С чем связана непредсказуемая погода? отчего возникает контраст температур?

Ученым давно известно, что мягкость климата связана с водой.

Океан и атмосфера Земли (в состав атмосферы входит водяной пар, и он там играет очень важную роль) составляют большую тепловую машину, которая обеспечивает тепловое равновесие, упорядочивает, стабилизирует прохождение определенного ритма погоды.

За лето солнечные лучи прогревают верхний слой поверхности океанов и морей – это около ста метров воды, и только 1-2м почвы. Вода аккумулирует огромное количество тепла. Накопившееся в течение теплого полугодия тепло в океанах зимой медленно расходуется на нагревание воздуха.

Водная поверхность оказывает огромное влияние на температуру воздуха. Разность температур между зимними и летними месяцами над океанами и морями значительно меньше, чем над сушей.

Температурные колебания тем резче выражены, чем континентальнее климат. В приморских областях зимой климат умеренный, сильных морозов не наблюдается в отличие от мест, значительно удаленных от морей и океанов. Именно по этой причине, например, у южного побережья Исландии средняя температура января равна 0С, а на этой же широте в Якутии –48С.

В районе Азорских островов, как и на широте 60^o (южнее Исландии), разность средних температур воздуха в январе и в июне не превышает 7-8 градусов, а на материке в районе Москвы эта разность достигает 27 градусов и 34 градуса в Екатеринбурге.

Зимой температура воздуха в умеренной зоне южного полушария, где преобладает водная поверхность, выше, чем на тех же широтах северного полушария. Летом, наоборот, вследствие быстрого нагревания материков северного полушария температура воздуха вблизи поверхности Земли оказывается выше, чем в южном полушарии.

Воды морей и океанов, находясь в непрерывном движении, играют большую роль в междуширотном переносе тепла на земном шаре. Океанические течения выносят огромное количество тепла из экваториальной зоны и тропиков на север, а холода – в низкие широты.

Гольфстрим за год переносит из экваториальной зоны в северную часть Атлантики от 60 до 100 килокалорий на см², т.е. почти столько тепла, сколько получает океан от суммарной солнечной энегрии за тот же период времени.

Вода с помощью солнечной энергии перемешивает и воздушные массы. Это её собственный механизм. При испарении вода забирает солнечную энергию, тепло. Пар поднимается вверх. Встречаясь с холодными массами воздуха, он конденсируется и превращается в воду, при этом тепловая энергия переходит в кинетическую – образуется ветер, который и переносит облака, так важные для суш: без них суша континентов оказалась бы почти безводной, не было бы рек и озер.

Все газы атмосферы находятся в химическом равновесии и в этом большая заслуга воды. Водяной пар поглощает радиационное излучение с длиной волн 5,0–7,5 мк (углекислый газ – с длиной волн 12,9-17,1 мк, озон - 9,4-9,8 мк.), что очень важно для растений, животных, людей.

Равновесие удерживается водами океанов и с веществами земных пород, которые перемещаются водой. Холодные воды растворяют больше газов, в том числе больше углекислого газа, а теплые воды, наоборот, выделяют газ в атмосферу. Океан работает как грандиозный насос. Таким образом, на Земле существует свой определенный круговорот веществ, который связан с водой.

Над сушей образуется много облаков благодаря обилию воды, тепла и перемещений холодного воздуха. Облачность покрывает около половины поверхности воздушной оболочки нашей планеты. Количество циклонов и антициклонов по всей Земле в каждый момент времени примерно одинаково. Облака как одеяло закрывают Землю, устанавливая тепловой баланс. Здесь очень важна плавность образования и перемещения облаков.

Водяной пар, который еще не успел превратиться в облака, играет не менее важную роль. Он находится во всем воздушном пространстве, в том или ином объёме. Влажность от испарения воды снижает температуру, а поднявшийся пар препятствует уходу тепла из атмосферы Земли.

Суточный ход температуры различен на разных широтах, над водной поверхностью, над сушей, над влажной и сухой почвой. Он зависит от облачного покрова, степени прозрачности воздуха и других факторов.

В безоблачную ночь температура воздуха по сравнению с дневной сильно понижается и в этих случаях наблюдается большая суточная амплитуда, т.е. разность между максимальной и минимальной температурами. Плотный же облачный покров ночью задерживает тепло от земной поверхности и значительно ослабляет понижение температуры. Именно водяной пар в основном и задерживает тепло у поверхности Земли.

В безоблачную ночь теплый влажный воздух, поступающий с теплых морей и собственное испарение на суше, где много влаги, не дает сильного понижения температуры. Но когда на сушу приносится холодный сухой воздух, температура в безоблачную ночь резко снижается, и часто наблюдаются заморозки.

