МИКРОКЛИМАТ

Результаты взаимодействия атмосферы с подстилающей поверхностью прежде всего и больше всего сказываются в нижнем слое тропосферы. Режим метеорологических элементов в этом слое всегда имеет некоторые особенности, быстро сменяющиеся от места к месту.

Изменения количественных значений метеорологических элементов в разных частях приземного слоя воздуха под влиянием неоднородного характера поверхности не вызывают изменений режима погоды, типичного для данной местности в целом. Но они обусловливают возникновение местных особенностей климата, проявляющихся на незначительном пространстве. Совокупность местных особенностей климата называют микроклиматом.

Состояние поверхности, определяющее микроклиматические условия, сказывается в первую очередь в приземном слое толщиной несколько десятков метров. Теплообмен между воздухом и почвой здесь особенно активен. Днем приземные слои воздуха нагреваются сильнее, чем вышележащие, а ночью сильнее охлаждаются. Поэтому суточные колебания температуры очень велики. Температура с высотой в этом слое днем понижается, ночью часто наблюдается инверсия. Движение воздуха у поверхности замедленно. Это способствует накоплению в нем водяных паров. Особенности нижнего слоя атмосферы хорошо выражены в ясную, безветренную погоду; в пасмурную погоду и при ветре они сглаживаются.

При обычных условиях погоды перемешивание воздуха происходит уже на высоте 1,5—2 м над поверхностью. Поэтому при наблюдении за температурой и влажностью в приземном слое воздуха приборы устанавливают в пределах этого слоя.

На формирование микроклимата оказывают влияние неровности рельефа с колебаниями высот от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров (микро- и мезорельеф). Об этом влиянии можно судить по приведенным ниже схематическим рисункам. На рисунке 71 показано распределение тепла вокруг холма при симметричном относительно юга поступлении тепла на его склоны (влияние экспозиции склонов).

На рисунке 72 видно воздействие холма на скорость ветра. Воздух обтекает препятствия, поэтому на наветренной стороне и по бокам холма скорость ветра увеличивается. Движение воздуха влияет на распределение осадков. На подветренной стороне ветер стихает, но здесь могут возникать завихрения воздуха. На наветренном склоне ветер замедляет падение капель, и они уносятся на подветренную сторону холма, где и выпадают. Таким образом, если наветренные склоны гор получают больше осадков, чем подветренные, то для микроформ рельефа наблюдается обратная картина.

Распределение ветра у препятствия сказывается и на распределении снежного покрова. Снежный покров сносится с наветренных склонов и откладывается в местах ослабления ветра.

Местные особенности климата возникают под влиянием растительного покрова. Растительность очень усложняет условия теплообмена и обмена влагой в приземном слое. Травяной покров задерживает солнечную радиацию. Так, например, покров из тимофеевки высотой около 50 см пропускает к поверхности не более 20% радиации, а на ржаном поле до поверхности доходит менее 10%. Но вместе с тем растительность задерживает и тепловое излучение поверхности. Поэтому температура поверхности под травяным покровом понижена, а амплитуды ее колебаний сглажены.

Испарение с общей площади листьев растений, покрывающих участок поверхности, может превышать испарение со свободной водной' поверхности, равной площади этого участка. Большое испарение и слабый обмен объясняют повышенную влажность воздуха среди растений.

Влияние леса на микроклимат сходно с влиянием травяного покрова, но превосходит его своими масштабами. Густой лес пропускает к поверхности всего 2—7% падающей на него радиации. Продолжительность солнечного сияния в лесу снижена до 5—7 часов в день. При этом спектральный состав радиации изменяется. Лес холоднее поля летом и немного теплее зимой. Зимой лиственный лес оказывает меньшее влияние на суточные амплитуды колебаний температуры, чем хвойный, влияние которого на тепловой режим весь год примерно одинаково. Влажность воздуха в лесу выше, чем в открытом поле'. Ветровой поток, встречая на пути лес, в значительной степени обтекает его сверху, причем скорость ветра над лесом увеличивается (следствие сближения линии воздушных токов). В кронах деревьев ветер стихает, и в лесу, под кронами, он очень слабый. В тихую, ясную погоду можно наблюдать местный ветер, дующий днем внизу от леса к полю, наверху — со стороны поля к кронам деревьев; ночью циркуляция ветра противоположная.

Особый микроклимат возникает в больших населенных пунктах. Причиной являются обилие дыма или пыли над городами, особенности подстилающей поверхности (асфальт, железные крыши) и резкие неровности ее (строения), добавочное тепло, выделяемое при сжигании топлива и в процессе жизнедеятельности человека.

Температура воздуха в городе выше, чем вне его. Увеличение температуры воздуха заметно на высоте до нескольких сотен метров над городом. Влажность воздуха в городе обычно понижена вследствие повышения температуры и уменьшения испарения с поверхности. Скорость ветра в населенных пунктах, как правило, меньше, я а направление ветра сильно влияет планировка города. На большой высоте над городом скорость ветра больше, чем на той же высоте в его окрестностях.

Различие в температуре между городом и его окрестностями может вызвать местный ветер, дующий в сторону города. На улицах возникает циркуляция воздуха, обусловленная неодинаковым нагреванием теневой и солнечной сторон. Условия образования тумана и облаков над городом более благоприятны (ядра конденсации, восходящие воздушные токи), чем в окрестностях.

Воздействуя постоянно на поверхность, люди создают условия для возникновения местных особенностей климата и для их изменения. Учитывать эти особенности и характер изменений, вызываемых деятельностью людей, необходимо, в частности, в сельском хозяйстве, в строительстве при планировании населенных пунктов и т. д.

Изучением микроклимата занимается специальная наука — микроклиматология, имеющая очень большое практическое значение. Микро-климатология тесно связана с географией.