Курсовая работа: Физико-географические особенности Крыма

Географическая широта в основном определяет режим солнечной радиации. От нее зависит географическая зональность в распределении элементов климата.

Крымский полуостров, расположенный на юге Украины, обеспечен большим количеством тепла не только летом, но и зимой.

Радиационный режим в основном зависит от продолжительности солнечного сияния, которая, в свою очередь, определяется географической широтой и рельефом места, режимом облачности. Крым относится к числу наиболее солнечных районов Украины. Годовая продолжительность солнечного сияния здесь изменяется в пределах 2180-2470 часов. Максимальная продолжительность приходится на июль (320-360 часов). Особенно велика она на ровном морском побережье, где бризовые ветры препятствуют образованию облаков (Евпатория, 365 часов).

Из годовой суммы радиации Крым получает зимой примерно 10%, весной 30%, летом 40% и осенью 20%. Неодинаковая интенсивность суммарной радиации в течение года зависит в основном от изменения высоты солнца, продолжительности дня, количества и форм облаков, прозрачности атмосферы, а также от влажности, цвета и соответственно отражательных свойств поверхности ландшафтов (их альбедо).

Хотя весной Крым получает от солнца в полтора раза больше тепла, чем осенью, тем не менее, весна прохладнее осени. Это связано с большим расходом тепла весной на нагрев почвы, испарение влаги из нее, нагревание охлажденных за зиму верхних слоев воды в Азовском и Черном морях. Осенью для этих целей расходуется тепла намного меньше, да и воздух получает его дополнительно от нагревшихся за лето почвы и воды.

Общую теплообеспеченность территории определяет величина ее радиационного баланса, которая представляет разность между ее поглощенной суммарной радиацией и эффективным излучением. Радиационный баланс бывает положительным, если подстилающая поверхность поглощает больше тепла, чем теряет, и отрицательным, если, наоборот, эта поверхность поглощает тепла меньше, чем отдаст в окружающее пространство. В целом за год радиационный баланс в Крыму положителен. Лишь среднемесячные значения декабря и января отрицательны на яйлах.

С высотой над уровнем моря (в горах) изменения климатических свойств мест намного больше, чем изменения, связанные с перемещением по географической широте. Создается особый горный климат. С высотой уменьшается атмосферное давление, возрастают прозрачность воздуха и особенно эффективно излучение. По этой причине, несмотря на увеличение с ростом высоты солнечной радиации, радиационный баланс, температура воздуха и амплитуда ее суточного хода уменьшаются. В Крыму при подъеме на каждые 100 м уменьшается радиационный баланс в среднем на 25 МДж/ (год м2), а температура воздуха - на 0,65°. В то же время с высотой увеличиваются количество атмосферных осадков и, как правило, скорость ветра. По этой причине в горах проявляется высотная климатическая поясность, которая, в свою очередь, обусловливает такую же поясность в распределении других компонентов ландшафтов, в особенности почвенно-растительного покрова.

С распределением суши и моря связано прежде всего выделение типов климата морского и континентального. Положение места относительно береговой линии в сильной степени влияет на режим температуры и влажности воздуха, облачности и осадков, определяет степень континентальности его климата. Правда, при этом важную роль играет и положение места в условиях общей циркуляции атмосферы.

Крым окружают немалые по площади (412 тыс. км2), объему (537 тыс. км3) и глубине Черное море и небольшое (около 38 тыс. км2), объемом 300 км3, мелкое Азовское море. Вместе с тем полуостров расположен среди большой по площади суши северной половины восточного полушария, которую можно назвать еще Восточным материком. На картах, отражающих степень континентальности климата районов Южной Европы, Крым, за исключением Присивашья, находится вместе с побережьем восточного Средиземноморья в области, оконтуренной нулевой изолинией континентальности. Таким образом, климат почти всего Крыма менее континентален, чем даже климат акваторий Азовского и северо-западной части Черного морей.