Вода на планете Земля играет важнейшую роль в формировании погоды благодаря своим удивительным физическим качествам. Она имеет высокую теплоемкость и одновременно относительно высокую для жидкостей теплопроводность. Факты показывают, что вода уравновешивает, смягчает климат, делает приемлемыми условия для проживания растений, животных и нас с вами.

Именно вода регулирует климат. Климат сам по себе не может воздействовать сам на себя. Все зависит от состояния воды. Уменьшение объема воды, ускорение обращения её на планете сильно сказывается на жизни, даже это если это малое ускорение.

Если сегодня мы посмотрим на нашу планету из Космоса, то увидим, что запас воды на суше критически истощился вследствие деятельности человека. За последние 50-70 лет люди сильно оголили поверхность суши земли.

По данным Института космических исследований НАСА голая и скудно прикрытая растительным покровом земля сегодня составляет 2/3 от общей площади всей суши Планеты.

Когда земля покрыта растениями и деревьями, они образуют и регулируют так называемый «океан воды над сушей». Густой растительный покров обеспечивает бесперебойный круговорот воды на поверхности земли. Растительность удерживает влагу у поверхности суши, поглощает солнечные лучи, увлажняет и охлаждает воздух, испаряя грунтовую воду. Влага, которая испаряется с листьев и стеблей растений, не дает воздуху раскаляться, усредняет температуру, предотвращая резкие перепады. Растения смягчают климат на Земле.

Голая же земля, напротив, создает контраст температур. В дневное время голая земля не защищена от палящих лучей Солнца и сильно нагревается. В то же время земля без растений, деревьев не держит тепло, и ночью температура воздуха над голой землей быстро падает. Возникает сильный перепад температур.

Например, в пустынях Мохаве и Сонора днем воздух прогревается до +40С, а ночью остывает до +1С. В пустынях умеренного пояса лето жаркое, засушливое, а зимой температура может опускаться ниже -40С. В субтропических пустынях круглый год днем жарко, а ночью температура существенно опускается, и нередко бывают заморозки.

Огромные африканские и аравийские пустыни, которые с каждым годом продвигаются дальше, чем на 10 км – это катастрофа. Если прибавить к ним площадь оголенной вырубкой лесов земли, асфальтированных дорог городов, мусорных полигонов, полей с выжженной травой, бритых газонов, пастбищ и распаханных сельскохозяйственных угодий, получается огромная пустыня, от которой в летнее время исходит жара, а в зимнее время - холод.

При большом контрасте температур очень быстро перемещаются воздушные массы, как холодные, так и раскаленные от голой земли, формируют резкую, неустойчивую и непредсказуемую погоду «не по сезону».

В жару воздух над голой землей раскаляется и поднимается высоко, засасывая холодный воздух в верхних слоях атмосферы, что вызывает быстрое перемещение воздушных масс – шквалы ветра и ураганы.

К тому же, раскаленный воздух от голых мест Земли быстро доходит до океанов, где испаряет большое количество воды. Огромное количество водяного пара поднимается вверх, где встречается с холодным атмосферным фронтом, быстро происходит конденсация. В процессе превращения водяного пара в дождь образуется очень сильный ветер. Вода морем падает вниз, смывая все на своем пути. Такие явления мы очень часто наблюдаем в последнее время.

Факты доказывают, что голая земля – это совершенно другой климат. Даже по собственным ощущениям все мы знаем, что значит суша без растений и суша с растениями. А суша с растениями густыми, многоярусными – просто спасение для нас в знойную погоду. Когда сильная жара, нас тянет именно на природу, к растениям.

Где больше растений, там меньше жары, так как растения поглощают огромное количество солнечного излучения. В растениях происходит очень важный процесс – фотосинтез. Для образования органических веществ нужен водород. Растения берут его из воды, расщепляя её. Для этого процесса необходима огромная энергия (например, чтобы расщепить молекулу воды на атомы водорода и кислорода, человеку нужна энергия в 2 000 градусов). Растения эту энергию берут у Солнца. Сколько растений на Земле, столько солнечной энергии они и потребляют. Потом эта энергия может согревать в холодное время. Это тоже смягчает климат.

Растений сейчас на Земле осталось мало, так как очень много растений уничтожено. Такое скудное количество уже не способно смягчать климат на Земле. Кому интересно, может подсчитать опустыненную площадь Земли – это будет астрономическая и катастрофическая цифра, именно это приводит сегодня к аномальной погоде.