Человек и климат

Специальные показатели климата применяются  в прикладных отраслях климатологии (например, суммы температур вегетационного периода в агроклиматологии, эффективные  температуры в биоклиматологии  и технической климатологии, градусо-дни в расчётах отопительных систем и пр.).

Для оценок будущих изменений климата  применяют модели общей циркуляции атмосферы.

Факторы, определяющие климат и его изменение

Археологические исследования однозначно доказывают, что климат планеты Земля изменялся  достаточно резко. Для объяснения причин этого существует множество гипотез, учитывающих астрономические и  геофизические факторы.

К.Я. Кондратов и Е.. Борисенков пришли к выводу, что климат планеты сохранится неизменным, если не изменится расстояние Земли от Солнца, орбита Земли вокруг Солнца, скорость ее движения и суточного  вращения и угол наклона оси вращения Земли к плоскости эклиптики.

По  мнению М.О. Френкеля, с начала 40-х  гг. прошлого столетия начался период общего потепления. В это время, влияние  антропогенных факторов только начинало проявляться, так что повышение  температуры скорее носило естественный характер. Однако, с 70-х гг. естественное потепление усилилось влиянием деятельности человека и в итоге стало более  значимым.

Климатическая система Земли испытывает воздействие  ряда факторов как внешних, так и  возникающих в самой системе. Из внешних факторов наиболее четко проявлялись колебания прозрачности атмосферы вулканогенного характера, а из вторых - взаимодействие океанов и льдов, а также разных частей океанов между собой. При этом указанные факторы налагаются один на другой, усиливаясь при совпадении фаз и ослабевая при их различии.

Одним из важнейших звеньев в проблеме солнечно - атмосферных связей является стратосфера, которой отводится  роль триггерного (спускового) элемента, обеспечивающего передачу возмущений в нижние слои атмосферы. В стратосфере  происходит поглощение ультрафиолетовой радиации Солнца, и в периоды усиления солнечной активности тепловой баланс стратосферы существенно меняется: увеличивается ее приходная часть, что сказывается на температурном  режиме и ее циркуляции. Н.В. Исмагилов  выявил положительную асинхронную  связь между уровнем солнечной  активности в 11-летнем цикле и датами весенних перестроек циркуляции.

Астрономические факторы определяют количество энергии  излучения Солнца, приходящей к данному  участку верхней границы атмосферы  за данный период времени (поток солнечной  энергии, инсоляция). Этот суммарный  по всем длинам волн поток на среднем  расстоянии Земли от Солнца называется солнечной постоянной и равен  в среднем 1370 Вт/м2.

К внешним геофизическим факторам относятся масса и состав атмосферы, скорость вращения Земли, расположение материков и океанов на поверхности  Земли, вулканические извержения. Скорость вращения Земли отчасти определяет интенсивность и характер циркуляции атмосферы, разные радиационные и теплоемкостные характеристики поверхности суши и  океана, влияет на радиационный режим, теплообмен между атмосферой и подстилающей поверхностью, на муссонные эффекты. Очертания океанов определяют направление  и характер течений, переносящих  тепло из тропической зоны в высокие  широты. Во время крупных взрывных вулканических извержений в стратосферу  выбрасываются большие массы  аэрозолей и газов, рассеивающих и поглощающих Солнца и ИК радиацию Земли и атмосферы.

Внутренние  естественные факторы возникают  и действуют внутри какой-либо составляющей климатической системы или, зарождаясь в одной из составляющих, действуют  на другую. К ним относятся излучение  и поглощение энергии атмосферой и океаном, атмосферная циркуляция, криосфера (ледники и подземные  льды вечной мерзлоты), биосфера, уменьшающая  альбедо подстилающей поверхности.

Можно назвать еще несколько антропогенных  факторов, воздействующих на глобальный климат, таких как: антропогенное  увеличение содержания в атмосфере газов, создающих в ней парниковый эффект ( в первую очередь СО2), острова тепла в городах и промышленных зонах, хозяйственная деятельность человека (строительство водохранилищ, орошение земель, вырубка лесов и др.)

