Глава 5 климатические условия и ресурсы

5.1. Климатообразующие факторы

Климат Украины, как и любой другой территории, формируется в результате взаимодействия таких факторов климатообразования, как величина солнечной радиации, циркуляция атмосферы и влияние подстилающей поверхности. Поглощение и преобразование солнечной радиации на земной поверхности зависит от рельефа, растительности, почвы, соотношения между водой и сушей в данном месте. Значение всех этих элементов земной поверхности в развитии погодных процессов изменяется в зависимости от сезона и времени суток. А на формирование радиационного и светового режима оказывает значительное влияние циркуляция атмосферы, с которой связано возникновение и развитие или разрушение облачности.

Таким образом, взаимное влияние и взаимодействие климатообразующих факторов является постоянным, а соотношение между этими факторами зависит т сезона и времени суток, что проявляется в годовом и суточном ходе климатических элементов, а также в непериодических их изменениях.

Радиационный режим территории Украины можно охарактеризовать величинами составляющих радиационного баланса — суммарной, прямой и рассеянной радиации, альбедо, эффективного излучения и остаточной радиации. Значения элементов радиационного баланса зависят от продолжительности дня и высоты солнца, а так же от режима облачности, прозрачности атмосферы и состояния земной поверхности.

В течение года на Украине полуденные высоты солнца изменяются в достаточно широких пределах — от 15-60° на севере до 23-68° — на юге, продолжительность дня соответственно изменятся от 7,4-16,5 до 8,6-15,3 часа.

Летом меньшие высоты солнца в северных районах компенсируются увеличением продолжительности дня. Многолетние наблюдения показывают, что годовые суммы продолжительности солнечного сияния редко превышают 2000 часов. Максимальные значения продолжительности солнечного сияния отмечается в южной части степной зоны Украины и на побережье Азовского и Черного морей 2150-2450 часов. Высокие показатели наблюдаются в Крыму (Ай-Петри - 2319, Карадаг - 2442 часов). Наименьшие годовые показатели отмечаются в западных районах Полесья и лесостепи, где они в среднем не превышают 1690-1850 часов.

Суммарная радиация в среднем за год составляет на Украине 4190 МДж/м² в северных и северо-восточных районах и 4000-5200 МДж/м² на юге (Рис. 5.1.).

Большую часть этого тепла земная поверхность получает в течение весенне - летнего периода. Повсеместно наблюдается значительный вклад в радиационный режим территории рассеянной радиации. На большей части Украины рассеянная радиация составляет 51-52 % общих сумм солнечной радиации и только на юге ее доля уменьшается до 40-42 %. В годовом ходе

роль рассеянной радиации наибольшая осенью и зимой, когда часто бывает дождливая и облачная погода.

hSk/w*

Ш IV V VI VI! VM IX X Xi XII

Рис. 5.1. Годовой ход суммарной радиации.

Значительная часть радиации отражается от земной поверхности. Размеры потерь суммарной радиации зависят от отражательных свойств земной поверхности, которые характеризуются величинами альбедо. Самые высокие значения альбедо (70-80%) в стране наблюдаются зимой при устойчивом снежном покрове. В отдельных случаях при свежевыпавшем снеге альбедо достигает 90-95%, а при таянии снега понижается до 50-45%. После схода снежного покрова альбедо влажных полей не превышает 10%. В целом средние годовые показатели альбедо на Украине изменяются от 23% в зоне смешанных лесов до 17% на юге степной зоны.

От облачности, температуры и влажности приземного слоя атмосферы, особенностей земной поверхности зависит распределение эффективного излучения в разные сезоны года. Зимой минимальные его значения фиксируются на северо-востоке и востоке Украины и составляют 185-195 МДж/м², максимальные в Крымских горах - 272 МДж/м². На остальной территории эти показатели составляют 210-230 МДж/м².

Весной эффективное излучение по сравнению с зимой увеличивается примерно вдвое. Наибольших значений почти на всей территории Украины его показатели достигает в июле, а осенью уменьшается от 335 МДж/м² в зоне смешанных лесов до 480 МДж/м² на Южном берегу Крыма.

Годовые суммы этого показателя варьируют от 1510 МДж/м² в зоне смешанных лесов до 1930 МДж/м на Крымском полуострове, характеризуя разнообразие физико-географических условий Украины.

В среднем за год радиационный баланс на всей Украине является положительным и изменяется от 1700 МДж/м² на северо-востоке до 2250 МДж/м" на Южном Берегу Крыма. Однако в сезонном распределении

значений радиационного баланса заметны различия. Так, зимой его показатели изменяются от 25 МДж/м² на северо-востоке до 50 МДж/м² на юге. Наибольшие значения радиационного баланса приходятся на июнь, а осенью их распределение близко к зональному (от 210 МДж/м² в зоне смешанных лесов до 375 МДж/м² на юге).

Вследствие неоднородности строения земной поверхности даже на небольших расстояниях наблюдаются значительные контрасты альбедо, что вызывает высокие микроклиматические разности радиационного баланса, разнообразие в составляющих теплового баланса и приводит к формированию микроклиматических особенностей отдельных участков территории. В отдельные годы радиационный режим на Украине может существенно отличаться от «нормы» в зависимости от размеров отклонения режима облачности и прозрачности атмосферы, вызванных нарушениями циркуляционных процессов.

