Szerokość Geograficzna a Temperatura, Wilgotność i Nasłonecznienie: Zależności i Wpływ
- Szczegóły
Kulisty kształt Ziemi powoduje, że ilość energii dostarczanej do powierzchni Ziemi jest nierównomierna. Im wyższe jest położenie Słońca nad horyzontem, tym korzystniejsze są warunki do nagrzewania powierzchni Ziemi. Szerokość geograficzna określa stopień i czas naświetlenia terenu promieniami słonecznymi. Wraz ze wzrostem szerokości geograficznej zmniejsza się wysokość Słońca nad horyzontem - ilość dostarczanego ciepła maleje. Im większe wysokości Słońca nad horyzontem, tym wyższe temperatury powietrza.
Oddalenie od mórz i oceanów zwiększa tzw. kontynentalizm klimatu - powietrze zawiera mniej wilgoci, opady są niższe i występują głównie w porze letniej, różnice temperatur dobowych i rocznych zwiększają się, występuje mniejsze zachmurzenie. Można ogólnie stwierdzić, że kontynentalizm klimatu jest tym silniejszy, im lepiej izolowany jest dany obszar od wpływów morskich (oceanicznych) mas powietrza. Odwrotnością klimatu kontynentalnego jest klimat oceaniczny.
Prądy morskie decydują w równie dużym, a może nawet większym, stopniu jak globalna cyrkulacja atmosferyczna o międzystrefowej wymianie ciepła i wilgoci na kuli ziemskiej. Ciepła woda ogrzewa powietrze, które przenoszone jest nad obszary lądowe. Cieplejsze powietrze posiada równocześnie większą zdolność pochłaniania pary wodnej, której źródłem jest w tym przypadku powierzchnia oceanów. W tych warunkach tworzą się chmury i opady, które są również przenoszone nad przylegające lądy. Prądom ciepłym towarzyszą więc wilgotne i ciepłe masy powietrza. Znaczenie ciepłych prądów morskich w kształtowaniu termicznych cech klimatu zwiększa się w miarę wzrostu szerokości geograficznej.
Wraz ze zwiększaniem wysokości nad poziomem morza temperatura powietrza spada w granicach 0.6-1.0°C/100 m. W górach występują więc niższe temperatury niż na nizinach. Oprócz wysokości bardzo istotne znaczenie ma układ rzeźby terenu. Łańcuchy górskie i tereny wyżynne stanowią przeszkodę dla poruszających się poziomo mas powietrza. Zwiększenie prawdopodobieństwa opadów w wyżej położonych obszarach następuje również dlatego, że masy wilgotnego powietrza z zachmurzeniem przepływają wolniej wskutek hamowania ich przez wyniesione wyżej tereny.
Globalna Cyrkulacja Powietrza i Strefy Ciśnienia
Na obszarach równikowych, tam, gdzie Słońce góruje w zenicie, powietrze ogrzewa się najbardziej i jako lżejsze unosi się do góry. W ten sposób przy powierzchni Ziemi wytwarza się obszar niskiego ciśnienia, do którego ściągane jest powietrze z wyższych szerokości geograficznych. Tak właśnie powstają pasaty - stałe wiatry wiejące od zwrotników do równika. Jednocześnie w górnych warstwach troposfery, aby wyrównać ubytek powietrza nad zwrotnikami, w kierunku przeciwnym do pasatów wieją antypasaty. Wznoszeniu się powietrza nad równikiem towarzyszą deszcze zenitalne.
Przeczytaj także: Zalecenia dotyczące przechowywania zdjęć
Okolice biegunów otrzymują z kolei najmniej energii słonecznej i zachodzi tam sytuacja odwrotna jak na równiku. Powietrze jest chłodne, ciężkie i opada. W wyniku jej działania, przemieszczające się od równika ku biegunom górne prądy powietrza odchylają się od kierunku ruchu na półkuli północnej w prawo (w kierunku północno-wschodnim), a na półkuli południowej w lewo (na południowy-wschód). Działanie siły Coriolisa jest coraz silniejsze w miarę oddalania się od równika. W tej strefie następuje stłoczenie powietrza, co powoduje, że zaczyna ono opadać. W ten sposób na obydwu półkulach powstają zwrotnikowe strefy wysokiego ciśnienia uwarunkowane przyczynami dynamicznymi. Następnie część powietrza odpływa dołem ku równikowi, a część w stronę biegunów.