Крупные формы рельефа (орография) оказывают большое воздействие на климат. Воздушные течения задерживаются и отклоняются хребтами, а метеорологические фронты деформируются. В узких проходах между хребтами меняется скорость воздушных течений, возникают местные горно-долинные ветры. Над разноориентированными склонами создаются неодинаковые условия нагревания и охлаждения, а поэтому различные режимы температуры воздуха, почв. В связи с перетеканием воздушных течений через хребты на наветренных склонах гор, особенно у более низких и узких седловин, перевалов, образуются условия увеличения облачности и осадков. На подветренных склонах, наоборот, возникают ветры фены с более высокой температурой и низкой влажностью воздуха. Над нагретыми склонами гор увеличивается конвекция воздуха и, следовательно, облакообразование.

Теплый воздух, приходящий в Крым с юга, из-за значительной величины вертикальной толщи относительно свободно проникает через невысокие Крымские горы в степные районы полуострова. При вторжении же холодного плотного арктического воздуха, имеющего, наоборот, небольшую вертикальную толщу, горы препятствуют его проникновению на Южный берег. Следовательно, для Южного берега наиболее целика защитная роль Крымских гор от арктического холода зимой. Это видно из сравнения температуры воздуха в центральной части равнинного Крыма (Красногвардейское), где она в январе составляет - 2°, и в Ялте +4°, а ее абсолютный минимум в первом пункте достигал - 33°, а во втором - 15°.

Если бы в Крыму не было гор, то Южный берег мало чем отличался бы от степного побережья Черного и Азовского морей. С Крымскими горами, следовательно, связаны не только большие отличия климатов Южного берега и остальных районов полуострова, но и существенные в целом ландшафтные различия этих территорий. При этом не столько велика роль высоты Крымских гор, сколько их общее направление с запада на восток, параллельно побережью.

На формирование климата большое влияние оказывает подстилающая поверхность, т.е. поверхность, с которой взаимодействуют солнечное излучение и атмосфера. Так, температура почвы и приземного воздуха зависит также от растительного и снежного покровов. Густой травяной покров уменьшает суточную амплитуду и среднюю температуру почвы, а, следовательно, и воздуха. Большой контраст при дневном солнечном нагреве и ночном охлаждении летом характерен поверхностям рыхлой темной почвы, асфальтированных площадок, галечниковых пляжей.

Более значительное, своеобразное и сложное влияние на климат имеет лес, что позволяет многим ученым говорить об особом его фитоклимате. Крона не только поддерживает солнечную радиацию, но изменяют и ее спектральный состав, поглощая большую часть ультрафиолетовых лучей. Ночью лес удерживает уходящую длинноволновую тепловую радиацию, чем заметно изменяет температуру почвы и воздуха над своим пологом. Летом в Крымском лесу температура воздуха днем нередко бывает 2-3°, а почвы даже на 25-30° ниже, чем на открытом месте. Зимой же среднемесячная температура воздуха выше в лесах на 0,2-0,5°, а в парках ЮБК - на 1,5-2°.

В теплое время года под пологом леса обычно бывает более высокая влажность воздуха. В полдень в сосновом лесу она нередко выше на 4-5%, в буковом на 9-10%, в парках - на 3-7%, чем на открытой местности. Кроны деревьев перехватывают атмосферные осадки. Доля перехваченных осадков зависит от типа леса и его полноты. Хвойные породы деревьев задерживают обычно больше осадков, чем лиственные. На их долю приходится до 50-55%, а на лиственные около 35% от суммы осадков на открытом месте.

Лес является и хорошим накопителем влаги. Во время медленного таяния снега при дождях лесная почва поглощает много воды, которая потом в значительной мере влияет на питание источников, рек. Один гектар крымского горного леса может перевести внутрипочвенный сток до 5-6 тыс. куб. м воды. Лес сильно сокращает скорость ветра. В глубине даже лишенного листвы леса его скорость уменьшается нередко более чем в два раза по сравнению с открытой местностью.