Можно выделить причины изменения климата; среди них:

1. солнечная активность, которая влияет на состояние озонового слоя, или просто на общее количество излучения;
2. изменение наклона оси вращения Земли (прецессия и нутация);
3. изменение эксцентриситета орбиты Земли;
4. из-за катастроф наподобие падения астероидов.
5. Извержения вулканов
6. Деятельность человека (сжигание, выброс различных газов, развитие атомной энергетики)
7. Перераспределение газов на планете
8. Выделение газов и тепла из недр планеты
9. Изменение отражающей способности атмосфер
10. Деятельность ледников

Климат Санкт-Петербург

Климат Санкт-Петербурга
Общая характеристика Тип климата  Среднегодовая температура, °C  Разность температур, °C	умеренный  5,4  70,5
Температура Максимальная, °C  Минимальная, °C	34,6  −35,9
Осадки Количество  осадков, мм  Снежный покров, мес.	625  4,3
Ветер Средняя скорость ветра, м/с	2,3
Влажность воздуха Влажность воздуха, %	78
Облачность Общая, баллов  Нижняя, баллов	7,2  5,5
Солнечное сияние Солнечное сияние, часов
Источник: Погода и климат

Климат Санкт-Петербурга умеренный и влажный, переходный от морского к континентальному. Продолжительность дня меняется от 5 часов 51 минуты в зимнее солнцестояние до 18 часов 50 минут в летнее солнцестояние. Для города характерна частая смена воздушных масс, обусловленная в значительной степени циклонической деятельностью. Летом преобладают западные и северо-западные ветры, зимой западные и юго-западные^[1].

Общая характеристика

Климат  Петербурга умеренный, переходный от умеренно-континентального к умеренно-морскому. Такой тип климата объясняется географическим положением и атмосферной циркуляцией характерной для Ленинградской области. Это обуславливается сравнительно небольшим количеством поступающего на земную поверхность и в атмосферу солнечного тепла^[1].

Из-за небольшого количества солнечного тепла  влага испаряется медленно. Суммарный  приток солнечной радиации здесь в 1,5 раза меньше, чем на юге Украины, и вдвое меньше, чем в Средней Азии. За год в Санкт-Петербурге бывает в среднем 62 солнечных дня. Поэтому, на протяжении большей части года преобладают дни с облачной, пасмурной погодой, рассеянным освещением.

Атмосферная циркуляция

Огромную  роль в формировании климата региона  играет интенсивная атмосферная  циркуляция. С запада и юго-запада, со стороны Атлантического океана, где располагаются Азорский антициклон и Исландский минимум давления, на территорию Санкт-Петербурга поступает влажный морской воздух, оказывающий смягчающее влияние на климат. Для города характерно тёплое, дождливое лето и относительно мягкая зима. С севера и северо-востока, из полярной области высокого давления, в Санкт-Петербург поступают холодные и сухие арктические воздушные массы, формирующиеся над льдами Северного Ледовитого океана. Оказывает влияние на климат региона и область высокого давления в Центральной Азии. Из этих районов — с востока и юго-востока — к Санкт-петербургу приходит континентальный воздух, приносящий сухую и ясную погоду.

Наибольшее  влияние на климат Санкт-Петербурга оказывают воздушные массы, поступающие  с Атлантики. В среднем за год  ветры западных, северо-западных и  юго-западных направлений составляютпочти 46% (осенью — около 50%) всех ветров, ветры  северных и восточных напрвлений — 28%, а южных и юго-восточных  — 26%. Следствием смены и взаимодействия воздушных масс разных напрвлений является типичная для города многолетняя  изменчивость погоды и её неустойчивость в течении года.

Заметное  влияние на климат Санкт-Петербурга оказывают городские условия, создающие  особый микроклимат. Пыль, дым, сажа и  другие примеси в воздухе в  дневное время уменьшают солнечную  радиацию, а в ночное время задерживают  земное излучение, заменляя охлаждение земной поверхности. Летом каменные здания и покрытие дорог сильно нагреваются  и накапливают тепло, а ночью  отдают его атмосфере; зимой воздух получает дополнительное тепло от отопления  зданий. Летом в центре Санкт-Петербурга температура днём бывает выше на 2—3 градуса, чем в пригородах, а относительная  влажность на 15—20% ниже; зимой разница  температур может достигать 10—12 градусов, а влажности — до 40%. Самая тёплая часть города — Невский проспект. Ветер в городе слабее, чем в  окрестностях на открытых местах (в  среднем на 1—2м/с) .

Температура воздуха

Средняя температура воздуха в Санкт-Петербурге, по данным многолетних наблюдений, составляет 4,3 градуса. Самый холодный месяц в городе — февраль со средней температурой минус 7,9 градуса, в январе минус 7,7 градуса. Самый  тёплый месяц — июль, его средесуточная  температура плюс 17,8 градуса. Сравнительно небольшая амплитуда среднесуточных температур февраля и июля (25,7°) характеризует  умеренность петербургского климата. Самая высокая температура отмеченная в Санкт-Петербурге за весь период наблюдений, +33,1°C (26 июля 1936 года), а самая низкая -35,6°C (17 января 1940 года).

