Розділ 9 кліматичні та рекреаційні ресурси України

Клімат — характерний для конкретної території багаторічний режим погоди, зумовлений сонячно/о радіацією, її перетвореннями у діяльному шарі земної поверхні та пов'язаною з нею циркуляцією атмосфери й океанів. Оскільки це визначення ґрунтується на генетичних принципах і пов'язане з певним регіоном, то це буде регіональний клімат. Кліматоутворювальні фактори, до яких належать сонячна радіація, циркуляція атмосфери й океану, мають не регіональний, а глобальний масштаб. Регіональний клімат — одна з просторових реалізацій глобального. У кліматичну систему об'єднують атмосферу, гідросферу, літосферу, кріосферу та біосферу.

Складність і неоднозначність зв'язків у кліматичній системі, постійна еволюція її компонентів є причинами багатьох кліматичних змін на планеті. Оскільки за одних і тих самих зовнішніх умов може бути декілька типів клімату, то стан кліматичної системи визначається не тільки зовнішнім впливом, а й взаємодією між її складовими. Кліматоутворювальні фактори — це ті фізичні механізми, що впливають на кліматичну систему, а також основні взаємодії між її (системою) складовими. Вони поділяються на два типи:

— зовнішні кліматоутворювальні фактори, до яких належать астрономічні та геофізичні. Астрономічні — це світність Сонця, положення орбіти Землі в Сонячній системі, характеристики орбітального руху Землі тощо. Від цих факторів залежать: 1) розподіл сонячної енергії, що потрапляє на верхню межу атмосфери; 2) гравітаційні дії Сонця та інших планет Сонячної системи (до речі, саме вони спричинюють припливи й відпливи, коливання характеристик орбітального руху та ін.). Геофізичні фактори — розмір, маса Землі, власне гравітаційне і магнітне поля, внутрішнє тепло за рахунок геотермічних джерел і вулканізму;

— внутрішні кліматоутворювальні фактори, до яких належать: фізико-хімічна структура атмосфери, маса атмосфери, маса і склад океану, особливості розподілу суходолу й океану, рельєф поверхні суходолу тощо.

Джерелом енергії для кліматичної системи є Сонце. Кількість променистої енергії Сонця, що потрапляє на верхню межу атмосфери, характеризує сонячна стала — кількість променистої енергії, яка надходить за секунду до одиничної площини на верхній межі атмосфери, розташованої перпендикулярно до сонячних променів на середній відстані між Землею і Сонцем. Сонячна стала становить 1,37 кВт/м2. Цьому значенню відповідає повна потужність випромінювання Сонця 3,9 · 10²³ кВт (світність).

Отже, до кліматичних ресурсів належать:

— енергія Сонця (геліоенергетичні ресурси) та вітру (вітроенергетичні ресурси);

— сума температур із різними середніми їх періодами та кількістю опадів, що є визначальними факторами для вирощування польових сільськогосподарських культур, садів та виноградників (агрокліматичні ресурси). Саме циклічністю агрокліматичних ресурсів зумовлена сезонність сільськогосподарських робіт. Провідні показники агрокліматичних ресурсів — це річний хід сонячної радіації та залежної від неї динаміки температури повітря і поверхні ґрунту;

— кліматичні умови, які впливають також на особливості діяльності населення (біокліматичні ресурси) та відпочинку (рекреаційні ресурси).

Україна розміщена на південному заході Східноєвропейської рівнини. На її заході знаходяться Українські Карпати, на півдні уздовж Південного берега Кримського півострова — Кримські гори. Територія України із заходу на схід (від 22° до 40° східної довготи) простягається на 1300 км, а з півночі на південь (від 52° до 45° північної широти) — майже на 900 км.

Сонячна радіація основне джерело енергії в географічній оболонці. Променева енергія Сонця взаємодіє з атмосферою, земною поверхнею і трансформується у теплову енергію. Величини сонячної радіації залежать від висоти Сонця, тривалості дня, сонячного сяйва і хмарності тощо.

