Климат

Климат. Слово происходит от греческого κλίμα, что означает наклон солнца, иначе сказать, полуденную высоту солнца. Греческие географы делили землю на климатические пояса в зависимости от этого явления и длины дня, то есть на широтные пояса, то есть они принимали в расчет астрономические, а не физические климаты. Различие между ними очень большое, например, в Верхоянске, в Восточной Сибири, под 67¹/₂° северной широты средняя температура января ниже -50°, а под той же широтой у западного берега Норвегии она выше 0°. В настоящее время климатом обыкновенно называют среднее состояние разных явлений воздуха, например, давления, температуры, облачности и т.д. Древние греки делили землю на три пояса: жаркий — между тропиками, умеренный — между тропиками и полярными кругами, и холодный — между полярными кругами и полюсами. Против этого деления можно привести некоторые возражения, но все-таки влияние положения земли относительно солнца имеет большое значение, даже не для одной t° суши, воды и воздуха, и поэтому можно сохранить деление на 3 пояса.

Границы тропического, или жаркого, пояса нужно несколько раздвинуть, так как широты около 30° разграничивают главные движения воздуха в нижнем слое, именно с востока или пассаты в низких широтах и с запада в средних. Тропики или жаркий пояс характеризуются преобладанием восточных ветров, большим размером и малым различием солнечной радиации в течение года и зависящей от того высокой и довольно равномерной t°; выражаясь иначе, годовые колебания t° почвы, воды и воздуха малы. Напротив, суточные колебания велики, так как в течение каждых суток среди дня синус угла падения солнечных лучей велик, а ночь длинна, следовательно, охлаждение значительно. Велики и суточные колебания других элементов, относительной влажности, зависящие от t° воздуха, давления и в большей части области также и ветров, внутри материков силы, а на берегах во многих местах и направления (морские и береговые бризы), осадков и облачности, так как в значительной части области осадки бывают во время гроз, то есть всего чаще и сильнее в теплые послеполуденные часы. Непериодические колебания всех элементов малы в жаркой полосе, исключения составляют только редкие дни больших циклонов и до некоторой степени осадки: дожди не вполне правильны, как по продолжительности, так и по силе. На тропических океанах даже и суточные колебания t° воздуха малы, что, прежде всего, зависит от малых изменений t° поверхности океанов. Наибольшая равномерность климата во всех отношениях наблюдается там, где пассаты дуют целый год; здесь дожди редки и слабы, облачность мала, и только давление имеет большие суточные колебания. В этой области наблюдается наибольшее совпадение климата и погоды: здесь средние величины имеют наиболее реальное значение. Ближе к экватору, в области, где пассаты временами сменяются переменными ветрами и затишьями, t° еще равномернее, но годовые и непериодические изменения ветра, облачности и осадков больше, чем там, где пассаты господствуют целый год.

Материки и большие острова жаркого пояса отличаются во многих отношениях от океанов: t° вообще выше (вблизи экватора в течение года, ближе к тропикам в течение 6-9 месяцев), суточные и годовые колебания как ее, так и влажности, гораздо больше. Средние t° года на тропических океанах по большей части между 24-26,5; немного выше они только в западной части Тихого океана и значительно ниже (до 16°) у западных берегов Южной Африки и Южной Америки. Если принять границы до 30° N и S, то, со включением материков, годовые средние между 15° и 30° (последние в Сахаре и у Красного моря), средние самого холодного месяца опускаются до 5° (у восточного берега Азии) и самого теплого доходят до 35°. Осадки вообще обильнее на материках жаркого пояса, чем на океанах, но не везде. Причина обильных осадков на суше та, что здесь при высоком стоянии солнца пассаты ослабевают или прекращаются, и являются благоприятные условия для восходящих токов, а последние, как известно, способствуют обильным дождям. Но там, где пассаты дуют с материка, климат сухой, осадков мало; таковы Сахара и даже западные берега тропических материков.

