Климатические зоны Земли

Климатические пояса Земли – крупные области с похожим годовым ходом температуры, осадков и циркуляции воздуха. В классификации Бориса Павловича Алисова выделяют 13 поясов: один экваториальный и по шесть в каждом полушарии. Их объединяют в семь типов – экваториальный, субэкваториальный, тропический, субтропический, умеренный, субполярный и полярный. Поэтому ответы «семь» и «тринадцать» могут быть правильными: первый обозначает число типов, второй – число поясов на всей планете.

На карте они выглядят как неровные полосы от экватора к полюсам. На одной широте у побережья может расти влажный лес, а за хребтом лежать пустыня. Разницу создают течения, ветры, расстояние от моря и высота местности. Поэтому вместе с названием пояса важно знать сроки дождей, суровость зимы и доступность почвенной влаги.

Что такое климатические пояса и сколько их на Земле

В основе классификации Алисова лежит происхождение и сезонная смена воздушных масс. Воздух, долго находящийся над определённой поверхностью, приобретает характерные свойства: нагревается или охлаждается, насыщается влагой или высушивается. Его перенос связывает режим погоды с областями океана и суши, над которыми он сформировался.

Основные пояса круглый год находятся преимущественно под влиянием воздушных масс одного географического типа. Это экваториальный, два тропических, два умеренных, арктический и антарктический пояса – всего семь. В шести переходных поясах преобладающий тип воздуха меняется по сезонам. Между экваториальным и тропическими лежат два субэкваториальных, между тропическими и умеренными – два субтропических, ближе к полюсам – субарктический и субантарктический.

Почему на разных картах разное число климатических зон

Карта Алисова показывает прежде всего закономерности атмосферной циркуляции. Другая распространённая система, Кёппена – Гейгера, опирается на соотношение среднемесячных температур и осадков. В ней используют пять крупных групп с буквами A, B, C, D и E: тропические, сухие, умеренно тёплые, континентальные и полярные климаты. Дополнительные буквы уточняют сезон дождей и температурный режим.

Границы этих систем не обязаны совпадать: например, тропическая пустыня относится к сухой группе B Кёппена. При сравнении карт проверяют классификацию, легенду и период наблюдений.

Почему пояса идут широтами и где это правило нарушается

У экватора солнечные лучи в среднем падают более отвесно, а к полюсам – под меньшим углом. Одинаковое количество энергии распределяется там по большей площади и проходит более длинный путь в атмосфере. Из-за наклона земной оси в течение года меняются высота Солнца и продолжительность дня. Именно это создаёт сезонную смену освещения в полушариях; ежедневное вращение Земли само по себе не объясняет лето и зиму.

Неравномерный нагрев запускает движение воздуха и воды. Вблизи экватора влажный воздух поднимается, охлаждается, водяной пар конденсируется, развиваются облака и ливни. В субтропических широтах значительная часть воздуха опускается, прогревается и становится относительно суше. В средних широтах встречаются массы с разными свойствами, перемещаются атмосферные фронты и циклоны. Эти общие закономерности помогают понять, почему рядом с экватором обычны влажные леса, а многие крупные пустыни расположены дальше от него.

Области подъёма и опускания воздуха не закреплены на одной параллели. Внутритропическая зона конвергенции, где сходятся пассаты и часто образуются грозовые облака, в течение года смещается вслед за сезонным нагревом. Над материками это смещение обычно выражено сильнее, чем над океанами. Там, где влажная полоса приходит только на часть года, появляется чередование дождливого и сухого сезонов.

Суша быстрее нагревается и остывает, чем океан. Поэтому материковая зима обычно холоднее приморской на сопоставимой широте, а лето жарче. Течения перераспределяют тепло вместе с ветрами. Холодная вода способна поддерживать прибрежные туманы и устойчивость воздуха, ограничивая развитие дождевых облаков.

Горы поднимают влажный поток: на наветренном склоне воздух охлаждается и отдаёт часть влаги. На подветренной стороне он часто становится суше, образуя дождевую тень. По этой причине режим соседних долин и склонов различается даже в одном поясе. Важны также высота, экспозиция склонов, наличие леса, снежного покрова и крупных озёр. Границы поясов на обзорной карте поэтому условны: в природе переход чаще занимает широкую полосу.