Снежный покров уменьшает потерю тепла почвой и колебания ее температуры. Сама поверхность покрова сильно отражает солнечную радиацию днем и очень охлаждается излучением ночью. Весной на таяние снежного покрова тратится много тепла приземного воздуха, но зато почва обогащается влагой.

Человек воздействует на природу и климат через свою хозяйственную деятельность. Результат этого воздействия преимущественно отрицательный. Особенно большое влияние оказывает сокращение площади лесов. За последние 1000 лет в мире они уменьшились на 50-70%, а в Крыму - примерно в полтора раза.

На больших площадях уменьшение солнечной радиации происходит также из-за загрязнения атмосферы промышленными предприятиями, транспортом, которые выбрасывают в воздух большое количество примесей (аэрозолей), состоящих из продуктов сгорания топлива и пыли. Ежегодно их общая масса в мире составляет свыше 4 млрд. г. Oт сжигания топлива в атмосферу Земли поступает около 20 млрд. т. углекислого газа, что, как полагают многие ученые, может существенно повысить температуру воздуха в будущем. В результате этого усилится таяние льдов (прежде всего в Арктике и Антарктике), произойдет повышение уровня Мирового океана (затопление наиболее обжитых низменных пространств Земли и др.).

Наблюдения со спутников показывают, что около 10-15% поверхности Мирового океана (а это соответствует примерно площади Евразии - 53 млн. км2) единовременно покрыто нефтяной пленкой. Она же примерно на 10% снижает испарение с водной поверхности. Из-за такого антропогенного загрязнения Мирового океана испарение с его поверхности, по подсчетам ученых, сокращается примерно на 5000 км3 воды, что, естественно, сказывается и на поступлении ее на сушу, в том числе и в Крым.

Наряду с этим человек местами улучшает климат орошением, насаждением лесов, лесных полос и другими мелиоративными мероприятиями. Благодаря им уменьшается альбедо подстилающей поверхности, увлажняется воздух, снижается температура почвы летом и др.

На влагосодержание и тепловые свойства атмосферы над Крымом особенно сильное влияние оказывает адвекция (горизонтальный перенос) тепла и влаги в общей циркуляции атмосферы. Наряду с этим важную роль играют бризы, горно-долинные склоновые ветры.

В целом над полуостровом преобладает западный зональный перенос воздуха, который в большей степени перекрывается крупными атмосферными вихрями - циклонами и антициклонами, производящими, в свою очередь, межширотный обмен воздуха. Активность метеорологических процессов определяется, следовательно, циклонической деятельностью - возникновением, развитием и перемещением циклонов и антициклонов в атмосфере. В свою очередь, эта деятельность зависит от взаимодействия зон давления, называемых центрами действия атмосферы. Циклон - это атмосферный вихрь с более низким давлением в центре и ветром, направленным к его центру против часовой стрелки в северном полушарии. Антициклон - область высокого атмосферного давления с ветром от центра по часовой стрелке (в северном полушарии).

Атмосферная циркуляция над Крымом имеет свои особенности. По сравнению с центральными и северными районами Украины здесь менее активны атмосферные процессы, слабее циклоническая деятельность, сильнее проявляются антициклоны, особенно в летний сезон. Они размывают атмосферные фронты, содействуют формированию воздушных масс с местными свойствами.

Наибольшая вероятность выпадения осадков в Крыму бывает при вхождениях континентального и морского тропического воздуха (особенно в осенне-зимний сезон), также морского воздуха умеренного пояса. Засухи и суховеи чаще всего случаются условиях образования мощных антициклонов и при вхождении континентального тропического воздуха из Малой Азии. Интенсивность и повторяемость этих опасных явлений погоды в Крыму сильно зависит от местных условий.

Наибольшее количество осадков выпадает в Крыму при прохождении метеорологических фронтов циклонов. Ученые подсчитали, что с марта по октябрь в воздушное пространство Крыма поступает 152 тыс. км3 влаги, а с ноября по февраль - 230,4 тыс. км3 От этого количества в виде осадков выпадает в теплый период года 43,6% влаги, а в холодный - 15,5%. Следовательно, зимой в Крыму выпадает меньше осадков, чем летом. Осадки в среднем составляют 27,6% от того количества влаги, которая содержится в воздушном пространстве Крыма в течение года. Изучив пути воздействия на метеорологические процессы, можно существенно увеличить эту долю. Резерв для увеличения объема перезахвата влаги вполне достаточный.

