Файл: Любушкина.pdf

Главнейшей закономерностью распределения тепла на Земле является зональность – уменьшение 

температуры  от  экватора  к  полюсам.  В  обобщенном  виде  это  ярко  выражено  на  карте  годовых 

изотерм  (рис.  32).  В  целом  планетарный  горизонтальный  температурный  градиент  –  уменьшение 

температуры воздуха на 100 км расстояния – направлен от экватора к полюсам. Однако понижение 

температуры  при  этом  происходит  неравномерно.  В  экваториально-тропических  широтах  –  весьма 

медленно,  здесь  горизонтальный  температурный  градиент  мал,  изотермы  разрежены.  В  умеренных 

широтах,  особенно  на  40  –  60°,  понижение  температуры  идет  довольно  быстро.  Здесь 

горизонтальный  градиент  температуры  значительный,  поэтому  изотермы  сближены,  сгущены.  В 

высоких  широтах  температура  воздуха  вновь  уменьшается  медленно,  благодаря  чему  изотермы 

разрежены. Вследствие большого горизонтального градиента температуры в умеренных и близких к 

ним  широтах  там  часто  встречаются  теплые  и  холодные  воздушные  массы,  развивается  активная 

фронтальная деятельность и наблюдается наибольшая на Земле неустойчивость атмосферы. 

Сравнение фактических приземных температур воздуха с солярными свидетельствует о том, что, 

если бы не перераспределение тепла между низкими и высокими широтами в процессе планетарной 

циркуляции  воздушных  и  водных  масс,  годовая  температура  воздуха  на  экваторе  была  бы  гораздо 

выше, а на полюсах, наоборот, ниже. 

Рис. 32. Распределение средней годовой температуры воздуха на уровне моря (°С) 

Вторая  закономерность  температуры  воздуха,  выявляющаяся  на  карте  годовых  изотерм, 

выражается в том, что все параллели северного полушария теплее аналогичных параллелей южного 

полушария. Наиболее высокие температуры воздуха – около 27° наблюдаются не на экваторе, а на 10° 

с. ш. Это так называемый термический экватор – линия теплового максимума Земли. В течение года 

термический экватор перемещается: в июле – к 20° с. ш., в январе приближается к экватору, оставаясь 

весь год в северном полушарии. Это объясняется, с одной стороны, отепляющим влиянием большой 

площади суши с ландшафтами пустынь в тропических широтах северного полушария, которая весь 

год  нагрета,  с  другой  –  постоянным  охлаждающим  влиянием  на  южное  полушарие  Антарктиды. 

Кроме того, в южном полушарии значительнее облачность и в связи с этим больше отражательная 

способность атмосферы, велики затраты тепла на испарение из-за преобладания водной поверхности, 

некоторую роль играет меньшая продолжительность лета в южном полушарии вследствие большей 

скорости движения Земли по орбите близ перигелия. 

Рис. 33. Средняя температура воздуха в июле (°С) 

В  общем  годовые  изотермы,  несмотря  на  сглаженность  сезонных  различий  температур  над 

материками  и  океанами,  не  совпадают  с  параллелями.  Лишь  в  умеренных  и  прилежащих  к  ним 

широтах  южного  полушария  (40  –  70°)  из-за  однородной  водной  поверхности  изотермы  близки  к 

зональному распределению. Несовпадение изотерм с параллелями нагляднее выступает при анализе 

карт июльских и январских изотерм, особенно во  внетропических широтах. Эти карты дают более 

реальную картину теплового режима территории. 

Летние  изотермы  (июльские  –  в  северном  полушарии,  январские  –  в  южном)  всюду  идут  в 

широтном  или  субширотном  направлении,  так  как  температура  воздуха  в  этот  сезон  определяется 

главным  образом  величиной  солнечной  инсоляции  (рис.  33,  34).  Поскольку  летом  материки  теплее 

океанов, изотермы над ними несколько изгибаются в сторону полюсов, а над океанами – в сторону 

экватора.  Над  материками  в  тропических  широтах  отмечаются  очаги  тепла:  в  июле  –  в  Северной 

Африке над Сахарой, в Северной Америке в Калифорнии, в Долине Смерти; в январе – над Южной 

Африкой в Калахари и в Австралии. 

В  летнее  время  обоих  полушарий  горизонтальные  градиенты  температур  на  всех  широтах 

невелики, поэтому изотермы разрежены. В связи с уменьшением температурных контрастов между 

широтами  меридиональный  перенос  воздушных  масс  сокращается  и  циклоническая  деятельность 

ослабевает. 

