущерб хозяйству.

Агроклиматические ресурсы. Агроклиматические ресурсы – это совокупность климатических показателей, которые благоприятствуют выращиванию сельскохозяйственных культур. Агроклиматические ресурсы местности (продолжительность вегетационного и безморозного периодов, суммы температур воздуха выше 10°С, коэффициент увлажнения, количество осадков за теплый период и др.) учитываются также при решении вопросов специализации сельского хозяйства, интродукции растений и акклиматизации животных, развитии рекреации и туризма.

Территория Брестской области, за исключением северо-запада, относится к Южной теплой неустойчиво влажной агроклиматической области Беларуси. Она лежит между изолиниями сумм температур выше 10°С от 2400 до 2500°С. Коэффициент увлажнения в теплый период составляет 0,87–0,9. Барановичский, Ляховичский, Ганцевичский районы, север Ивацевичского и северо-восток Пружанского районов принадлежат Центральной агроклиматической области нашей страны. Здесь сумма температур выше 10°С меньше 2400°С.

В Центральной агроклиматической области зима умеренная с частыми оттепелями, теплый вегетационный период, умеренное увлажнение. Агроклиматические условия области благоприятны для выращивания льна, картофеля, сахарной свеклы, ржи и других культур.

Южная агроклиматическая область характеризуется мягкой и короткой зимой, наиболее продолжительным теплым и солнечным вегетационным периодом, неустойчивым увлажнением летом. Здесь благоприятные условия для выращивания наиболее теплолюбивых культур – сахарной свеклы, проса, кукурузы, гречихи, подсолнечника, сои и пропашных культур: люпина, рапса и др. Регион благоприятен для развития летних видов отдыха и туризма.

Изменение климата. Охрана атмосферного воздуха от загрязнения. Исследования ископаемых остатков флоры и фауны показывают, что климат на территории Брестской области менялся. Это обусловлено как космическими, так и земными причинами. Многовековые ритмы колебаний температур воздуха и влажности климата имеют продолжительность в 1850 лет. В проявлении солнечной активности наблюдаются ритмы в 11, 22, 80–90 лет. С увеличением солнечной активности увеличивается деятельность циклонов.

Человек тоже оказывает влияние на изменение климата. Сжигание топлива и высечка лесов вызывают увеличение концентрации углекислого газа, что в свою очередь приводит к повышению температуры воздуха (парниковый эффект).

После отступания последнего ледника (15–18 тыс. лет назад) наблюдались колебания климата, когда сухие и теплые периоды сменялись более влажными и холодными. Летописные сведения свидетельствуют о том, что в IX–XII вв. наблюдалось потепление, а в XIV– XVIII вв. – похолодание. За последние 100 лет наблюдалось три периода потепления, которые сменялись похолоданиями. Первое похолодание наблюдалось в конце ХIХ и в начале ХХ в. Максимальное потепление наблюдалось в 30–ые годы. После небольшого похолодания в сороковые годы в дальнейшем наблюдается потепление, которое продолжается и теперь. Потепление 30-х годов было приурочено к теплым временам года и имело радиационное происхождение. За последние 2–3 десятилетия температура воздуха зимой повысилась на несколько градусов. Летом повышение температуры не наблюдается, а осенью она даже понижается. Повышение температуры в зимнее время связано с влиянием антропогенного фактора. На юге Беларуси, в сравнении с севером ее, наблюдается уменьшение количества атмосферных осадков. Одновременно с изменением температуры воздуха и количеством осадков наблюдаются значительные контрасты температур на протяжении суток в теплую половину года и экстремальные климатические явления (засухи, паводки, ранние осенние и поздние весенние заморозки и т.д.).

Сельскохозяйственная деятельность человека приводит к загрязнению атмосферного ветра. Множество твердых частиц и газов выбрасывают тепловые электростанции, заводы, разные виды транспорта в результате сжигания топлива. Промышленные предприятия области каждый год выбрасывают в воздух 57,8 тыс. т вредных веществ. Для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха на предприятиях необходимо внедрять малоотходные и безотходные технологии, устанавливать пыле- и газоуловители, переводить автомобили на газовое топливо и т.д.

Большая роль в уменьшении загрязнения воздуха принадлежит зеленым растениям. Подсчитано, что 1 га зеленых насаждений в течение часа поглощает в среднем 8 т СО₂, снижает концентрацию сернистого ангидрида и сероводорода в 4 раза. Кроме того, что деревья задерживают от 21 до 86% пыли и до 40% снижают присутствие вредных микроорганизмов. Наиболее пригодными для озеленения населенных пунктов являются тополя (мужские особи), ясени, вязы, липы, клены, дубы, ивы и другие породы деревьев.

Рекреационная оценка климата. Ведущая роль при рекреационной оценке природных ресурсов принадлежит климату. Его воздействие на человека может проявляться через конкретную погоду, под которой понимается комплекс взаимосвязанных и взаимообусловленных метеорологических элементов и явлений. Основное внимание при оценке климата уделяется состоянию организма человека, его реакции на комплексное воздействие погоды. Поэтому рекреационная оценка климата состоит в изучении зависимости состояния человека от воздействия метеорологических факторов. На организм человека одновременно воздействует целая серия метеорологических факторов. В процессе поисков новых методов измерения отдельных элементов и явлений погоды была разработана система условных (эффективных) температур. Ими характеризуется комплексное воздействие метеорологических элементов: температуры воздуха (t), относительной влажности (r), скорости ветра, солнечной радиации и длинноволнового излучения. Комплексный показатель, характеризующий воздействие температуры и влажности, называется эффективной температурой – ЭТ; температуры, влажности и скорости ветра – эквивалентно-эффективной температурой – ЭЭТ; температуры, влажности, скорости ветра и солнечной радиации – радиационно-эквивалентной температурой – РЭТ. С выделением условных температур связано понятие «о зоне комфорта», которая для большинства людей лежит в пределах от 17° до 23°С. Однако зона комфорта может меняться в широких пределах в зависимости от состояния здоровья человека, удаленности от постоянного места жительства, сезона года и т.д. Вне «зоны комфорта» человек ощущает охлаждение или перегревание. «Зона комфорта» у активных рекреантов лежит в пределах 12°–16°С ЭЭТ. Установлено, что хорошее самочувствие сохраняется при следующих сочетаниях температуры и влажности воздуха (таблица 6).

