Климат России. Исследование климатических поясов и областей
 Скачать 1.24 Mb.
|
|
КУРСОВАЯ РАБОТА (ПРОЕКТ) по дисциплине «Основы научных исследований» (наименование дисциплины) на тему: «Климат России. Исследование климатических поясов и областей» Выполнил обучающийся ______________________________ (Фамилия, имя, отчество) Руководитель: ______________________________ (должность, фамилия, имя, отчество) Новосибирск 2023 Содержание
Введение Актуальность исследования. Роль климата в природе и хозяйственной деятельности человека трудно переоценить. Он определяет соотношение тепла и влаги и, следовательно, условия протекания современных рельефообразующих процессов, формирование внутренних вод, развитие растительности, размещение животных. Особенности климата приходится учитывать человеку в его жизни и хозяйственной деятельности. Климат-совокупность метеорологических условий, он определяет многолетний статистический режим погоды определенного места. Основные особенности климата зависят от поступления энергии солнечного излучения, циркуляции воздушных масс в атмосфере и характера подстилающей поверхности данного места. Кроме того, климат отдельного взятого региона определяется удаленностью его от морских побережий, географической широтой, высотой места над уровнем моря, особенностями рельефа и растительного покрова, снеговых покровов наличием ледников и степенью загрязненности атмосферы. Объект исследования. Объектом данного исследования выступает климат России. Предмет исследования. Предметом данного исследования выступает умеренный климатический пояс. Цель исследования. Целью данного исследования выступает комплексный анализ климата России, а также исследование климатических поясов и областей. Задачи исследования: - рассмотреть понятие климата; - выявить особенности климата России; - охарактеризовать умеренный климатический пояс; - исследовать климат Новосибирска и его изменения. Методология исследования. Данное научное исследование проводилось в несколько этапов. Вначале была определена тематика исследования, четко сформулирована тема, обоснована его актуальность. Далее были определены цель и задачи исследования. Был осуществлен поиск и изучение научной литературы по данной проблематике. В дальнейшем проводился выбор методов исследования и их обоснование. В исследовании были применены общенаучные, а также частные методы исследования. Общенаучные методы: - комплексный анализ; - дедукционный метод; - индукционный метод. В области частных методов были использованы такие методы, как: - исторический; - аналитический; - метод синтеза; - системно-структурный. Далее были получены, обработаны и проанализированы данные по исследуемой проблеме. Научная новизна исследования. Были получены данные, характеризующие климат России, в частности умеренный пояс. Данные, полученные в ходе данного исследования, можно использовать как основу для проведения другого, более масштабного исследования, посвященного климату России. Глава 1. Теоретические аспекты климата России 1.1. Понятие климата Климат – это осредненные условия погоды для определенного района за длительный период времени1. Климат имеет сезонную изменчивость. Средний климат определяется на основе расчета условий за 30-летний период. Эти средние значения составляют основу для сравнения текущей погоды и климата. Климат меняется все время. Ученые считают, что наша планета нагревается более быстрыми темпами, чем когда-либо. Эти быстрые изменения в значительной степени вызваны выбросами парниковых газов в атмосферу. Типы климата можно классифицировать по-разному, но типичная классификация основана на связи с растительностью: - тропические влажные леса: густые леса с пышной растительностью и сильными дождями; - растительность жарких пустынь: низкие прижатые к земле кустарники и короткие деревья на засушливых землях; - лиственные леса умеренной зоны: широколиственные листопадные деревья и хвойные (вечнозеленые) деревья в умеренном климате; - тундра: карликовые кустарники, осока и трава при отсутствии деревьев в местах с низкими температурами и коротким летом. Климат (др.