Особенности географического положения Крыма обусловливают особый режим циркуляционных процессов над ним, от которых зависит погода, и образующих погод метеорологических элементов (по сезонам года).

Зимой над южной частью Украины в широтном направлении часто устанавливаете ось повышенного атмосферного давления (соединяются два максимума - Азиатский и Азорский), а над Черным морем - зона пониженного давления. Вследствие этого в Крым часто вторгается холодный и сухой континентальный воздух умеренных широт или арктический воздух. С ним связаны резкие понижения температуры воздух и частая повторяемость сильных северо-восточных ветров, особенно в степной и северо-восточной части горного Крыма. В этот же сезон относительно часто приходя сюда циклоны со Средиземного моря, в теплых секторах которых перемещается морской тропический воздух. Средиземноморские циклоны, как правило, задерживаются в северо-западной части Черного моря. Вследствие этого теплый воздух воздействует прежде всего на юго-западную часть горного Крыма. Вследствие этого зима в Крыму всюду относительно влажная, с частым выпадением осадков и малым испарением. Из-за частых оттепелей зимой сильно колеблется температура воздуха, а снежный покров неустойчив и маломощен.

Весна в Крыму протекает быстро, благодаря увеличению высоты солнца и продолжительности дня, уменьшению облачности из-за распространения сюда острога Азорского антициклона и притока южного теплого воздуха. Во внутренних районах Крыма наблюдается значительное увеличение температуры воздуха уже от февраля к марту, а на морском побережье весна задерживается на 1,5-2 месяца в связи с охлаждающем влиянием моря, особенно Азовского. Весна - наиболее сухой и ветреный сезон года. Весной часто бывают "возвраты холодов" с ночными морозами, утренними заморозками, особенно в котловинах и речных долинах предгорья, что отрицательно сказывается на раннецветущих косточковых плодовых деревьях и теплолюбивом винограде.

Летом над югом Украины и акваторией Черного моря устанавливается антициклональное поле с малыми величинами падения давления. Благодаря этому в Крыму преобладает ясная, жаркая и маловетреная погода с проявлением местных бризов и горно-долинных и склоновых ветров. Вследствие того, что континентальный воздух умеренных широт преобразуется здесь в местный тропический, в Крыму преобладает засушливая погода.

Осадки летом приносят в Крым морские воздушные массы умеренных широт и атлантические циклоны. Выпадают обильные, интенсивные, но чаще всего кратковременные дожди. Если на долгое время устанавливается тропический воздух, то развиваются термические грозы и также кратковременные осадки.

Летний тип циркуляции атмосферы начинается со второй половины мая и продолжается до конца сентября. Таким образом, лето в Крыму длится 4-5 месяцев.

Осень в Крыму - лучший сезон года. Погода тихая, солнечная и умеренно теплая. Осень теплее весны на 2-3° в центральных и на 4-5° в приморских районах, что обусловлено прежде всего влиянием морей и сохранением антициклона над Крымом.

Резкая смена погоды происходит, как правило, во второй половине ноябре вследствие смены летнего типа циркуляции атмосферы на зимний.

Один из главных элементов климата - температура воздуха. В Крыму годовое изменение температуры воздуха почти совпадает с изменением притока солнечной радиации. Среднемесячные температуры воздуха в основном изменяются с севера на юг, за исключением Южнобережья, где изменение происходит к востоку и к западу. Чаще всего наиболее холодным месяцем является январь или февраль, особенно на морском побережье. Наиболее низкая средняя температура (-4°) в январе наблюдается в горах, а наиболее высокая (около 5°) - на ЮБК. Самая высокая средняя месячная температура чаще всего бывает в июле, когда она достигает 23-24° на большей части полуострова, а в горах 16°.

