Trochę teorii
Na Ziemi obserwujemy wiele zależnych od siebie procesów zachodzących między sferami Ziemi, np. między litosferą a atmosferą. Należą do nich: obieg ciepła, krążenie wody czy cyrkulacja powietrza. Nietrudno jest więc wskazać zależności między temperaturą powietrza a nasłonecznieniem wynikającym z położenia geograficznego na kuli ziemskiej lub wysokości terenu n.p.m. Ale jak wiemy nie tylko temperatura powietrza należy do składników pogody. Wyróżnia się również: ciśnienie atmosferyczne, wilgotność powietrza, nasłonecznienie, wiatry, zachmurzenie, opady oraz osady atmosferyczne. Wszystkie te składniki podlegają modyfikacjom wynikającym ze zmian środowiska i wpływom czynników klimatotwórczych. Wieloletnie obserwacje i pomiary tych zjawisk atmosferycznych i ich różnic w różnych częściach świata pozwoliły określić wspólne cechy dla klimatu poszczególnych regionów świata.
Zatem klimat to charakterystyczny dla danego obszaru przebieg pogody, który został ustalony na podstawie wieloletnich obserwacji i badań.
Czynniki klimatotwórcze
Głównym czynnikiem klimatotwórczym jest szerokość geograficzna. To od niej zależy ilość energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi, a także długość trwania dnia i nocy oraz wysokość Słońca nad horyzontem. Im wyższa szerokość geograficzna, tym niższa średnia temperatura powietrza. Szerokość geograficzna decyduje o strefowości klimatycznej, gdyż właśnie roczny rozkład temperatury powietrza pozwala określić granice stref klimatycznych, dlatego nazywany jest strefowym czynnikiem klimatotwórczym.
Na procesy klimatotwórcze mają wpływ również tzw. astrefowe czynniki klimatotwórcze. Nie określają one jednak granic strefowych i niekiedy nie wiążą się z nimi. Zalicza się do nich wielkość i rozmieszczenie lądów i oceanów. Wiemy już, że powierzchnie lądowe i wodne nagrzewają się nierównomiernie. Z tego powodu dochodzi do różnic temperatury mas powietrza, które się nad nimi kształtują, co prowadzi do powstawania ośrodków barycznych o różnym ciśnieniu i wilgotności.
Z kolei odległość od morza wpływa na wielkość opadów i ich rozkład w ciągu roku oraz zróżnicowanie temperatury powietrza, co pozwala na wyróżnienie klimatu lądowego i morskiego.
Wspinając się po górach, nietrudno zauważyć, że wraz ze wzrostem wysokości temperatura powietrza spada. Dlatego kolejnym czynnikiem mającym wpływ na klimat jest ukształtowanie terenu i wysokość n.p.m. Wraz ze wzrostem wysokości temperatura spada średnio o 0,6°C na każde 100 metrów. Spada również wartość ciśnienia atmosferycznego, co w efekcie doprowadza do wzrostu ilości opadów atmosferycznych. Warto wspomnieć o tym, że układ wielkich form rzeźby terenu wpływa na przemieszczanie się mas powietrza. Tereny nizinne umożliwiają ich swobodny przepływ, góry natomiast stanowią dla nich naturalną barierę. Czy zdarzyło Ci się podczas górskiej wędrówki zaobserwować, że w tym samym czasie po jednej stronie pasma górskiego świeciło słońce i było ciepło, a po drugiej stronie w tym samym czasie była ulewa? Wynika to z tego, że na stokach dowietrznych suma opadów jest większa niż na stokach zawietrznych, co jest konsekwencją zatrzymanych przez stok góry mas powietrza.
Kolejnym czynnikiem jest rodzaj podłoża. W zależności od rodzaju podłoża zmienia się ilość energii cieplnej znajdującej się w środowisku. Główną rolę odgrywa jego barwa wpływająca na albedo - ciemne barwy podłoża pochłaniają promieniowanie słoneczne, natomiast jasne podłoże wpływa na odbijanie promieniowania, dlatego śnieg zmniejsza przychód energii. Im barwa jest ciemniejsza, tym podłoże szybciej się nagrzewa i więcej oddaje ciepła do atmosfery, powodując ocieplenie.
Nie raz słyszymy o prądach morskich, ale mało kto zastanawia się, jaki mają wpływ na nas czy na środowisko, w którym właśnie się znajdujemy. Masy powietrza kształtujące się nad ciepłymi prądami morskimi charakteryzują się wyższą temperaturą. Dzięki nim wzrasta temperatura powietrza również na lądzie, gdy masy ciepłego powietrza przemieszczają się nad ląd. Ciepłe prądy przyczyniają się również do zwiększenia wilgotności powietrza, konsekwencją czego są większe opady. Z kolei zimne prądy morskie powodują spadek temperatury powietrza, a także zmniejszenie sum opadów atmosferycznych.
Ważnym czynnikiem klimatotwórczym, zależnym również od działalności człowieka, jest pokrycie terenu. Latem, gdy jest gorąco, lubimy schronić się w lesie właśnie dlatego, że lasy potrafią utrzymać dłużej wilgoć, a zatem i niższą temperaturę powietrza. Inaczej sprawa wygląda w przypadku miast. Zabudowa miejska uniemożliwia dobrą cyrkulację, a nawierzchnie dróg pochłaniają więcej ciepła niż oddają, co powoduje wzrost temperatury. Czynniki klimatu zależeć będą zatem również od szaty roślinnej, pokrywy śnieżnej i lodowej oraz zabudowy miejskiej i prowadzonej przez człowieka działalności.