Циркуляция атмосферы над территорией Украины имеет

разнообразный характер. Здесь часто проходят циклоны и антициклоны, в которых в зависимости от их происхождения поступают различные воздушные массы. В среднем за год над Украиной проходит свыше 45 циклонов и 35 антициклонов, но число дней с антициклональной (230-245) значительно превышает число дней (135-130) с циклональной погодой (табл. 5.1.).

Таблица 5.1.

Число циклонов и антициклонов и число дней с циклональной и антициклональной погодой.

 

Показатель	Зима	Весна	Лето	Осень	Год
Среднее число циклонов и антициклонов		10 8	11 10	9 11
Число дней с циклонической и антициклональной циркуляцией			32 60	25 66	130 235

Антициклональная погода устанавливается на Украине вследствие распространения отрогов Азорского или Азиатского (Монгольского) максимумов, а также после арктических вторжений. Азорский максимум получает наибольшее развитие летом, поэтому при распространении его отрога на Украину здесь устанавливается жаркая безоблачная погода. При этом приходят тропические воздушные массы. Зимой, вследствие переохлаждения огромного Евроазиатского материка от Азиатского максимума отходит полоса высокого давления, называемая осью Воейкова («большая ось материка») и проходящая над Украиной по линии Харьков-Кишинев. Ось Воейкова играет важнейшую ветрораздельную роль. К северу от нее зимой преобладают ветры с западной составляющей.

Вторжения арктических воздушных масс, как морских, так и континентальных, возможны в течение всего года. Зимой и в переходные

 

периоды при этих вторжениях наблюдаются резкие похолодания, а летом вследствие интенсивной трансформации арктического воздуха на юг на Украине устанавливается жаркая засушливая погода.

Основные пути прихода циклонов на Украину с северо-запада, через Карпатские горы, Килийское гирло Дуная и барическую депрессию над Черным морем. Прохождение циклонов и связанных с ними атмосферных фронтов обеспечивает выпадение основной массы атмосферных осадков. Причем поставщиком влаги является Атлантический океан. Только 13-255 годовой суммы осадков является результатом местного испарения.

Под влиянием неоднородности земной поверхности в приземном и пограничном слоях атмосферы на Украине может возникать местная циркуляция. Наиболее четко она прослеживается на берегах Азовского и Черного морей днепровских водохранилищ и крупных рек в виде летней бризовой циркуляции, а в Карпатах и Крымских горах - в виде горно-долинной циркуляции летом и фёноподобных ветров при переваливании циклонов через горные хребты зимой. Возникает местная циркуляция также между крупными современными городами и окружающими территориями, между лесными участками и сельскохозяйственными угодьями

Подстилающая земная поверхность оказывает сильное влияние на приповерхностный слой воздуха, а, следовательно, на погодные условия и климат в целом. Летом, когда земная поверхность получает значительное количество солнечной радиации, происходит ее нагревание, а от нее приземного слоя воздуха. А зимой, вследствие малых величин солнечной радиации, наблюдается наоборот, охлаждение воздушных масс.

Особенно велико влияние на климат рельефа вследствие изменения абсолютных и относительных высот, разнообразия форм рельефа, крутизны склонов, их различные ориентации. В Карпатах с увеличением высоты местности радиационный баланс уменьшается в основном за счет повышения альбедо в горах и значительной продолжительности сохранения снежного покрова. Так, например, в Закарпатской низменности он достигает 2000-2100 МДж/м², а в Предкарпатье - 1650-1885 МДж/м'. В средневысотных частях Полонинского и Водораздельного хребтов радиационный баланс составляет 1500-1600 МДж/м в год. На высокогорных массивах Горган, Свидовца, Черногоры он снижается до 1250-1300 МДж/м² год.

В целом в высокогорьях Украинских Карпат радиационный баланс уменьшается на 45-50% по сравнению с равнинными территориями. А в Горном Крыму значения баланса уменьшаются в среднем на 25 МДж/м² на каждые 100 м увеличения высоты.

В горах и на возвышенностях часто возникают различные атмосферные явления, интенсивность проявления которых зависит от крутизны, экспозиции склонов и их положений относительно господствующих направлений ветра. Например, в долинах и на склонах Донецкой и Приазовской возвышенностей выше 150 м на протяжении года отмечается 6-12 дней с гололедом и 5-10 дней с изморозью, а выше 250 м дней с гололедом уже 40, а с изморозью -12-15. Еще большие контрасты характерны для горных систем (табл. 5.2.).

Таблица 5.2.

Вертикальный градиент температуры воздуха, количество осадков и отдельных атмосферных явлений в горах на каждые 100 м высоты.

 

Регион	Сред температ январь	няя ура/;С_ июль	Количество осадков, мм	Туман, дни	Изморозь, дни	Метели, дни	Град, дни
Карпаты Ужгород - Плай	0,3	0,6					_
Черновцы-(ожежево	0,1	0,7		4			0,14
Крымские горы Ялта - Ай-Петри	0,7	0,8			-	2,6	0,27
Симферополь-Лй-Петри	0,3	0,6				2,4	0,28

Наличие разных деятельных поверхностей - лесных массивов, сельскохозяйственных угодий, орошаемых полей, болот и водных бассейнов приводит к существенным отличиям их радиационного режима, испарения, распределения температур и влажности воздуха и т.д.