В течение суток наиболее низкие температуры наблюдаются перед восходом солнца, а наиболее высокие - в 12-14 часов. Самые большие суточные температуры воздуха - в долинах и котлованах (особенно в предгорье) с затрудненным стоком воздуха, а наименьшие - на возвышенных местах с хорошим обменом воздуха. Бризовые ветры снижают дневную температуру и повышают ночную, в результате чего суточная амплитуда на морском побережье меньше, чем вдали от моря. На удалении 10-15 км от берега моря суточная амплитуда температуры воздуха увеличивается в 1,5-2 раза. Во все месяцы амплитуды температур могут достигать в степи 20-26°, а на остальной территории Крыма - 15-20°. Во время тихой и ясной погоды суточная амплитуда бывает почти в два раза больше, чем во время пасмурной и ветреной.

Минимальная температура воздуха в Крыму наблюдается во время вторжения континентального арктического воздуха. Абсолютный минимум температуры воздуха бывает преимущественно в январе - феврале. Он составляет в центральной части степи - 30. - 32, а в предгорье - до - 35. - 37.

Понижение температуры воздуха или почвы до 0° и ниже в период установившейся в целом положительной температуры называют заморозками. Бывают они, как правило, в ночные или ранние утренние часы при ясной тихой погоде в результате интенсивного радиационного выхолаживания подстилающей поверхности. Наиболее морозоопасными являются долины и вершины Крымских гор (150-160 дней), а наименее - Южнобережье (безморозных 240-260 дней).

По средним датам устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через 0° и 15° год условно делят на климатические сезоны.

Летом принято считать период, ограниченный датами перехода средней суточной температуры воздуха через 15°. Раньше всего лето наступает на ЮБК - в конце первой декады мая, а позже всего - в горах - первая декада июля (Ай-Петри). Однако примерно в каждый третий год такого устойчивого перехода температуры воздуха в горах не наблюдается, т.е. летний сезон отсутствует. Лето в Крыму - наиболее продолжительный сезон, он длится от 150-160 дней на ЮБК до 130-140 дней на остальной территории полуострова, кроме гор.

Составной частью водного баланса атмосферы является влажность воздуха. От ее величины в значительной степени зависит образование облачности и выпадение осадков. Основным источником обогащения воздуха влагой является вода морей и океанов, которая, испаряясь с их поверхности, в виде водяного пара переносится воздушными течениями в различные районы Земли.

Различают абсолютную и относительную влажность воздуха. Абсолютная влажность - это количество водяного пара, содержащегося в единице объема воздуха (выражается в граммах на 1 м3 воздуха). На здоровье и самочувствие людей, условия выращивания растений заметное влияние оказывает не абсолютная, а относительная влажность воздуха, которая представляет собой отношение фактического содержания водяного пара в воздухе к максимально возможному его содержанию при данной температуре (выражается в процентах). Годовое и суточное изменение относительной влажности противоположно изменению температуры воздуха. Самая низкая относительная влажность воздуха летом, а самая высокая зимой.

Особый интерес представляют сведения об относительной влажности воздуха в 13 часов, когда ее значения приближаются к минимуму. Дни, когда она в это время достигает 80% и более, принято относить к влажным, а те дня, в которые она понижается до 30% и менее, - очень сухими. В зимние месяцы полуденная относительная влажность в Крыму изменяется от 60% в предгорье до 65-76% на остальной территории, а летом от 40-44% в степи и предгорье до 50 - 55% на морском побережье и на яйлах. В Крыму в летние месяцы из-за сухости воздуха отдыхающие чувствуют себя значительно лучше, чем, например, на Черноморском побережье Кавказа, где в это время относительная влажность воздуха в полдень поднимается до 70-75% и выше.

Наряду с температурой воздуха важным элементом климата являются атмосферные осадки. В связи со сложным строением рельефа и особенностями циркуляции атмосферы они распределяются очень неравномерно по территории Крыма - от 250 мм в год в степи до 1000 мм и более в горах. Большая часть полуострова характеризуется недостаточным увлажнением, особенно морское побережье, где осадков выпадает на 100-150 мм меньше, чем даже в центральных районах слепи.

