Прадмет вывучэння метэаралогіі і кліматалогіі

Метэаралогія вывучае газавы склад, будову, уласцівасці, фізічныя і хімічныя працэсы і з’явы, якія адбываюцца ў атмасферы і ствараюць розныя ўмовы надвор’я. Сваю назву навука “метэаралогія” атрымала ад грэчаскага слова “метэора”, што значыць “нешта ў небе”. Літаральна гэта навука аб метэорах, ці аб атмасферных з’явах, што развіваюцца ў паветранай абалонцы Зямлі. Такім чынам, метэаралогія ёсць вучэнне аб надвор’і.

Метэаралогія – навука фізічная, таму што атмасферныя працэсы працякаюць па фізічным законам.

 

Атмасфера

Атмасфера — газавая абалонка планеты, якая складаецца з сумесі разнастайных газаў, вадзяной пары і аэразоля. Праз атмасферу ажыццяўляецца абмен рэчывам і энергіяй Зямлі з Космасам. Зямля атрымоўвае касмічны пыл і метэарытны матэрыял, губляе самыя лёгкія газы: вадарот і гелій. Крыніцай энергіі для развіцця атмасферных працэсаў і фарміравання надвор’я з’яўляецца сонечная электрамагнітная радыяцыя, якая пераўтвараецца ў атмасферы і на зямной паверхні ў цеплату і іншыя формы энергіі. Сонечная радыяцыя выклікае дысацыяцыю малекул атмасферных газаў і іонізацыю атамаў. Зямная паверхня і атмасфера бесперапынна абменьваюцца цяплом і вільгаццю. Інтэнсіўнасць гэтага абмену, залежная ад геаграфічных фактараў, вызначае фарміраванне розных тыпаў паветраных мас, агульную цыркуляцыю атмасферы і, у канчатковым выніку, разнастайнасць лакальных кліматаў Зямлі.

Надвор’е

Што разумеецца пад надвор’ем? Надвор’е – гэта фізічны стан атмасферы за кароткі прамежак часу: надвор’е ў дадзены момант, надвор’е за дзень, за суткі, за месяц, за сезон, за год. Фізічны стан атмасферы, або надвор’е, характарызуецца колькаснымі і якаснымі метэаралагічнымі велічынямі (элементамі, або характарыстыкамі). Да колькасных велічынь адносяцца розныя віды сонечнай радыяцыі, тэмпература і вільготнасць паветра, яго ціск і шчыльнасць, атмасферныя ападкі, хуткасць і напрамак ветру, колькасць і формы аблокаў і іншыя. Акрамя таго, вызначаюць атмасферныя з’явы, ці якасныя характарыстыкі надвор’я: туман, навальніца, галалёд, раса, шэрань, прымаразкі, іней, лівень, вясёлка, мяцеліца і інш.

Метэавелічыні і атмасферныя з’явы, якія характарызуюць надвор’е, безупынна змяняюцца. Гэтыя змяненні адбываюцца як у часе, так і ў прасторы. Гэта значыць, што яны маюць сутачны і гадавы ход, а таксама геаграфічныя заканамернасці размеркавання.

Кліматалогія

Другая частка прадмета аб атмасферы – кліматалогія. Пад кліматалогіяй разумеецца раздзел метэаралогіі, які вывучае заканамернасці фарміравання кліматаў, іх размеркаванне па Зямному шару, а таксама змяненні клімату ў мінулым і ў будучыні. Кліматалогія ўваходзіць у комплекс геаграфічных навук.

Кліматам называюць шматгадовы рэжым надвор’я, характэрны для пэўнай мясцовасці і абумоўлены ўзаемадзеяннем сонечнай радыяцыі, вільгацезвароту, цыркуляцыі атмасферы і падсцілаючай паверхні.

Паводле А. Гумбальдта (1831), пад кліматам разумеецца сукупнасць метэаралагічных з’яў, якія вызначаюць фізічныя і біялагічныя працэсы, уключаючы чалавека. На прыканцы ХІХ стагоддзя А.І. Ваейкаў вызначаў клімат як сукупнасць з’яў і працэсаў ў атмасферы, ці сукупнасць тыпаў надвор’я безадносна да біялагічных аб’ектаў. Пазней многія вучоныя сталі вызначаць клімат як сярэдні шматгадовы стан атмасферы, або сярэдняе надвор’е. Так, на пачатку ХХ стагоддзя нямецкі кліматолаг В. Кёппен адзначаў: “Надвор’е мяняецца, а клімат застаецца”. Інакш кажучы, клімат – гэта сярэдняе надвор’е ў дадзеных геаграфічных умовах. Такое вызначэнне клімату сустракаецца да гэтай пары.

А.Х. Шкляр (1910-1973) разглядаў клімат як лакальную асаблівасць метэаралагічных умоў за шматлетні перыяд, характэрных для дадзенага геаграфічнага ландшафта. У такім разуменні лакальны клімат з’яўляецца адной з фізіка-геаграфічных характарыстык мясцовасці і выступае важнейшым кампанентам прыроднага ландшафту.

На цяперашні час у глабальным маштабе ўжываецца паняцце кліматычная сістэма або глабальны клімат. Гэтым падкрэсліваецца, што клімат фарміруецца пад уздзеяннем усіх прыродных кампанентаў і іх элементаў. Паводле А.С. Моніна пад глабальным кліматам разумеецца статыстычны ансамбль розных тыпаў надвор’я, якія фарміруюцца ва ўзаемадзеючай сістэме атмасфера – акіян – суша – крыасфера – біясфера на працягу кліматычнай эпохі даўжынёю ў 30 – 40 гадоў. Адрозненні ж паміж кліматамі двух кліматычных эпох лічацца змяненнямі клімату.