-греч. κλίμα (род. п. κλίματος) — наклон (имеется в виду наклон солнечных лучей к горизонтальной поверхности)) — многолетний (порядка нескольких десятилетий) режим погоды. Погода, в отличие от климата — это мгновенное состояние некоторых характеристик (температура, влажность, атмосферное давление)2. Климат в узком смысле — локальный климат — характеризует данную местность в силу её географического местоположения. Климат в широком смысле — глобальный климат — характеризует статистический ансамбль состояний, через который проходит система «атмосфера — гидросфера — суша — криосфера — биосфера» за несколько десятилетий. Отклонение погоды от климатической нормы не может рассматриваться как изменение климата, например, очень холодная зима не говорит о похолодании климата. Основными глобальными геофизическими циклическими процессами, формирующими климатические условия на Земле, являются теплооборот, влагооборот и общая циркуляция атмосферы. Изучается и классифицируется не только климат территорий планетарного масштаба (макроклимат), а также и местный климат (мезоклимат) — климат относительно небольших территорий со сравнительно однородными условиями (климат лесного массива, морского побережья, участка реки, города или городского района), и микроклимат, характеризующий небольшие участки внутри местного климата (поляна в лесу), в том числе микроклимат помещений. Климат изучается наукой климатологией. Изменения климата в прошлом изучает палеоклиматология. Кроме Земли, понятие «климат» может относиться к другим небесным телам (планетам, их спутникам и астероидам), имеющим атмосферу. Характеристики климата3: 1. Атмосферное давление 2. Облачность 3. Осадки 4. Температура воздуха 5. Влажность воздуха 6. Скорость и направление ветра 7. Продолжительность солнечной радиации 8. Прозрачность воздуха 9. Температура верхних слоев почвы и водоемов и пр. Как уже было сказано выше, существует деление на пять типов климата, которые, в свою очередь, делятся на множество подтипов. Типы климата: тропический, субтропический, высокогорный, среднеширотный и высокоширотный. Тропический климат существует между 30 градусами северной и 30 градусами южной широты. Во влажных тропических лесах (рядом с экватором) весь год тепло и влажно. В тропической зоне различают: тропические саванны, где климат очень сухой для лесов, тропические степи (там еще суше), тропический влажно-континентальный и тропический пустынный климат4. Субтропический климат бывает, в основном, между 30 и 40 градусами северной и южной широты. Делится на средиземноморский климат, признаки которого – это жаркое, сухое лето и мягкая, влажная зима, и влажный субтропический климат с жарким летом и мягкой зимой, с обильным количеством осадков, которые благоприятно сказываются на произрастании лесов. Среднеширотный климат характерен для зоны между 40 и 60 градусами северной и южной широты. Сюда входят прохладные степные и пустынные климаты, морской климат побережья Северной Америки и влажные континентальные, каждый из которых отличается разной растительностью и разным количеством осадков. Высокоширотный климат типичен для зоны от 60 градусов северной и южной широты до полюсов. Здесь лютует холодная зима, а летом довольно прохладно. На этой территории находится район таежного климата (холодная зима); тундровый климат, на территории которого произрастают только травы, мхи и лишайники; и полярный климат, где имеются только огромные ледники. Высокогорный климат свойственен для районов высоко в горах на всей территории Земли, включая и экватор. Таким образом, климат каждой территории зависит от широты места, подстилающей поверхности, морских течений, рельефа и высоты места над уровнем моря. Русский ученый Б. П. Алисов разработал классификацию климатов земного шара. В основу ее положены типы воздушных масс, их формирование и изменение при движении под воздействием подстилающей поверхности. Климатические пояса. В зависимости от преобладающего климата выделяют следующие климатические пояса: экваториальный, два тропических, два умеренных, два полярных (арктический, антарктический) и переходные – два субэкваториальных, два субтропических и два субполярных (субарктический и субантарктический). Экваториальный пояс охватывает бассейны рек Конго и Амазонки, побережье Гвинейского залива, Зондские острова. Высокое положение солнца в течение круглого года обусловливает сильный нагрев поверхности. Среднегодовые температуры здесь от 25 до 28 °C. В дневные часы температура воздуха редко поднимается до 30 °C, но сохраняется высокая относительная влажность – 70–90 %. Нагретый воздух, насыщенный водяными парами, в условиях пониженного давления поднимается вверх. На небе появляются кучевые облака, которые к полудню закрывают все небо. Воздух продолжает подниматься, кучевые облака переходят в кучево-дождевые, из которых после полудня выпадают интенсивные ливневые дожди. В этом поясе годовое количество осадков превышает 2000 мм. Есть места, где их количество увеличивается до 5000 мм. Осадки в течение года распределяются равномерно. Высокие температуры в течение круглого года, большое количество осадков создают условия для развития богатой растительности – влажных экваториальных лесов. Субэкваториальный пояс занимает огромные пространства – Бразильское нагорье в Южной Америке, Центральную Африку к северу и востоку от бассейна Конго, большую часть полуостровов Индостан и Индокитай, а также Северную Австралию. Самой характерной особенностью климата этого пояса является смена воздушных масс по сезонам: летом вся эта область занята экваториальным воздухом, зимой – тропическим. В результате этого выделяют два сезона – влажный (летний) и сухой (зимний). В летний сезон погода мало чем отличается от экваториальной. Теплый и влажный воздух поднимается вверх, что создает условия для образования облаков и обильного выпадения осадков. Именно в этом поясе расположены места с наибольшим количеством осадков (северо-восток Индии и Гавайские острова). В зимний период условия резко изменяются, господствует сухой тропический воздух, устанавливается сухая погода. Травы выгорают, а деревья сбрасывают листву. Большую часть территорий субэкваториального пояса занимает зона саванн и редколесий. Тропический пояс размещается по обе стороны от тропиков как на океанах, так и на материках. Здесь круглый год господствует тропический воздух. В условиях высокого давления и малой облачности он отличается высокими температурами. Средняя температура самого теплого месяца превышает 30 °C, а в отдельные дни поднимается до 50–55 °C. Осадков на большей части территории выпадает мало (менее 200 мм), здесь располагаются величайшие пустыни в мире – Сахара, Западно-Австралийская, пустыня Аравийского полуострова. Но не везде в тропических поясах климат засушлив. На восточных побережьях материков, там, где с океанов дуют пассаты, выпадает много осадков (Большие Антильские острова, восточное побережье Бразилии, восточное побережье Африки). Климат этих областей мало чем отличается от экваториального, хотя годовые колебания температуры значительны, так как велика разница в высоте солнца по сезонам. Благодаря большому количеству осадков и высоким температурам здесь растут влажные тропические леса. Субтропический пояс занимает большие пространства между 25-й и 40-й параллелями северной и южной широты. Для этого пояса характерна смена воздушных масс по сезонам года: летом вся область занята тропическим воздухом, зимой – воздухом умеренных широт. Здесь выделяют три климатических района: западный, центральный и восточный. Западный климатический район охватывает западные части материков: побережье Средиземного моря, Калифорнию, центральную часть Анд, юго-запад Австралии. Летом сюда смещается тропический воздух, который создает область высокого давления. В результате устанавливается сухая и солнечная погода. Зима теплая, влажная. Такой климат иногда называют средиземноморским. Совершенно другой климатический режим наблюдается в Восточной Азии и в юго-восточной части Северной Америки. Летом сюда поступают влажные массы тропического воздуха с океана (летние муссоны), принося большую облачность и осадки. А зимние муссоны приносят потоки сухого континентального воздуха умеренных широт. Температура самого холодного месяца выше 0 °C. В центральном районе (Восточная Турция, Иран, Афганистан, Большой бассейн в Северной Америке) весь год преобладает сухой воздух: летом – тропический, зимой – континентальный воздух умеренных широт. Лето здесь знойное, засушливое; зима короткая, влажная, хотя общее количество осадков не превышает 400 мм. Зимой бывают морозы, выпадает снег, но устойчивого снежного покрова не образуется. Суточные амплитуды температур велики (до 30 °C), большая разница и между самым теплым и самым холодным месяцами. Здесь, в центральных областях материков, расположены пустыни5. Умеренный пояс занимает области к северу и к югу от субтропиков примерно до полярных кругов. В Южном полушарии преобладает океанический климат, а в Северном выделяют три климатических района: западный, центральный и восточный. На западе Европы и Канады, юге Анд преобладает влажный морской воздух умеренных широт, приносимый западными ветрами с океанов (500-1000 мм осадков в год). Осадки распределяются в течение года равномерно, засушливых периодов не наблюдается. Под влиянием океанов ход температур плавный, годовые амплитуды невелики. Похолодания приносят арктические (антарктические) массы воздуха, при поступлении которых температура зимой понижается. В это время наблюдаются обильные снегопады. Лето длинное, прохладное, резких изменений температур воздуха не бывает. На востоке (северо-восток Китая, Дальний Восток) климат муссонный. Зимой поступают холодные континентальные массы воздуха, формирующиеся над материком. Температура самого холодного месяца колеблется от -5 до -25 °C. Летом влажные муссоны приносят на материк большое количество осадков. В центре (средняя полоса