Cyrkulacja Pasatowa i Strefy Klimatyczno-Roślinne
Cyrkulację w komórce Hadleya można określić również jako cyrkulację pasatową. Dzięki niej wytworzył się charakterystyczny układ stref klimatyczno-roślinnych między zwrotnikami. Przemieszczając się od nich w kierunku równika można spotkać obszary coraz wilgotniejsze i tym samym coraz bogatsze w roślinność - od pustyń gorących, przez półpustynie, sawanny aż po równikową dżunglę tropikalną.
Umiarkowane Szerokości Geograficzne
Od zwrotnikowej strefy wysokiego ciśnienia w kierunku biegunów, aż do około 65° szerokości geograficznej, rozciąga się strefa umiarkowanych szerokości. Część powietrza opadającego w strefie zwrotników przemieszcza się w dolnych warstwach troposfery w stronę wyższych szerokości geograficznych. Z drugiej strony również masy powietrza opadające wskutek wychłodzenia nad biegunami, przemieszczają się w stronę niższych szerokości geograficznych. Spotkanie się tych dwóch prądów powietrznych na szerokości około 60-65° powoduje wytworzenie się strefy zbieżności i wznoszenie powietrza. Powstaje pas niskiego ciśnienia, który stanowi granicę między cyrkulacją strefy umiarkowanej a cyrkulacją strefy okołobiegunowej.
Istotną cechą umiarkowanych szerokości geograficznych są częste zaburzenia cyrkulacji związane z powstawaniem, rozwojem, przemieszczaniem się i zanikiem układów barycznych, zwłaszcza niżowych. W strefie tej, szczególnie na półkuli północnej, występuje zmienność kierunków wiatru i w konsekwencji duża zmienność typów pogody. Układy baryczne, pchane przez wiatry zachodnie, mają wyraźną tendencję do przemieszczania się w kierunku wschodnim.
Obszary Okołobiegunowe
Cyrkulacja w obszarach okołobiegunowych jest uwarunkowana termicznie. Niewielka ilość docierającej energii słonecznej powoduje znaczne wychłodzenie powierzchni tych regionów, a co za tym idzie, zalegającego nad nimi powietrza. Stwarza to warunki do prądów opadających i utrzymywania się układów wysokiego ciśnienia. Opadające powietrze odpływa dołem w kierunku niższych szerokości geograficznych. Masy powietrza docierając do okołobiegunowej strefy zbieżności (niskiego ciśnienia) poddane są pionowemu wznoszeniu, po czym powietrze wraca górną troposferą w kierunku biegunów.
Przeczytaj także: Temperatura a efektywność biegu
Różnice Regionalne w Strefach Okołobiegunowych
Różnice między nimi wynikają z regionalnej odmienności ich powierzchni. Arktyka jest obszarem wodnym pokrytym pakiem lodowym, natomiast Antarktyda jest wysoko wyniesionym kontynentem pokrytym lądolodem. Nad tym pierwszym regionem pojawiają się znacznie częściej układy niżowe, natomiast Antarktyda znajduje się przez cały rok pod wpływem stabilnych ośrodków wyżowych.
Duża różnica ciśnień między wnętrzem Antarktydy a otaczającymi ją morzami przyczynia się do występowania na jej wybrzeżach bardzo silnych wiatrów wiejących od wnętrza kontynentu, których siła jest dodatkowo wzmacniana przez grawitacyjne spadanie zimnych i gęstych mas powietrza z wysoko położonego płaskowyżu lądolodu w stronę oceanu (tzw. wiatry katabatyczne).
Wpływ Pokrycia Terenu i Albedo
Zróżnicowanie pokrycia powierzchni lądów przyczynia się w różny sposób do kształtowania elementów klimatycznych. Różne cechy fizyczne podłoża atmosfery, które zmieniają się także w ciągu roku, decydują na przykład o odmiennym stopniu nagrzewania się. Bardzo istotne znaczenie ma w tym przypadku albedo powierzchni terenu. Oznacza ono zdolność do odbijania promieniowania słonecznego przez różne powierzchnie. Wyraża się stosunkiem promieniowania odbitego od danej powierzchni do natężenia promieniowania, które do niej dochodzi. Najczęściej jest podawane w %.
Klimat Miejski
Szczególnie silnie ten element występuje w miastach. Czarny asfalt i budynki mają niskie albedo (czyli dobrze pochłaniają ciepło), liczne źródła ciepła, nawet 2-3 krotnie wyższe stężenie CO2 i brak chłodzącego parowania wynikający z niewielkiej powierzchni gruntów i zieleni, potrafią zmienić klimat miast. Może nawet dochodzić do formowania się tzw. miejskiej wyspy ciepła. Temperatura w centrum może być często wyższa o kilka stopni Celsjusza, zanotowany w Nowym Jorku rekord to temperatura o 14°C wyższa niż na przedmieściach.