Некоторые части тропического пояса имеют климат муссонов; таковы Индия, Загангский полуостров, большая часть Зондских островов, Северная Австралия, Северная Африка от 5° до 17° северной широты. Здесь, как на материке, так и на море, резкое изменение ветра и гидрометеоров, то есть деление года на сухой и дождливый периоды. Периодические и непериодические колебания t° зависят здесь от гидрометеоров. Наибольшая t° наступает до летнего солнцестояния (или до первого прохождения солнца чрез зенит), а не после, как в других климатах, потому что облачность и дожди понижают t° почвы и воздуха. Но если начало дождей запоздало, то и наибольшая t° бывает позже обычного времени, например, в июне вместо мая. Во время перерыва дождей t° также бывает высока, но обыкновенно не настолько, как до начала дождей, так как часть теплоты солнечных лучей тратится на испарение с поверхности почвы, воды и растений. На равнинах и на море и его берегах годовое количество осадков очень различно. На значительном пространстве Сахары и других пустынь оно очень близко к 0, конечно, не более 50 mm в год, а вблизи гор местами доходит до 6000 mm и даже на плоских берегах моря и небольших, негористых островах — до 4500 mm. Соединение равномерного тепла, большой влажности воздуха и обильных осадков на больших пространствах жаркого пояса дает наилучшие условия для растительности. Местности сухие и бедные осадками неблагоприятны для растительной жизни. Главное влияние на обилие растительной и животной жизни в этом поясе имеют гидрометеоры, особенно осадки, так как тепла везде довольно, за исключением высоких гор и нагорий.

Полярные страны, холодный пояс, почти во всем противоположны тропическим. Мы здесь имеем низкую t° почвы, воды и воздуха, малые суточные и большие годовые и непериодические колебания большинства климатических элементов, особенно t° воздуха. В северном полушарии годовые средние на море и равнинах между -20 и +5, январские между -50 (северо-восточная Сибирь) и 0° (море у западных берегов Норвегии), июльские между 0° (самые северные широты, до сих пор достигнутые человеком) и 15° (северо-восточная Сибирь). Самые низкие зимние t° там, где ясная погода и затишье, то есть самый холодный воздух застаивается в долинах, самая высокая — где теплые морские течения и нет льда на море и среди зимы; самое холодное лето там, где много льда и, следовательно, солнечное тепло расходуется на его таяние; самая высокая t° лета вдали от морей. О высоких широтах южного полушария мы знаем очень мало. Лето там значительно холоднее, чем на одноименных широтах северного полушария: под 78° южной широты самый теплый месяц имеет t° -3° и ниже. Абсолютная влажность в полярных странах мала вследствие низкой t° воздуха, относительная вообще велика, особенно летом, над морем и у его берегов. Осадки не обильны потому, что водяных паров мало; отсюда и разности между местностями с наибольшими и наименьшими осадками гораздо меньше, чем в жарком поясе. Годовые и непериодические колебания давления велики, но первые, однако, не так велики, как в средних широтах на азиатском материке, суточные очень малы. Вследствие низкой t° земледелие невозможно в большей части холодного пояса (за исключением очень небольшого пространства между западным берегом Норвегии и Белым морем), и редкое население питается рыбными и звериными промыслами.