России, Украина, север Казахстана, юг Канады) формируется континентальный воздух умеренных широт. Нередко зимой сюда поступает арктический воздух с очень низкими температурами. Зима длинная, морозная; снежный покров удерживается свыше трех месяцев. Лето дождливое, теплое. Количество осадков по мере продвижения в глубь континента уменьшается (с 700 до 200 мм). Самая характерная особенность климата этого района – резкие перепады температур в течение года, неравномерное распределение осадков, что иногда вызывает засухи. Субарктический и субантарктический пояса. Эти переходные пояса расположены к северу от умеренного пояса (в Северном полушарии) и к югу от него (в Южном полушарии) – субарктический и субантарктический. Для них характерна смена воздушных масс по сезонам: летом – воздух умеренных широт, зимой – арктический (антарктический). Лето здесь короткое, прохладное, со средней температурой самого теплого месяца от 0 до 12 °C, с небольшим количеством осадков (в среднем 200 мм), с частыми возвратами холодов. Зима длинная, морозная, с метелями и глубокими снегами. В Северном полушарии в этих широтах размещается зона тундры. Арктический и антарктический пояса. В полярных поясах формируются холодные массы воздуха в условиях повышенного давления. Для этих поясов характерны длинные полярные ночи и полярные дни. Их продолжительность на полюсах доходит до шести месяцев. Хотя солнце летом и не заходит за горизонт, но поднимается оно невысоко, его лучи скользят по поверхности и дают мало тепла. За короткое лето снега и льды не успевают растаять, поэтому в этих областях сохраняется ледяной покров. Он покрывает мощным слоем Гренландию и Антарктиду, а ледяные горы – айсберги – плавают в приполярных районах океанов. Холодный воздух, скапливающийся над полярными областями, переносится сильными ветрами в умеренный пояс. На окраине Антарктиды ветры достигают скорости 100 м/с. Арктика и Антарктида – «холодильники» Земли6. На территории даже небольшого района климатические условия не бывают однородными. Под влиянием местных факторов: мелких форм рельефа, экспозиции склонов, почвенно-грунтовых особенностей, характера растительного покрова – создаются особые условия, получившие название микроклимата. Изучение микроклимата имеет важное значение для развития многих отраслей сельского хозяйства, особенно полеводства, садоводства, овощеводства. 1.2. Особенности климата России Страна находится в средних и высоких широтах, из-за чего происходит четкое деление по сезонам. Атлантический воздух влияет на европейскую часть. Погода там мягче, чем на востоке. Меньше всего солнца получают полярные острова России, максимальное значение достигается в Западном Предкавказье. Территория страны лежит сразу в четырех основных климатических поясах. Каждый из них имеет свои показатели температуры и нормы осадков. С востока на запад наблюдается переход муссонного климата в континентальный. Центральная часть характеризуется отчетливым разграничением времен года. На юге отметка термометра зимой редко опускается ниже 0˚C7. Рассмотрим климатические пояса России. Арктический пояс. К нему относится побережье Северного Ледовитого Океана. Зимой преобладает сильный мороз, средняя январская температура превышает -30˚C. В западной части немного теплее благодаря воздуху с Атлантики. Зимой наступает полярная ночь. Солнце светит летом, но из-за небольшого угла падения солнечных лучей и отражающих свойств снега тепло не задерживается у поверхности. Много солнечной энергии уходит на таяние снега и льда, поэтому температурный режим летнего периода приближается к нулю. Арктический пояс характеризуется небольшим количеством осадков, основная масса которых выпадает в виде снега. Выделяют следующие климатические области8: - Внутриарктическая; - Сибирская; - Тихоокеанская; - Атлантическая. Самой суровой считается Сибирская область, Атлантическая является мягкой, но ветреной. Субарктический пояс. К нему относятся территории Русской и Западно-Сибирской равнины, расположенные преимущественно зоне тундры и лесотундры. Значения зимних температур нарастают с запада на восток. Летние показатели в среднем составляет +10˚C, а у южных границ еще выше. Даже в теплое время года существует угроза заморозков. Осадков немного, основная доля приходится на дожди и мокрый снег. Благодаря этому в почве наблюдается переувлажнение. В этом климатическом поясе выделяют следующие области: - Сибирская; - Тихоокеанская; - Атлантическая. В Сибирской области зафиксированы самые низкие по стране температуры. Климат двух других смягчают циклоны. Умеренный пояс. К нему относится большая часть территории России. Зимы снежные, солнечный свет отражается от поверхности, из-за чего воздух сильно выхолаживается. В летнее время количество света и тепла возрастает. В умеренном поясе наблюдается значительный контраст между холодной зимой и теплым летом. Более подробная характеристика представлена в параграфе 2.1. Субтропический пояс. К нему относят небольшую область Черноморского побережья. Горы Кавказа не пропускают воздушный поток с востока, поэтому зимой в русских субтропиках тепло. Лето жаркое и затяжное. Снег и дождь выпадают круглый год, нет засушливых периодов. В субтропиках РФ выделяют лишь одну область — Причерноморскую. Рассмотрим климатические зоны России. 