 

Тривалість сонячного сяйва. Це важлива характеристика радіаційного режиму, залежить від світлої частини доби, хмарності та збільшується з півночі на південь. Найменша тривалість сонячного сяйва спостерігається в північно-західній частині України (західні райони Полісся та Лісостепу) і становить 1690—1850 годин на рік. Найбільш сонячними є травень — серпень, коли тривалість сонячного сяйва на Поліссі становить 48—60 % від можливої. Найменш сонячними звичайно є листопад — лютий (13—28 %). На Закарпатській низовині (Ужгород) сонячне сяйво досягає 1950 годин за рік (рис. 9.1).

Найбільша тривалість сонячного сяйва спостерігається в Криму та на узбережжях Чорного й Азовського морів - від 2150 до 2450 годин, але максимальне сонячне сяйво буває у горах Криму — до 2453 годин на рік. Найбільш сонячними є травень — серпень, коли тривалість сонячного сяйва на півдні та в Криму становить 70—75 % від можливої, а найменш сонячними є листопад — лютий — 17—32 %.

Протягом року найбільша мінливість тривалості сонячного сяйва спостерігається влітку, а найменша — взимку. Також важливою характеристикою тривалості сонячного сяйва є її добовий хід. Наприклад, улітку сонячне сяйво з'являється вже з 4—5 години і триває до 19—20, а взимку — з 7—8 до 16— 17 години. Відповідно до добового ходу хмарності максимум повторюваності сонячного сяйва влітку можливий до полудня (з 10 до 13 години), а взимку — після полудня (з 12 до 13). Найбільша повторюваність сонячного сяйва протягом року спостерігається о 11 — 12 або 12—13 годині.

Важливою ознакою кліматичних ресурсів України вважається також кількість днів без сонця. За рік найбільше днів без сонця (95 і більше) на Поліссі; на півдні цей показник поступово зменшується: у центрі — до 85—90 днів, на півдні — до 65— 70, у Криму — 50—60, а на Південному березі Криму — до 45 днів (Ялта — 44). Дні взагалі без сонця протягом року найчастіше спостерігаються в холодний період, максимум можливий у грудні. На півночі в середньому налічується 18—20 днів без сонця, півдні — до 15—17, а в Криму — до 10 14 днів. Кількість днів без сонця і тривалість сонячного сяйва перебувають у зворотному зв'язку. Коливання кількості днів без сонця зумовлюється певними закономірностями синоптичних процесів.

За допомогою ресурсів сонячної радіації здійснюється забезпечення нагріву ґрунту й атмосфери, випаровування вологи рослинами. За участю сонячної радіації також відбувається фотосинтез. Ресурси сонячної енергії в Україні можна раціонально використовувати в теплий період року. Зміни сонячної активності, що реєструвалися здавна, мають визначальне значення для життя на Землі. Особливістю сонячної активності є и циклічність. Циклічні та спонтанні зміни окремих компонентів сонячного випромінювання, особливо вияви сонячних спалахів, спричинюють зміни магнітного поля Землі, магнітні бурі, впливають на метеорологічний і загальний стани біосфери.

Найбільш статистично правильними є цикли активності Сонця тривалістю майже 11 та 22 роки. Максимум попереднього 22-го циклу активності можна було спостерігати у 1989 p., а мінімальне її значення — у 1996 р. У зв'язку з впливом сонячної активності на всі вияви життєдіяльності людства створили Міжнародну службу Сонця та мережу її регіональних центрів зі збору даних про сонячну активність. Чотири українські обсерваторії надають дані про спостереження щодо сонячної активності до цієї служби: 1) Кримська астрофізична обсерваторія; 2) Астрономічна обсерваторія Київського національного університету; 3) Астрономічна обсерваторія Львівського національного університету; 4) Астрономічна обсерваторія Харківського національного університету. Українська астрономічна асоціація вже розробила відповідні документи стосовно створення Служби Сонця в Україні. У програмі передбачається функціонування декількох підсистем, в яких накопичуватимуть дані моніторингу, розроблятимуть методи прогнозування та попередження надзвичайних ситуацій, а також здійснення Національним центром співпраці та обміну даних із Міжнародною службою Сонця.