Заўважым, што лакальны клімат з’яўляецца прыватным праяўленнем глабальнага клімату. У геаграфіі глабальны клімат трэба разглядаць як сістэму лакальных кліматаў, якія з’яўляюцца галоўнай прычынай разнастайнасці прыродных умоў і ландшафтаў.

Такім чынам, атмасфера з’яўляецца вельмі складаным прыродным арганізмам. Тое, што мы называем надвор’ем і кліматам, утвараецца ў выніку складанага ўзаемадзеяння вялікай колькасці працэсаў, з’яў і фактараў. Так, на ніжэй ляжачыя слаі атмасферы ўплывае зямная паверхня, а на вышэй ляжачыя слаі – космас, фізічны стан Сонца, яго актыўнасць.

Акрамя таго, на сучасны клімат вялікі ўплыў аказвае гаспадарчая дзейнасць чалавека, або антрапагенны фактар. Уздзеянне чалавека на клімат выклікае вялікую заклапочанасць у грамадстве. Па віне чалавека змяняецца газавы склад атмасферы, выкідваецца вялікая колькасць цяпла, пылу, парніковых газаў, знішчаецца расліннасць і жывёльны свет. Асушэнне і арашэнне, будаўніцтва вадасховішчаў таксама ўплывае на клімат.

У выніку антрапагеннага ўздзеяння на асобныя элементы кліматычнай сістэмы акрэсліўся працэс пацяплення глабальнага клімату. Так, за апошнія 100 гадоў у выніку ўзмацнення парніковага эфекту атмасферы сярэдняя глабальная тэмпература Зямлі ўзрасла на 0,6 °С. Разаграванне атмасферы спарадзіла планетарны працэс апустыньвання Зямлі. Звышгукавая авіяцыя і касмічныя караблі, ядзерныя выпрабаванні разбураюць азонавы слой – ахоўны шчыт біясферы. Антрапагенныя змяненні хімічнага складу атмасфернага паветра абвастрылі праблему кіслотных дажджоў, якія разбураюць прыродныя сувязі і парушаюць устойлівасць развіцця не толькі кліматычнай, але і прыроднай сістэмы, што адмоўна ўплывае на грамадскую жыццядзейнасць.

 

1.4. Кліматаўтварэнне

Клімат фарміруецца ў выніку ўзаемадзеяння кліматаўтваральных працэсаў — цеплаабарота, вільгацеабарота і атмасфернай цыркуляцыі,. Гэта тры вялікія працэсы, якія вызначаюць кліматаўтварэнне і стан кліматычнай сістэмы на Зямлі.

Пад цеплаабаротам разумеецца паступленне і пераўтварэнне сонечнай радыяцыі ў атмасферы і на зямной паверхні. Разнастайныя працэсы і з’явы, якія адбываюцца ў атмасферы і ствараюць розныя тыпы надвор’я, працякаюць за кошт праменнай энергіі, якая паступае на Зямлю ад Сонца (гл. раздзел “Радыяцыйны рэжым атмасферы і падсцілаючай паверхні”).

Акрамя цеплаабарота паміж зямной паверхняй і атмасферай працякае бесперапынны рух вады, або вільгацеабарот. Ён складаецца з працэсаў выпарэння, пераноса вадзяной пары паветранымі масамі, кандэнсацыі яго ў атмасферы, выпадзення ападкаў і сцёку (гл. раздзел “Водны рэжым атмасферы”). У вільгацеабароце ўдзельнічае сонечная энергія. Так, на выпарэнне затрачваецца вялікая колькасць цяпла, якое знаходзіцца ў атмасферы ў скрытай форме. У працэсе кандэнсацыі скрытае цяпло параўтварэння вылучаецца ў атмасферу і ўдзельнічае ў фарміраванні цеплавога рэжыма і клімата Зямлі.

Цепла- і вільгацеабарот паміж акіянамі, кантынентамі і атмасферай ажыццяўляецца за кошт агульнай цыркуляцыіатмасферы, пад якой разумеецца сістэма буйнамаштабных паветраных цячэнняў на Зямлі. Асноўнымі складаючымі агульнай цыркуляцыі атмасферы з’яўляюцца розныя тыпы паветраных мас, атмасферныя франты, цыклоны і антыцыклоны. У той жа час, узнікненне цыркуляцыйных плыняў паветраных мас вызначаецца нераўнамерным размеркаваннем атмасфернага ціску, прычынай якога з’яўляецца нераўнамернае размеркаванне цяпла. Гэта сведчыць аб тым, што агульная цыркуляцыя атмасферы ўдзельнічае ў цепла- і вільгацеабароце і ўсе гэтыя тры кліматаўтваральныя працэсы ўзаемазвязаныя і ўзаемадзейнічаюць узгоднена.

Аднак, узаемадзеянне кліматаўтваральных працэсў адбываецца па-рознаму ў залежнасці ад геаграфічных фактараў клімату. Пад уздзеяннем геаграфічных фактараў глабальны клімат мадэфіцыруецца (распадаецца) на кліматычныя паясы і асобныя тыпы лакальных кліматаў, якія выступаюць ўжо характарыстыкай ландшафта. Лакальныя кліматы ўзнікаюць пад уздзеяннем наступных геаграфічных фактараў: шыраты, размеркавання сушы і мора, араграфіі, глебы, расліннага, снегавога і ледзянога покрыва, акіянічных цячэнняў, а таксама антрапагеннай дзйнасці.