Зимние изотермы (январские – в северном полушарии, июльские – в южном) во внетропических 

широтах значительно отклоняются от параллелей: над океанами изгибаясь далеко в сторону полюсов, 

образуя  «языки  тепла»,  над  материками  –  в  сторону  экватора,  образуя  «языки  холода».  Над 

материками вокруг полюсов холода изотермы замкнуты. Сезонный полюс холода в Якутии окаймлен 

изотермой – 50 °С, в Антарктиде около –70 °С. Отклонение изотерм от широтного направления ярко 

выражено  в  умеренных  широтах  вдоль  побережий  материков,  особенно  западных,  и  объясняется 

адвективным теплом. Это можно проследить на примере нулевой изотермы января, по обе стороны от 

которой температура воздуха качественно различна. В общем ход зимних изотерм гораздо сложнее, 

чем летних, особенно в северном полушарии, прежде всего из-за чередования материков и океанов. 

Горизонтальный  градиент  температуры  зимой  довольно  большой,  поэтому  изотермы  сближены.  В 

умеренных и субтропических широтах северного полушария (около 40° с. ш.) он в три раза больше, 

чем  летом,  достигая  значения  более  1°  на  100  км.  С  этим  связана  активнейшая  фронтальная 

деятельность. 

Рис. 34. Средняя температура воздуха в январе (°С) 

Анализ  летних  и  особенно  зимних  изотерм  свидетельствует,  что  наряду  с  зональностью 

температур  на  Земле  существует  региональность  (секторность),  которая  четче  выражена  во 

внетропических  широтах  северного  полушария.  Главной  причиной  отклонения  изотерм  от 

зонального  простирания  является  неравномерное  распределение  суши  и  моря  с  их  неодинаковыми 

условиями нагревания и охлаждения. Максимальное отклонение изотерм наблюдается при переходе с 

океана  на  сушу.  Дополнительными  причинами,  осложняющими  широтный  ход  изотерм,  служат 

океанические  течения  и  атмосферная  циркуляция,  которые  осуществляют  адвекцию  тепла  или 

холода. Так, в субтропических и тропических широтах у западных берегов материков над холодными 

течениями в обоих полушариях изотермы отклоняются в сторону экватора, у восточных берегов над 

теплыми  течениями  –  в  сторону  полюсов.  В  умеренных  и  субполярных  широтах  северного 

полушария  над  холодными  течениями  у  восточных  берегов  материков  (Лабрадорским,  Курило-

Камчатским) изотермы изгибаются к югу, а у западных берегов над теплыми течениями – к северу. 

Особенно грандиозно влияние Северо-Атлантического и продолжающего его Норвежского течения, 

воды  которых  непосредственно  несут  тепло  за  Полярный  круг,  нагревая  воздух  над  ними.  Сейчас 

установлено,  что  половина  общего  адвективного  переноса  тепла  из  низких  широт  в  высокие 

осуществляется через атмосферную циркуляцию, а половина – с морскими течениями. В обратном 

направлении с холодными течениями совершается не менее мощная адвекция холода. 

При  анализе  хода  изотерм  над  сушей  надо  учитывать  также  высоту  и  орографию  гор  (прежде 

всего солнечные и теневые склоны), а также влияние снежного покрова и ледников. 

Наглядным показателем роли земных факторов в перераспределении солнечного тепла служат карты 

термических  аномалий  –  территорий,  где  фактические  температуры  отклоняются  от 

среднеширотных.  Если  температура  выше  среднеширотной.  температурная  аномалия  считается 

положительной,  если  ниже  –  отрицательной.  Температурные  аномалии  изображаются  на  картах  с 

помощью  термоизаномал  –  линий,  соединяющих  точки  с  одинаковым  отклонением  наблюдаемых 

температур  от  среднеширотных.  Большее  климатическое  значение  имеют  не  среднегодовые,  а 

сезонные аномалии, изображаемые на картах термоизаномал января и июля (рис. 35, 36). 