Окрім сонячної радіації та циркуляції атмосфери, важливим кліматоутворювальним фактором є підстильна поверхня, яка впливає на формування як регіонального клімату й мікроклімату, так і на формування глобального клімату за розмірами, структурою, фізичними та іншими властивостями. Оскільки на Землі е два основні типи підстильної поверхні — водна та суходільна, які мають різні фізичні властивості, вони відповідно формують морський і континентальний типи клімату. Вплив морського клімату, за допомогою західного перенесення, поширюється досить далеко вглиб суходолу, тому континентальність клімату на сході України більша, ніж на заході. В океанах є теплі й холодні течії, а на суходолі на формування клімату впливають рельєф, моря, внутрішні води, ґрунтовий і рослинний покриви, узимку — сніговий покрив.

Як відомо, загальні ознаки рельєфу України зумовлені геоструктурними особливостями її території. Вони визначають чергування височин і низовин, напрям і характер поділу поверхні. Переважна більшість орографічних утворень в Україні (Волинська, Подільська, Придніпровська та Донецька височини, Придніпровська низовина й Українські Карпати) орієнтовані з північного заходу на південний схід відповідно до напряму основних геоструктурних елементів, що визначають також розміщення русел найбільших річок.

Рівнини займають майже 95 % території країни, з них 70 % — низовини та 25 % — височини, а середня висота рівнин становить 175 м над рівнем моря. Іншу частину території (5 %) займають середньовисокі гори альпійської складчастості Українські Карпати та Кримські гори. Довжина паралельних хребтів Українських Карпат становить 250 км, ширина — понад 100 км. На погоду і клімат впливає вся гірська система Карпат, незалежно від державних кордонів, яка простягається на 1500 км від Девинських Воріт до Залізних Воріт на Дунаї. Кримські гори простягаються на півдні Кримського півострова від мису Фіолент на заході до мису Іллі на сході на 150 км, а ширина цієї гірської системи в середній її частині становить 50—60 км.

Вплив рельєфу на клімат різний. Він визначається зміною висоти місцевості над рівнем моря, різноманітністю форм, крутизною схилів та їхньою орієнтацією щодо сторін світу та повітряних течій. Особливо на метеорологічні показники впливає рельєф у горах: зі збільшенням висоти, насамперед, відбувається помітна зміна складових радіаційного балансу. В Українських Карпатах, наприклад, зі збільшенням прозорості атмосфери протягом року зростає надходження прямої сонячної радіації. Взагалі на високогір'ях Українських Карпат радіаційний баланс зменшується на 45—50 % порівняно з рівнинами. У Кримських горах радіаційний баланс протягом року зменшується на 25 МДж/м² на кожні 100 м збільшення висоти^*112. Зі зменшенням радіаційного балансу в горах змінюються певні характеристики термічного режиму. Наприклад, невчасно відбувається зміна температури повітря та зменшується тривалість періодів з різною температурою. Взимку в горах часто трапляються температурні інверсії, тому вертикальний градієнт температури в січні зменшується до 0,1—0,3 °С на 100 м.

*112: {Климат и опасные гидрометеорологические явления Крыма / Под ред. К.Т. Логвинова и М.Б. Барабаш. — Л.: Гидрометеоиздат, 1982. — С. 125.}

Українські Карпати та Кримські гори захищають відповідно Закарпатську низовину і Південний берег Криму від безпосереднього вторгнення холодного арктичного повітря, тобто гори є перешкодою на шляху повітряних мас. Також гори сприяють посиленню висхідних рухів повітря, а влітку ще й конвекції, особливо на південних і південно-західних схилах, що спричинює збільшення атмосферних опадів з висотою (табл. 9.1). На підвітряних схилах навпаки: за допомогою фенового ефекту кількість опадів зменшується. Наприклад, в Українських Карпатах на південко-західних схилах за рік випадав 1200 мм, а на північно-східних — 800 мм опадів. На збільшення кількості атмосферних опадів також впливають і височини.

Як видно з табл. 9.1, у горах та на височинах частіше виникають різні атмосферні явища, кількість котрих значно збільшується залежно від висоти і форми рельєфу, а також крутизни схилів та їх експозиції щодо напряму вітру, який переважає.

 

Таблиця 9.1. Вертикальний градієнт температури повітря, кількості опадів