Таблица 6 – Наиболее комфортное сочетание температуры и влажности воздуха

Данные этой таблицы подтверждают, что повышенную температуру легче переносить при более сухом воздухе. Расчеты РЭТ показывают, насколько солнечные лучи усиливают нагревание тела человека. Приход солнечной энергии порядка 0,7 малой калории на 1 см² в минуту ощущается как увеличение температуры на 3°.

Все многообразие погоды анализируется с помощью классификации погоды, построенной на морфологической основе. Она содержит 16 классов погоды, входящих в группу безморозной погоды (8 классов), погоды с переходом температуры воздуха через 0° (2 класса) и морозной погоды (6 классов).

В группе безморозной погоды различают следующие классы: I – солнечная, очень жаркая и очень сухая (tсс (средняя суточная) > 22°, rcc<40%); II – солнечная, жаркая и сухая; III – солнечная, умеренно влажная и влажная, IV – с дневной облачностью; V – солнечная, умеренно влажная и влажная, с облачностью ночью; VI – пасмурная; VII – дождливая; XVI – очень жаркая и очень влажная (tсс > 22°, rcc<80%). Погоду I класса называют суховейно-засушливой, а XVI класса – влажнотропической. При этом средняя суточная температура – это реальная температура воздуха, имеющая место в утренние и вечерние часы тех или иных суток.

В группу погоды с переходом температуры воздуха через 0° входят классы: VIII – с облачным днем; IX – с солнечным днем.

В группе морозной погоды различают: X – слабо, XI – умеренно, XII – значительно, XIII – сильно, XIV – жестко и XV – крайне морозную погоду. Каждый класс морозной погоды отстоит друг от друга интервалами средней суточной температуры воздуха в 10° (слабоморозная погода имеет среднюю суточную температуру в пределах от 0 до 2,4°). Каждый класс морозной погоды (за исключением Х класса) подразделяется на погоду «с ветром» и «без ветра», а иногда и на погоду «с солнечным» и «облачным днем». Выделение погоды «с ветром» необходимо, т.к. ветер при отрицательных температурах сильно ухудшает тепловое ощущение человека.

Наиболее благоприятны для здоровья человека все классы погод, когда днем много солнца (I, II, III, V классы), приход видимых и ультрафиолетовых лучей велик, хорошая освещенность и окружающие ландшафты особенно привлекательны.

Поиски объективной оценки влияния погоды на тепловое состояние человека привели к такому критерию, как степень напряжения терморегуляторных механизмов организма человека, которая определяется по изменению средней взвешенной температуры тела человека или по изменению величины потоотделения. В зависимости от средневзвешенной температуры кожи с учетом теплоощущения встречающиеся типы погод были подразделены на девять категорий – от крайне холодной до очень жаркой. При оценке воздействия жарких погод, когда температура кожи человека остается неизменной, целесообразнее пользоваться показателем величин потоотделения.

В зависимости от средневзвешенной температуры кожи с учетом теплоощущения встречающиеся типы погод были подразделены на девять категорий – от крайне холодной до очень жаркой. При оценке воздействия жарких погод, когда температура кожи человека остается неизменной, необходимо пользоваться показателем величин потоотделения.

Комфортное состояние – наиболее приятное тепловое ощущение, когда человек не чувствует ни жары, ни холода, – возникает при средневзвешенной температуре кожи 31–33°. Снижение ее на определенное количество градусов вызывает также определенное охлаждение тела человека. При жаркой погоде напряжение терморегуляторных механизмов человеческого организма характеризуется величиной потоотделения, а при холодной погоде оценивается величиной средневзвешенной температуры кожи. В зависимости от температуры кожи и ощущения испытуемых Е.М. Ратнер (1967) произвел разбивку встречающихся при наблюдениях типов погоды на классы (таблица 7).

Таблица 7 – Связь между климатическими условиями и тепловым состоянием человека

Буквами в этой таблице обозначены классы погоды: N – погода, при которой человек находится в состоянии теплового комфорта, Х – классы холодной погоды, Т – классы теплой погоды. Цифры перед буквами показывают усиление воздействия температуры (холода и тепла), при которых нарастает напряжение терморегуляторных систем организма. При оценке воздействия климата Е.М. Ратнер учитывает повторяемость различных классов погоды в данной местности на протяжении года и от месяца к месяцу, а также воздействие ветра, осадков и солнечного нагревания.

Кроме погоды класса N классы 1–Т и 1-х считаются благоприятными даже для ослабленных людей: при них не создается сильного напряжения терморегуляторных механизмов, и погодный режим считается щадящим. При классах же погоды 2–Т и 2-х – режим уже тренирующий, полезный для здоровья отдыхающих, туристов, лечения и т.д.