Strefy Klimatyczne
Klimat danego obszaru kształtuje się pod wpływem sześciu głównych czynników. Szerokość geograficzna wpływa na ilość promieniowania słonecznego, co determinuje temperatury. Rzeźba terenu modyfikuje ruch mas powietrza - na stokach dowietrznych jest więcej opadów niż na zawietrznych. Rozmieszczenie lądów i mórz powoduje nierównomierne nagrzewanie powietrza i wpływa na jego wilgotność. Prądy morskie również mają znaczenie - przy ciepłych prądach temperatury i opady są wyższe.
Przeczytaj także: Temperatura i wilgotność: Rola czujników środowiskowych
W strefie klimatów równikowych wyróżniamy trzy typy. Klimat równikowy wybitnie wilgotny cechuje się średnią temperaturą powyżej 20°C, małą roczną amplitudą (poniżej 5°C) i opadami 2000-3000 mm bez wyraźnej pory deszczowej. Klimat równikowy wilgotny ma podobne temperatury, ale niższe opady 1000−2000mm z jedną lub dwiema porami deszczowymi. Klimat równikowy występuje w pasie około 10° na północ i południe od równika.
Klimaty zwrotnikowe obejmują trzy główne typy. Zwrotnikowy wilgotny cechuje się wysokimi temperaturami (latem ponad 25°C) i opadami 1000-2000 mm, głównie latem. W odmianie monsunowej opady przekraczają nawet 2000 mm przy suchej i ciepłej zimie. Zwrotnikowy pośredni ma opady 300-1000 mm i duże dobowe wahania temperatur. W strefie klimatów podzwrotnikowych wyróżniamy klimat śródziemnomorski ze średnią roczną temperaturą powyżej 15°C, gorącym latem i łagodną zimą. Opady 500−900mm występują głównie zimą. Klimat podzwrotnikowy pośredni i kontynentalny ma duże amplitudy temperatur - lato jest bardzo gorące, a zimą temperatura może spaść poniżej 0°C.
Klimaty umiarkowane zaczynają się od umiarkowanego ciepłego morskiego z amplitudą temperatur poniżej 20°C, chłodnym latem i łagodną zimą. Opady 600−1000mm występują przez cały rok, z przewagą jesienno-zimowych. Klimat śródziemnomorski to jedyny klimat podzwrotnikowy z charakterystycznym rozkładem opadów - suche, gorące lato i deszczowa, łagodna zima. Kontynuując klimaty umiarkowane, poznajemy umiarkowany ciepły kontynentalny z amplitudą temperatur do 45°C, upalnym latem i mroźną zimą. Ma niewielkie opady, głównie letnie. Klimat umiarkowany chłodny morski cechuje się amplitudą do 15°C, chłodnym latem i łagodną zimą, z opadami przez cały rok (do 1000 mm). Umiarkowany chłodny przejściowy ma zmienną pogodę i amplitudę ponad 25°C.
Strefa klimatów okołobiegunowych dzieli się na dwa typy. Klimat podbiegunowy (subpolarny) ma średnią temperaturę najcieplejszego miesiąca nieznacznie powyżej 0°C i opady do 250 mm, głównie w postaci śniegu. Poza strefami wyróżniamy klimaty astrefowe. Klimat górski charakteryzuje się spadkiem temperatury i ciśnienia wraz z wysokością, wzrostem opadów do pewnej wysokości oraz prędkości wiatru i natężenia promieniowania słonecznego. Inwersja termiczna w górach to zjawisko, gdy zimne powietrze zalega w dolinach, a cieplejsze znajduje się wyżej. Klimat miejski to ciekawy przykład mikroklimatu modyfikowanego przez działalność człowieka. W miastach obserwujemy zwiększone zachmurzenie i większą sumę opadów w porównaniu do obszarów podmiejskich. Charakterystyczne jest również lokalne zwiększenie siły wiatru, szczególnie w wąskich ulicach między wysokimi budynkami, gdzie powstaje efekt tunelowy. Najważniejszym zjawiskiem klimatu miejskiego jest miejska wyspa ciepła. Oznacza to, że średnia roczna temperatura w centrum miasta jest wyższa niż na terenach podmiejskich. W dużych metropoliach różnica temperatury między centrum a przedmieściami może sięgać nawet 10°C!
tags: #szerokość #geograficzna #a #temperatura #wilgotność #nasłonecznienie