Средние широты. Во многих отношениях, особенно по t° и абсолютной влажности, климат средних широт занимает средину между тропическим и полярным, причем более низкие средние широты приближаются к первому, а более высокие к последнему. Но есть, однако, особенности, которые не встречаются ни в жарком, ни в холодном поясе. Наибольшее значение имеет огромное различие климата северного и южного полушария, особенно в более высоких широтах (47°-67°), зависящее от распределения суши и моря. В жарком поясе, хотя южное полушарие более морское, чем северное, но различие не очень велико, в обоих океаны гораздо обширнее, чем материки, но в обоих встречаются и большие пространства материков с очень сухим климатом и большими колебаниями t°, особенно в суточном ходе. Полярные страны южного полушария еще очень мало исследованы, но есть вероятие, что вблизи южного полюса преобладает суша, а в северном полушарии к северу от 75° решительно преобладает море. В высоких средних широтах в северном полушарии решительно преобладает суша, а в южном за 47° южной широты до полярного круга процент суши менее 3% и между 56°-65° южной широты не доходит до 1%. Такое различие в распределении моря и суши в обоих полушариях отражается и на климате, и поэтому каждое должно быть рассмотрено отдельно. В средних широтах южного полушария, особенно 47°-67°, самый морской климат земного шара. Средняя годовая t° здесь выше, чем в одноименных широтах северного полушария внутри и на востоке материков, но ниже, чем на океанах и в западных частях материков северного полушария; облачность и относительная влажность очень велики, осадки часты и продолжительны, давление низко и быстро понижается к югу. Суточные и годовые колебания всех элементов малы, несмотря на то, что количество солнечного тепла, получаемого зимой и летом, очень различно. Но дело в том, что влияние океанов, большая облачность, туманы, продолжительные дожди и снега уменьшают и летнее нагревание и зимнее охлаждение. На острове Кергелен, на Индийском океане, 49° южной широты, годовая амплитуда около 4°. По народным русским понятиям, там нет ни лета, ни зимы, а постоянно сырая поздняя осень: снег нередко бывает и среди лета, а снежного покрова обыкновенно нет и зимой. Такие климаты очень благоприятны для образования снежников и ледников, которые встречаются и доходят до моря в более низких широтах, чем в северном полушарии. Климат средних широт северного полушария гораздо разнообразнее, чем климат тех же широт южного, так как на этом полушарии мы имеем и обширные океаны, и большие материковые пространства. На океанах средних широт северного полушария как поверхность воды, так и воздух теплее, чем в одноименных южных широтах, что зависит от массы теплых вод, приносимых морскими течениями из тропиков в сравнительно небольшие океаны средних северных широт (Гольфстрим, Куро-Сиво). Так, средняя t° воздуха за год на морях северного полушария по сравнению с южным (которое в этих широтах не имеет и 5% суши) на 2,5° до 3° выше. Годовые колебания метеорологических элементов больше даже на океанах северного полушария, чем на тех же широтах южного. И давление не составляет исключения: летом воздух приливает к океанам с сильно нагретых материков, зимой, напротив, воздух стекает к холодным материкам, поэтому мы имеем материковый тип с давлением высоким зимой и низким — летом, и океанический с обратным, годовым ходом.

Горные климаты. Особого внимания заслуживают горные климаты (ср. горы, XVI, 99/100). Влияние высоты над уровнем моря, то есть разрежения воздуха, на t° так велико, что не уступает влиянию широты, — даже не принимая во внимание верхней части атмосферы, а ограничено воздухом, непосредственно над горами и нагорьями земного шара. Средний размер уменьшения t° с высотой в низших и средних широтах 0,55°С на 100 м. Приблизительная средняя t° у уровня моря на экваторе 25,9, следовательно, средняя t° 0° должна встретиться около высоты 4 710 м. Наблюдения на хуторе Антизана в Эквадоре, под ¹/₂° южной широты, на высоте 4,060 м над уровнем моря, дают среднюю годовую 4,9°, а вблизи 5 000 м над уровнем моря, у экватора, постоянно лежит снег. На вершине Эверест в Гималаях, самой высокой горе земного шара, средняя температура года, вероятно, около -23°, то есть ниже наиболее вероятной средней температуры северного полюса. Огромное влияние высоты над уровнем моря, или разрежения воздуха, на его t° и весьма неправильное распределение гор и нагорий по земному шару повело к тому, что при начертании изотерм стараются выделить влияние этой причины, иначе сказать, представить распределение t° вне влияния высоты, приводя t° к уровню моря. Распределение водяного пара в горах также заслуживает внимания. Суточный и годовой ход влажности иной, чем на равнинах и в долинах. В последних, как выше замечено, абсолютная влажность мало изменяется в течение суток, а относительная много в том случае, когда суточная амплитуда t° велика. Иное дело в горах. Восходящий ток, поднимающийся из равнин и долин в теплое время года, несет большее количество паров днем, поэтому абсолютная влажность значительно возрастает среди дня в горах и быстро убывает вечером, относительная же влажность гораздо менее убывает в теплые часы дня, чем на равнинах и в долинах: 1) потому что в горах в эти часы особенно велика абсолютная влажность, 2) потому что суточная амплитуда t° на горах не велика. Помимо разности высоты в горных странах, множество других условий, имеющих влияние на климат. Очень большое влияние имеют направление и крутизна склона. В северном полушарии, очевидно, южные будут теплее северных, как потому, что их поверхность сильнее нагревается солнечными лучами, чем горизонтальная, а тем более — поверхность северного склона, так и потому, что при таком положении местность защищена от холодных северных ветров и вполне открыта теплым южным. Так как наибольшее нагревание происходит при вертикальном падении солнечных лучей, то есть под углом 90°, то наиболее выгодная в этом смысле крутизна южного склона = 90° — φ, где φ — угол падения солнечных лучей в полдень в данный день.