Условия распределения осадков по полуострову в значительной степени зависят от Крымских гор, которые хотя и не высоки, тем не менее способствуют усилению термической и динамической турбулентности (вихревому движению) воздуха, его подъему и образованию горного режима увлажнения.

Особенности циркуляции и совместное влияние Крымских гор и Черного моря обусловливают формирование зоны субтропического (субсредиземноморского) климата, особенно в юго-западной части полуострова. Здесь, на Южнобережье хотя и выпадает примерно столько (430-550 мм) осадков в год, сколько в степных районах, но большая их часть, как и в странах Средиземноморья, приходится на холодный период. Они связаны со средиземноморскими зимними циклонами.

Кроме неравномерного распределения осадков по территории полуострова количество их резко колеблется и от года к году. При средней величине 340-425 мм их годовая сумма изменяется в степных районах от 115-250 до 490-720 мм, в предгорье при 450-490 мм - от 190-340 до 715-870 мм, на Южном берегу при 430-550 мм - от 160-280 до 1030 мм, на западных яйлах при 960 мм от 410 до 1650 мм. Для нормального произрастания большинства растений в основных районах полуострова необходима сумма осадков не менее 500 мм в год.

Осадки неравномерно распределяются и по сезонам года. Так, в степном и предгорном Крыму максимум их приходится на июнь - июль, на ЮБК и в южной части гор - на январь или декабрь, на западном и восточном побережьях осадки выпадают относительно равномерно в течение года.

В Крыму в среднем 80-85% годовой суммы осадков выпадает в виде дождя. На долю твердых осадков приходится менее 10%, а смешанных - 5-8%. В горах доля жидких осадков уменьшается с высотой. Так, на Ай-Петри они составляют всего 49%.

Число дней с дождями колеблется от 80-130 в степных районах до 150-170 в горах. Летом в Крыму наблюдается не более 5-10 дней с дождями за месяц. Тем не менее нередко выпадают исключительно обильные ливни. Во время ливней в оврагах, на реках нередки большие грязекаменные потоки сели, которые несутся со скоростью поезда и достигают в узких местах русел 23 м высоты. Они производят большие разрушения: уничтожают мосты, размывают дороги, смывают плодородный слой почвы или откладывают мощные наносы в садах, на виноградниках и т.д. Сели могут возникнуть практически на любой реке или балке горного Крыма, но чаще всего они случаются в районе между Алуштой и Судаком.

Неодинаковое распределение осадков в зимний период по территории Крыма обусловливает и неравномерное размещение снежного покрова. Так как зимы в Крыму сравнительно теплые, с часто повторяющимися оттепелями, то на большей части полуострова в восемь из десяти зим не бывает устойчивого зимнего покрова. Устойчив снежный покроя только в горах, где продолжительность его залегания в среднем длится 70-90 дней, с колебаниями от года к году от 30 до 150 дней. В равнинном и предгорном Крыму устойчивый снежный покров, сохраняющийся не менее месяца, бывает лишь в многоснежные зимы. Общее число дней со снежным покровом составляет в степи 20-30, а в предгорье - около 40 дней. Наименьшее же число на побережье - всего 10-20 дней.

Важным метеорологическим элементом является также ветер, или движение воздуха относительно земной поверхности. Он характеризуется скоростью (м/с или в условных баллах) исправлением, откуда дует. Движение воздуха от места к месту происходит под воздействием разности атмосферного давления, силы трения.

На повторяемость направлений и скорости ветров в Крыму преобладающее влияние оказывают в теплый период года отрог Азорского антициклона, а в холодный - Азиатского. Большие изменения атмосферного давления происходят во время приближения к Крыму циклонов и активных атмосферных фронтов, особенно холодных зимой. Кстати, резкие колебания давления в течение суток обостряют сердечно-сосудистые заболевания у не вполне здоровых людей.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7