Первый  день со средней положительной температурой приходится на начало апреля, а первый день со средней температурой ниже нуля — на середину ноября. Средняя  продолжительность всего периода  с положительной среднесуточной температурой составляет 222 дня, а с температурой выше 5 градусов — 165 дней.

Осадки, относительная  влажность воздуха и облачность

Среднегодовая сумма осадков в Санкт-Петербурге — около 673 мм. Но количество выпадающих осадков примерно 200—250 мм превышает испарение влаги, что обусловливает повышенное увлажнение. Влажность воздуха в Петербурге всегда высокая. В среднем за год составляет около 75%, летом — 60—70%, а зимой — 83—88%. Большая часть атмосферных осадков выпадает с апреля по октябрь, максимум их приходится на август, а минимум — на март. Наибольшее суточное количество осадков, выпавших в Санкт-Петербурге, достигало 76 мм (8 августа 1947 года). В течение года среднее количество дней с осадками — около 200 (от 13 дней в апреле до 22 дней в декабре), в среднем число часов с осадками за год — 1300.

Первый  снег выпадает обычно в начале ноября и сохраняется до середины апреля. Устойчивый снежный покров лежит  от 110 до 145 дней, в среднем от начала декабря до конца марта. К концу  февраля высота снежного покрова  достигает максимальной величины —  около 30—32 см. В условиях высокой  влажности характерна и значительная облачность. В среднем за год в  Санкт-Петербурге бывает лишь 30 безоблачных  дней. Самая высокая облачность зимой (свыше 80%), наименьшая — летом (около 50%). Наблюдаются туманы, особенно осенью и в начале зимы; число дней с  туманами в среднем за год составляет около 32^[1].

Характеристика сезонов года

Зима

Зима  наступает в Санкт-петербурге обычно в начале декабря; её начало совпадает  с установлением снежного покрова (но бывают годы, когда снежный покров устанавливается только в середине января) и ледоставом в верховьях  Невы. По средним многолетним данным, это бывает 5 декабря. В первой половине зимы погода, как правило, неустойчивая, с частыми оттепелями. Солнце стоит  низко, день короткий, снежный покров небольшой.Быстро охлаждается приносимый с запада циклонами воздух, содержащийся в нём водяной пар конденсируется, что вызывает высокую облачность и туманы. В течении декабря  в среднем бывает лишь 2 ясных  дня.

Характер  зимней погоды определяется в основном влиянием Атлантического океана и Балтийского моря. Зима в Петербурге умеренно холодная, с частыми оттепелями, которые могут составлять до половины сезона. Обычно с устойчивым снежным покровом . Осадки выпадают преимущественно в виде снега, но возможен дождь, что часто и наблюдалось в последние годы. Период со среднесуточной температурой ниже 0 °C (то есть климатическая зима) длится более 120 дней, начинаясь в середине ноября и заканчиваясь во второй половине марта.

Одни  из самых тёплых зим в Петербурге за всю историю метеонаблюдений  наблюдались в начале XXI столетия. В период погодных аномалий конца 2006 — начала 2007 годов были установлены новые абсолютные рекорды температуры. Так, 6 декабря 2006 года температура воздуха поднялась до +10,9 °C, что стало абсолютным максимумом температур в зимний период.

Весна

Весна в Петербурге обычно наступает в  конце марта, когда среднесуточная температура становится устойчиво  положительной и сходит снежный  покров, но возможны отклонения от этого  срока, когда снежный покров окончательно сходит ещё в начале марта или  в первую декаду апреля. Часто бывают возвраты холода, когда после периода  тепла в апреле (15—20 °C), температура может упасть до 5—10 °C в начале мая, сопровождаясь осадками в виде мокрого снега, возможно даже установление временного снежного покрова.

Лето

Лето  начинается обычно неустойчивой, иногда прохладной погодой, с частыми дождями, возможен град. Со второй половины июня до конца августа температура  днём, как правило, превышает 20 °C, возможны и периоды жаркой погоды с температурой выше 30 °C, из-за высокой влажности жара ощущается сильнее. Самая высокая летняя температура была зафиксирована в июне 1998 года и составила почти +35 °C.

Осень

Осенью  часты большие колебания температуры, возвраты тепла (15—20 °C) в конце сентября и начале октября. Дожди становятся более продолжительными, но менее интенсивными, чем летом. Постепенно пасмурная и сырая погода становится преобладающей. Первые заморозки случаются в конце октября, установление снежного покрова происходит обычно к концу ноября.