Rodzaj pokrycia terenu | Wpływ na klimat |
|---|---|
Brak roślinności (pustynia) | Obserwuje się duże dobowe wahania temperatury powietrza. Grunt pozbawiony szaty roślinnej w ciągu dnia szybko się ogrzewa, w nocy zaś szybko się ochładza, zwłaszcza przy bezchmurnym niebie. |
Kompleksy leśne | Występują małe dobowe i roczne wahania temperatur, zatrzymywane są duże ilości wilgoci, a ruch powietrza słabnie. |
Bliskość wód stojących | Sąsiedztwo jezior powoduje zmniejszenie kontrastów termicznych w ciągu doby i roku. Jeziora i bagna zwiększają wilgotność powietrza. |
Pokrywa śnieżna | Chroni grunt przed utratą ciepła oraz zmniejsza dobowe i roczne amplitudy temperatury podłoża. Jednocześnie jej wysokie albedo (ok. 90%) oraz intensywne promieniowanie powietrza nocą obniżają temperaturę przygruntowej warstwy powietrza. |
Antropogenicznym czynnikiem klimatotwórczym jest gospodarcza działalność człowieka i rozwój motoryzacji, które powodują emisję zanieczyszczeń do atmosfery oraz zmianę jej składu chemicznego. Większa liczba jąder kondensacji powoduje rozwój chmur, mgieł i wzrost opadów, a zwiększona emisja gazów cieplarnianych wpływa na wzrost temperatury powietrza.
Poprzez tworzenie rozległych obszarów miejskich zmieniane są sposoby zagospodarowania i użytkowania terenu, a tym samym – cechy podłoża. W miastach tworzą się specyficzne klimaty miejskie.
Klimat kształtowany jest przez takie procesy jak obieg ciepła, cyrkulacja powietrza i obieg wilgoci.
- Nazwa kategorii: procesy kształtujące
- Nazwa kategorii: obieg ciepła
- Nazwa kategorii: cyrkulacja powietrza
- Nazwa kategorii: obieg wilgoci Koniec elementów należących do kategorii procesy kształtujące
- Elementy należące do kategorii procesy kształtujące
Obieg ciepła
Jedynym źródłem docierającej do powierzchni Ziemi energii cieplnej jest promieniowanie słoneczne. Jego część jest odbijana, a część pochłaniania przez Ziemię w postaci promieniowania krótkofalowego. Ogrzewając się, planeta oddaje ciepło do atmosfery.
Ilość promieniowania słonecznego w poszczególnych częściach kuli ziemskiej zależy od usłonecznienia, czyli czasu bezpośredniej operacji Słońca, a także od szerokości geograficznej. Zmienia się wówczas oświetlenie Ziemi, różna jest wysokość Słońca nad horyzontem w różnych porach roku, a w związku z tym także długość dnia i nocy. Jednocześnie pewna część promieniowania zostaje odbita przez powierzchnię Ziemi. Miarą pozwalającą określić stosunek ilości promieniowania odbitego od powierzchni Ziemi do ilości promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni jest tzw. albedo.
Cyrkulacja powietrza
Krążenie powietrza atmosferycznego odbywa się zarówno w kierunku poziomym, jak i pionowym. Z cyrkulacją powietrza związany jest też przebieg wiatrów stałych (pasatów, wiatrów wschodnich i zachodnich), prądów powietrza (antypasatów) oraz wiatrów lokalnych (fenów, monsunów, bryz, cyklonów).
Obieg wilgoci
Jest to zamknięty cykl procesów parowania, transpiracji, tworzenia się chmur, powstawania opadów atmosferycznych, spływu powierzchniowego, a także wsiąkania wody w podłoże.
Jak badamy klimat?
Klimat dawnych okresów geologicznych może być badany wieloma metodami. Należy jednak pamiętać, że w zapisach geologicznych procesy długotrwałe (jak np. powolne zmiany klimatu) najczęściej zaznaczają się bardzo słabo. Przeciwieństwem są procesy krótkotrwałe, ale o dużym natężeniu (np. nagłe ochłodzenie klimatu i spadek temperatury o kilka stopni). Geolodzy, badając skały zlokalizowane w różnych obszarach naszej planety, są w stanie odtworzyć warunki klimatyczne, jakie panowały na Ziemi miliony lat temu. Dobrym przykładem są skały osadowe, których skład granulometryczny jest zależny od środowiska sedymentacji, a tym samym – od warunków klimatycznych. Podobna zależność zachodzi w przypadku składu mineralnego czy też chemizmu skał. Dodatkowym źródłem informacji są szczątki organiczne roślin i zwierząt, które zachowały się w skałach. Pozwalają one pośrednio poznać warunki życia, jakie w owym czasie panowały na Ziemi. Bardzo ważnym źródłem wiedzy geologicznej o zmianach klimatycznych są osady głębokomorskie. Znajdujący się w nich materiał biogeniczny pozwala na określenie wielu zmiennych związanych z funkcjonowaniem ekosystemu oceanicznego. Dotyczy to zwłaszcza temperatury wody i jej cyrkulacji, a także produktywności i zawartości składników odżywczych w wyższych partiach oceanu. W badaniach osadów głębokomorskich wykorzystuje się także zależność pomiędzy udziałem izotopów Indeks górny 1818O/ Indeks górny 1616O. Ponadto analizowana jest w nich także zawartość CaCOIndeks dolny 33. Zmniejszenie zawartości CaCOIndeks dolny 33 wiąże się z ochłodzeniem klimatu.