Экваториальный и субэкваториальные пояса

Экваториальный климат: тепло и влага в течение года

Экваториальный климатический пояс охватывает значительную часть Амазонии, бассейна Конго и островных районов Юго-Восточной Азии. Его нельзя наносить на карту одной сплошной полосой: влияние гор, океана и сезонной циркуляции создаёт различия. Экватор проходит и через высокогорья, где из-за высоты существенно прохладнее, чем на соседних низменностях.

В низинных влажных областях среднемесячная температура обычно держится примерно в пределах +24…+28 °C. Суточные колебания нередко заметнее годовых. Время максимального нагрева зависит от облачности, дождей и тепловой инерции поверхности, поэтому самая сильная жара не обязана совпадать с равноденствием.

Осадков много, и во влажном экваториальном климате нет продолжительного резко сухого сезона. Часто годовая сумма превышает 2000 мм, но конкретные значения сильно различаются. Ливни связаны с подъёмом тёплого влажного воздуха, конвекцией и сближением воздушных потоков. Дождь не обязан идти каждый день по одному расписанию: даже здесь случаются менее дождливые недели и засушливые аномалии.

Высокая влажность не означает слабое испарение. Вода активно испаряется с поверхности и поступает в воздух через листья растений, а значительная доля вновь возвращается с осадками. Заболоченность зависит не только от количества дождей, но и от рельефа, водопроницаемости пород и дренажа. На хорошо дренируемом склоне экваториальный лес может расти без болота, тогда как низкая пойма затапливается регулярно.

Субэкваториальный климат: сезон дождей и сезон засухи

В субэкваториальных поясах важнее всего не общая жара, а годовое распределение влаги. Летом соответствующего полушария сюда смещаются влажные потоки и зона частых дождей; зимой возрастает влияние более сухого тропического воздуха. В Северном и Южном полушариях календарные месяцы влажного сезона противоположны.

Такой режим характерен для саванн Африки, части Южной Америки, Южной и Юго-Восточной Азии, севера Австралии. Ближе к влажным экваториальным областям дождливый период обычно длиннее, а к сухим тропическим – короче.

Во время дождей травы быстро отрастают, реки наполняются, начинается активный рост культур. В сухой сезон часть деревьев сбрасывает листья, травостой высыхает, возрастает риск природных пожаров. Температура остаётся высокой, но самые жаркие месяцы могут предшествовать дождям: когда облаков ещё мало, поверхность нагревается особенно сильно. Поэтому влажное лето не всегда совпадает с абсолютным годовым максимумом температуры.

Тропические и субтропические пояса

Тропики: почему не везде пустыня

В тропических поясах сильное солнечное нагревание сочетается с разными условиями увлажнения. Самые известные сухие области – Сахара, Аравийский полуостров и внутренние районы Австралии. Здесь часты нисходящие движения воздуха, облачность невелика, а поступление влаги ограничено. В жарких пустынях дневная температура может превышать +40 °C, но это характеристика отдельных дней, а не постоянная температура всего пояса.

При сухом воздухе и малой облачности поверхность быстро нагревается днём и остывает ночью. Зимние ночи в континентальных пустынях иногда сопровождаются заморозками. Температура зависит от высоты, сезона, удалённости от океана и вторжений воздуха.

Прибрежные пустыни Намиб и Атакама связаны с субтропическим высоким давлением и холодными течениями. У берега часты туманы, но дождей мало, а горные барьеры дополнительно ограничивают влагу. Пустынная поверхность бывает песчаной, каменистой или глинистой.

На восточных побережьях и наветренных склонах тропических островов пассаты способны приносить много океанической влаги. Там встречаются леса и влажные области, совсем не похожие на Сахару. Даже океаническая часть тропического пояса неоднородна: над одними районами господствуют устойчивые антициклоны, над другими чаще развиваются дождевые системы. Одну цифру осадков для «тропического океанического климата» использовать нельзя.

Субтропики: средиземноморский, влажный и континентальный варианты

В субтропическом поясе летнее влияние тропического воздуха сменяется более частым проникновением умеренных воздушных масс зимой. Лето обычно тёплое или жаркое, а зима мягче, чем в соседнем умеренном поясе. При этом морозы и снег в отдельных районах возможны. Пределы температуры не задаются одним универсальным значением для всего пояса.

Средиземноморский вариант распространён у Средиземного моря, в Калифорнии, центральной части Чили, на юго-западе Австралии и в части юга Африки. Для него характерны сухое лето и более дождливая зима. В тёплый сезон устойчивое высокое давление ограничивает осадки, а в холодный сюда чаще приходят циклоны. Растения приспосабливаются к летней нехватке влаги плотными листьями, глубокими корнями или сезонным замедлением роста.