70̊ и 50̊ северной широты, на которых преимущественно располагается РФ, обусловили холодный климат, четкое разделение на сезоны: зиму, весну, лето и осень. На климате, в большей степени, сказывается влияние Атлантического океана. Он не омывает границ России, но перенесенные воздушные массы умеренных широт беспрепятственно передвигаются по ее территории, не Они способны сделать зиму менее суровой, а лето более прохладным и влажным. Всего в России выделяют 4 условные климатические зоны9: I - включает в себя Юг России (тропическая зона); II - Запад и Северо-Запад страны, территория Приморья (субтропическая зона); III - южные районы Сибири и часть Дальнего Востока (умеренная зона); IV - Якутия, северная Сибирь, северные районы Дальнего Востока (полярная зона). На рисунке 1 представлена карта климатических зон России  Рисунок 1 - Карта климатических зон России Район Чукотки и Заполярье выделены в отдельную "Особую" климатическую зону. Совпадение с меридианами объясняется неравномерным прогревом поверхности земли. Краснодарский край Минимальная январская температура составляет 0˚C, почва не промерзает. Выпавший снег быстро сходит. Большинство осадков выпадает весной, они становятся причиной многочисленных паводков. Летние температуры в среднем составляют 30˚C, во второй половине начинается засуха. Осень теплая и затяжная. Центральная Россия Зима начинается с конца ноября и длится до середины марта. В зависимости от региона январская температура колеблется от -12˚C до -25˚C. Выпадает много снега, который тает только с наступлением оттепелей. Экстремально низкие температуры приходятся на январь. Февраль запоминается ветрами, часто ураганными. Сильные снегопады в последние несколько лет приходятся на начало марта. Природа оживает в апреле, но положительные температуры устанавливаются только в следующем месяце. В отдельных регионах угроза заморозков возникает в начале июня. Лето теплое, и продолжается 3 месяца. Циклоны приносят грозы и ливни. Ночные заморозки случаются уже в сентябре. На этот месяц приходится много осадков. В октябре происходит резкое похолодание, с деревьев облетает листва, идут дожди, может выпасть мокрый снег10. Карелия На климат влияют 3 соседствующие моря, погода на протяжении года весьма изменчива. Минимальная январская температура составляет -8˚C. Выпадает много снега. Февральская погода изменчива: похолодания сменяют оттепели. Весна приходит в апреле, воздух днем прогревается до +10˚С. Лето короткое, по-настоящему теплые дни бывают только в июне и июле. Сентябрь сухой и солнечный, но на некоторых участках уже случаются заморозки. Окончательно холодная погода устанавливается в октябре. Сибирь Один из самых крупных и самых холодных регионов России. Зима малоснежная, но очень холодная. На отдаленных территориях столбик термометра показывает более -40˚C. Снегопады и ветра случаются нечасто. Снег тает в апреле, а в регионе с вечной мерзлотой тепло приходит только в июне. Летние отметки составляют +20˚С, осадков мало. В сентябре начинается календарная осень, воздух быстро остывает. К октябрю дожди сменяются снегом. Якутия Среднемесячная температура января составляет -35˚C, в Верхоянском районе воздух остывает до -60˚C. Холодное время длится не менее семи месяцев. Осадков мало, световой день продолжается 5 часов. За Полярным кругом начинается полярная ночь. Весна короткая, наступает в мае, лето продолжается 2 месяца. Во время белых ночей солнце не заходит по 20 часов. Уже в августе начинается стремительное похолодание. К октябрю реки покрываются льдом, а снег перестает таять11. Дальний Восток Климат отличается разнообразием, он колеблется от континентального до муссонного. Примерная зимняя температура составляет -24˚C, выпадает много снега. На весеннее время приходится мало осадков. Лето жаркое, с повышенной влажностью, август считается периодом затяжных дождей. На Курилах господствуют туманы, в Магадане начинаются белые ночи. Начало осени теплое, но дождливое. Отметки на термометре в середине октября показывают -14˚C. Через месяц наступают зимние морозы. |