В  январе  отрицательные  температурные  аномалии  наблюдаются  в  Северо-Восточной  Азии,  в 

верховьях Яны и Индигирки, где аномалия достигает значения –24 °С, и в Канаде, где она равна –
15 

°С.  Они  обусловлены  интенсивным  эффективным  излучением  суши  в  условиях  сезонных 

барических максимумов, особенно Азиатского, по величине и охвату территории большего, нежели в 

Канаде,  из-за  размеров  материков.  Положительные  аномалии  зимой  отмечаются:  над  Северной 

Атлантикой  и  над  Норвежским  морем  (+26  °С),  которые  простираются  вплоть  до  85°  с.  ш.  и  над 

северной частью Тихого океана ( + 13 °С). Эти аномалии связаны с меньшим охлаждением Океана 

зимой и с адвекцией тепла благодаря теплым течениям и переносу воздуха из тропических широт. 

В июле положительные температурные аномалии в Сахаре (+8 °С), в Аравии (+8 °С), на западе США 

(+8 °С) обусловлены интенсивным нагреванием обширных районов равнинной суши. Отрицательные 

температур  ные  аномалии  значительны  у  западных  берегов  материков  в  субтропических  и 

тропических  широтах  (–8  °С)  вследствие  холодных  течений  и  сравнительно  холодного  воздуха, 

поступающего  из  умеренных  широт  по  восточной  периферии  океанических  субтропических 

барических  максимумов.  Менее  значительные  отрицательные  аномалии  отмечаются  у  восточных 

берегов материков в умеренных субполярных широтах (– 4 °С) в связи с холодными течениями, а в 

Атлантике – еще и за счет студеных ветров с ледяного плато Гренландии. 

Рис. 35. Термоизаномалы июля (°С) 

Рис. 36. Термоизаномалы января (°С) 

Средняя  годовая  температура  приземного  слоя  воздуха  для  всей  Земли  равна  +14  °С,  при  этом 

июльская  составляет  +16  °С,  январская  1-12  °С.  В  целом  северное  полушарие  (  +  15  °С)  теплее 

южного ( + 13 °С). 

Абсолютные  максимумы  температуры  отмечены  на  севере  Африки,  в  Ливии,  в  Эль-Азизии.  – 

+58.0 °С в 1922 г. (полюс жары) и на юго-западе США, в пустыне Мохаве, в Долине Смерти, – +56,7 

°С  в  1913  г.  Это  самые  высокие  температуры  в  северном  полушарии.  В  южном  полушарии  самое 

жаркое  место  в  Австралии,  в  среднем  течении  реки  Дарлинг,  –  +52,8  °С.  Абсолютный  минимум 

температуры –89,2 °С зарегистрирован в восточной Антарктиде, на внутриконтинентальной станции 

«Восток»,  в  1982  г.  на  высоте  3488  м  над  уровнем  моря;  в  северном  полушарии  минимальная 

температура –71,0 °С зарегистрирована в Восточной Сибири, в поселке Оймякон, расположенном в 

котловине  среди  гор,  куда  стекает  плотный  холодный  воздух.  На  ледяном  плато  Гренландии 

температура зимой равна –55 °С. 

Глава 8 Вода в атмосфере 

8.1. Испарение и испаряемость 

Вода, входящая в состав воздуха, находится в нем в газообразном, жидком и твердом состоянии. Она 

попадает в воздух за счет испарения с поверхности водоемов и суши (физическое испарение), а также 

вследствие  транспирации  (испарение  растениями),  которая  является  физико-биологическим 

процессом. Приземные слои воздуха, обогащенные водяным паром, становятся легче и поднимаются 

вверх.  Вследствие  адиабатического  понижения  температуры  поднимающегося  воздуха  содержание 

водяного  пара  в  нем,  в  конце  концов,  становится  предельно  возможным.  Происходит  конденсация, 

или сублимация, водяного пара, образуются облака, а из них – осадки, выпадающие на землю. Так 

совершается  круговорот  воды.  Водяной  пар  в  атмосфере  обновляется  в  среднем  примерно  каждые 

восемь суток. Важным звеном круговорота воды является испарение, которое заключается в переходе 

воды  из  жидкого  или  твердого  агрегатного  состояния  (возгонка)  в  газообразное  и  поступлении 

невидимого водяного пара в воздух. 

Рис. 37. Средние годовые значения испарения с подстилающей поверхности (мм/год) 

Влажный  воздух  немного  легче  сухого,  так  как  он  менее  плотный.  Например,  насыщенный 

водяным паром воздух при температуре 0° и давлении 1000 мб менее плотен, чем сухой, – на 3 г/м 

(0,25%).  При  более  высокой  температуре  и  соответственно  большем  влагосодержании  эта  разница