Влажные субтропики восточных побережий устроены иначе: лето там не обязательно сухое. В восточной части Азии выражена сезонность муссонов, а в ряде других областей существенные осадки выпадают в течение всего года. Поэтому «субтропический» и «средиземноморский» – не синонимы. Нельзя переносить зимние дожди Средиземноморья на Сочи или на восточное побережье Китая без проверки местных данных.

Внутренним субтропическим областям свойственны более сухие и контрастные условия. Удалённость от океана и горные барьеры ограничивают влагу, поэтому земледелие нередко требует орошения. Для выбора культур учитывают морозы, продолжительность жары и сезонный водный баланс.

Умеренные пояса: морской, континентальный и муссонный климат

Умеренный климатический пояс занимает большую часть Европы, обширные пространства Азии и Северной Америки, а в Южном полушарии – части юга Южной Америки, островов и океанов. Сезонный ход температуры здесь обычно выражен сильнее, чем в экваториальных широтах. Однако прохладное океаническое лето, жаркое степное лето и морозная сибирская зима могут принадлежать разным областям одного пояса.

Западный перенос и перемещение циклонов делают погоду изменчивой. Наряду с преобладающими умеренными массами сюда вторгаются арктический холод и тропическое тепло. С такими вторжениями нередко связаны резкие похолодания и волны жары.

Морское влияние и континентальность

На западных побережьях, открытых влажным ветрам с океана, зима обычно мягче, лето прохладнее, а годовая амплитуда температуры меньше, чем в глубине материка. Таковы, например, многие районы Западной Европы и юга Чили. Осадки могут выпадать круглый год, а на наветренных горных склонах их количество резко возрастает. Сама близость моря не всегда достаточна: важно направление преобладающих ветров.

По мере удаления от океана его смягчающее действие ослабевает. Континентальный климат отличается большей разницей между тёплым и холодным сезонами. Он встречается во многих внутренних частях Евразии и Северной Америки. При малом поступлении влаги даже очень холодная зима бывает сравнительно малоснежной.

В умеренном поясе расположены не только леса, но и лесостепи, степи, полупустыни и пустыни. Здесь хорошо видно отличие климатического пояса от природной зоны. При сопоставимом поступлении тепла разное увлажнение создаёт совершенно разные ландшафты. Термины аридный и гумидный климат описывают соотношение влаги и её расхода, а не отдельные широтные пояса.

Как работает муссонный режим

Муссонный климат связан с сезонной перестройкой господствующих ветров. В восточной части Азии летом влажный перенос с океана усиливает дожди, а зимой воздушные потоки с охлаждённого материка часто приносят более сухую погоду. Муссон не дует круглый год в одном направлении и не является названием отдельного ливня.

Муссонные особенности проявляются в субэкваториальных, субтропических и умеренных широтах. Количество дождей различается по областям: его меняют близость моря, высота гор и открытость склонов влажному переносу.

Субполярные и полярные пояса

Субарктика и субантарктика

В субарктическом поясе продолжительная холодная зима сочетается с коротким летом и усилением влияния умеренного воздуха. Внутри материков зима обычно суровее, чем у океана. Короткий тёплый сезон ограничивает рост деревьев; на границу тундры также влияют ветер, почвы и снег.

При низких температурах испаряемость мала, а многолетнемёрзлые породы и плоский рельеф затрудняют сток. Поэтому даже при небольших осадках возникают озёра, сырые понижения и болота. На хорошо дренируемых склонах поверхность бывает сухой.

Субантарктический пояс преимущественно океанический. Вода сглаживает температурные контрасты, но частые циклоны, сильные ветры, облачность и осадки делают условия суровыми. Сибирский годовой режим с резкими перепадами температуры здесь не повторяется.

Чем Арктика отличается от Антарктики

Арктический климат формируется над Северным Ледовитым океаном, его островами и прилегающими территориями высоких широт. Летом тающая поверхность льда удерживает температуру у нуля, но на свободной от льда суше воздух может прогреваться выше. Снег не лежит непрерывно на каждой площадке: на многих побережьях и островах летом открывается грунт.

Антарктида покрыта мощным ледниковым щитом с высоко расположенной поверхностью. Высота, снег, лёд и особенности циркуляции усиливают холод. Внутреннее плато значительно холоднее побережий, а относительно мягкий Антарктический полуостров отличается от глубинных районов материка.