Направление склона имеет также влияние на гидрометеоры: относительную влажность, облачность и осадки. На наветренном склоне (по которому воздух поднимается) они будут больше, чем на подветренном (по которому он опускается). Поэтому сильные ветры, дующие вниз по долинам, являются теплыми и вместе с тем сухими. Горные склоны, по направлению к господствующему ветру, особенно если он дует с моря или из более теплых стран, являются влажными и дождливыми, а на противоположных падает сравнительно мало дождя и снега. Таковы, например, юго-западные и южные склоны Кавказского хребта (см. XXIII, 53) по сравнению с северо-восточными и северными; западные склоны гор Великобритании (см. VIII, 202/204) и Скандинавии по сравнению с восточными, южный склон Гималая по сравнению с северным. В последнем случае различие настолько велико, что, несмотря на значительный перевес t°, снежная линия на южном склоне гораздо ниже, чем на северном, где хотя и гораздо холоднее, но снега выпадает менее (см. XIV, 561). В Альпах нет большого различия между северным и южным склонами, потому что преобладающий и наиболее влажный ветер дует почти параллельно цепи, но различие очень велико на склонах отрога Альп — Арльберга (между долинами Верхнего Рейна и Инна).

Берега материков имеют, конечно, климат менее материковый, более приближающийся к океаническому, чем внутренность материков, но нужно заметить, что западные и восточные берега и вообще западные и восточные части материков значительно отличаются друг от друга, и восточные части имеют более материковый климат и особенно — более холодную, ясную и сухую зиму, чем западные. Причина этого явления та, что в средних широтах преобладают западные ветры: они морские в западных частях и материковые в восточных. На востоке материков замечается более быстрое понижение t° с юга на север, чем в западных, особенно велико различие между восточной частью Северной Америки и Западной Европой; зимой это различие более заметно, чем летом. Причина более быстрого убывания t° к северу на востоке материков та, что климат имеет более материковый характер; моря, как известно, умеряют t° не только времен суток и года, но и широт: на море в тропиках холоднее, а в высоких широтах теплее, чем на суше. Можно вообще заметить, что осадки в теплые часы суток и летом — явление материкового климата, а ночью и зимой — явление морского климата. Это ясно видно из суточного и годового хода гроз, к тому же на морях осадки по большей части не сопровождаются грозами, а такие осадки чаще бывают ночью, чем днем.

Самый большой материк Азиатский простирается от 1° до 78° северной широты, то есть почти от экватора через все средние широты до полярных стран. На этом материке особенно ясно выражен закон преобладания летних осадков (исключение составляет только юго-западная часть). Низкие средние широты, где t° воздуха близка к наблюдаемой в тропиках (в северном полушарии широты 30°-45°, в южном 25°-40°), обыкновенно называются подтропическими (немецкий subtropisch, английский subtropical); к сожалению, это слово, ясно обозначая условия t°, имеет два значения относительно гидрометеоров. Наши ботаники и сельские хозяева называют подтропическими теплые климаты с обильными осадками и большой относительной влажностью, то есть климаты очень благоприятные для обильной растительности, почти столь же роскошной, как тропическая. Таковы условия восточных берегов материков и соседних островов в данных широтах, например, восточного Китая, Японии, юго-восточных Соединенных Штатов, Наталя в Южной Африке, восточного берега Австралии и т.д., а также южной части восточного берега Черного моря.

Причина обильных осадков и большой влажности в летнее полугодие — соседство теплых морей и преобладание ветров с этих морей. Последнее зависит от более низкого давления среди материка. В восточной части Азии это явление выражено особенно резко, и так как там зима очень бедна осадками вследствие высокого давления внутри материка и решительного преобладания холодных сухих NW ветров, то получается не простое преобладание летних осадков, как на других материках, а огромное преобладание их, и, кроме того, наибольшая относительная влажность и облачность летом, то есть климат муссонов доходит до 60° северной широты. Но подтропическими называются и теплые климаты с обратным распределением осадков, то есть с летом без дождя, — явление, свойственное западным берегам материков между 25°-40° северной и южной широты. Такое распределение осадков немецкие метеорологи именно и называют подтропическим (subtropische Regenzone); оно идет далеко вглубь западной части материков Старого Света.     

А. Воейков.