Полярный климат не означает отсутствие ветра и облаков. В Антарктике известны сильные стоковые ветры: плотный холодный воздух движется вниз по склонам ледникового щита. Прибрежные циклоны приносят облачность и снегопады. Внутренние районы при этом могут получать очень мало осадков и называются полярной пустыней. Толщина льда отражает накопление снега за долгое время, а не обязательно обильные современные снегопады.

Чем ближе к полюсу, тем дольше длятся полярный день и ночь. Их продолжительность задаётся широтой, тогда как климатический режим дополнительно меняют океан, рельеф и перенос тепла. Поэтому границы поясов не совпадают точно с полярными кругами.

Климатические пояса России и высотная поясность

На территории России выделяют четыре климатических пояса: арктический, субарктический, умеренный и субтропический. Самый обширный – умеренный. При движении с запада на восток внутри него меняются степень континентальности и режим осадков, поэтому европейская часть страны, внутренние районы Сибири и тихоокеанские побережья нельзя описывать одним набором температур.

Почему в горах климат меняется быстрее, чем на равнине

При подъёме температура в тропосфере в среднем снижается. Однако зимой в долинах бывают инверсии: холодный воздух скапливается внизу, а на склоне теплее. Осадки часто усиливаются на наветренной стороне, тогда как за хребтом может быть сухо.

Последовательная смена лесов, лугов, горной тундры и снежно-ледникового пояса называется высотной поясностью. Она зависит от широты и влажности: одинаковая высота в экваториальных Андах и в северных горах не означает одинаковые условия. Горная тундра среди тропических широт не превращает окружающую низменность в полярный климатический пояс.

Как читать климатическую карту и климатограмму

Начните с легенды, масштаба и периода данных. Цвета могут обозначать пояса Алисова, группы Кёппена или климатические области. Обзорная карта сглаживает побережья и горные долины; для населённого пункта полезнее наблюдения ближайшей станции с похожей высотой и окружением.

Климатограмма объединяет среднемесячную температуру и месячные суммы осадков. Линия температуры помогает оценить сезонность, столбики осадков – наличие влажного и сухого сезонов. На некоторых диаграммах температуры и осадки показаны в разных масштабах: высоту линии и столбца нельзя напрямую сравнивать как одну величину.

Постоянное тепло с дождями во все месяцы указывает на влажный тропический режим, а с сухой зимой – заставляет проверить субэкваториальный вариант. Сухое лето и влажная мягкая зима характерны для средиземноморского режима. Вывод уточняют по положению станции и классификации.

Климатические нормы обычно рассчитывают за 30 лет; современный стандартный период – 1991–2020 годы. Для изучения изменений применяют и другие указанные базы. Отдельно учитывают жару, заморозки и сильные ливни.

Как меняется климат и почему границы зон не стоят на месте

Климатические карты отражают определённый период, а не неизменное устройство планеты. Рост температуры воздуха и океана, изменения снежного и ледяного покрова и режима осадков постепенно меняют условия существования экосистем. В ряде регионов границы климатических типов смещаются к полюсам или вверх по горным склонам. Однако это не означает равномерного передвижения всех поясов на одинаковое расстояние за один год.

Температура и увлажнение могут изменяться с разной скоростью. Потепление способно увеличивать потребность растений в воде даже там, где годовая сумма осадков заметно не уменьшается. С другой стороны, более влажная атмосфера может поддерживать сильные ливни, не устраняя засушливых промежутков между ними. Поэтому оценка климатических изменений требует одновременно анализировать тепло, влагу и сезонность.

Состояние природных зон тоже не меняется мгновенно вслед за линией на карте. Лесам нужны время для расселения, подходящие почвы и доступность семян; пожары, вырубки и пастбищная нагрузка могут ускорять или менять переход. Многолетняя мерзлота и ледники обладают собственной инерцией. Подробнее один из связанных процессов рассматривается в материале о таянии ледников.

Городской остров тепла меняет местные условия: покрытия накапливают энергию, зелени и испарительного охлаждения становится меньше. Особенно заметна разница с окрестностями ночью. Это изменение микроклимата внутри пояса, а не самостоятельный глобальный климатический пояс.

Для оценки смены климатического типа сравнивают сопоставимые данные за долгий срок. Различия старого и нового атласа могут быть связаны также с масштабом или методикой. Один необычный сезон ещё не показывает устойчивого изменения многолетнего режима.

Автор:

Власов Роман Ильич

Фитоэколог