§ 12. Температура воздуха на разных широтах

Крупнейшие астрономические широтные зоны земного шара, ограниченные линиями тропиков (23,5° с. ш. и 23,5° ю. ш.) и полярных кругов (66,5° с. ш. и 66,5° ю. ш.), определяющие высоту полуденного Солнца над горизонтом и продолжительность дня.

• 1. Пять поясов освещенности — тропический пояс (расположен между Северным и Южным тропиками, где Солнце дважды в году бывает в зените и падает под прямым углом); два умеренных пояса (между тропиками и полярными кругами в Северном и Южном полушариях, где Солнце никогда не бывает в зените, но нет и полярных ночей); два полярных пояса (к северу от Северного и к югу от Южного полярных кругов, где наблюдаются полярный день и полярная ночь).
• 2. Зависимость от угла лучей — максимальное количество тепла получает тропический пояс, в умеренных поясах угол падения лучей заметно меньше и ярко выражена сезонность, а в полярных поясах косые лучи скользят по поверхности и отражаются льдами.

Изолинии на географических и климатических картах, соединяющие точки с одинаковыми средними многолетними значениями температуры приземного слоя воздуха за определенный период (среднегодовые, среднеянварские или среднеиюльские).

• 1. Аналитическое значение — наглядно показывают широтную зональность изменения температур от экватора к полюсам, а также термические контрасты между материками и океанами.
• 2. Причины изгибов — изотермы не идут строго вдоль параллелей, а изгибаются к северу или югу при переходе с суши на море из-за разницы в теплоемкости, а также под влиянием теплых и холодных океанических течений и горных барьеров.

Планетарные широтные температурные зоны Земли, выделяемые климатологами на основе фактического пространственного распределения среднегодовых температур воздуха и ограниченные характерными годовыми изотермами.

• 1. Семь поясов планеты — выделяют жаркий пояс (ограничен с севера и юга изотермой +20 °C), два умеренных пояса (между годовой изотермой +20 °C и изотермой +10 °C самого теплого месяца), два холодных пояса (между изотермами +10 °C и 0 °C самого теплого месяца) и два пояса вечного мороза вокруг полюсов (изотерма самого теплого месяца ниже 0 °C).
• 2. Несовпадение с поясами освещенности — границы тепловых поясов обладают извилистыми очертаниями и отклоняются от астрономических тропиков и полярных кругов, поскольку воздух нагревается снизу от неоднородной подстилающей поверхности (суши и воды).

Температура приземного слоя воздуха зависит от нескольких взаимосвязанных климатообразующих факторов:

• Географическая широта места (угол падения солнечных лучей) — главный фактор: чем ближе к экватору, тем больше угол падения солнечных лучей, тем сильнее прогревается земная поверхность и тем выше температура воздуха; по направлению к полюсам угол падения уменьшается, и температуры закономерно падают;
• Свойства подстилающей поверхности (суша или океан): суша нагревается и остывает значительно быстрее воды, поэтому амплитуда температур над континентами гораздо выше, чем над океанами; темные распаханные почвы поглощают тепло лучше, чем светлые пески, а снег и лед отражают до 80–90 % солнечной энергии;
• Рельеф и абсолютная высота местности: с подъемом вверх на каждый 1 километр температура воздуха в тропосфере понижается в среднем на 6 °C, поэтому в высокогорьях всегда значительно холоднее, чем на равнинах той же широты, а горные хребты задерживают массы холодного или теплого воздуха;
• Океанические течения: теплые морские течения переносят тепло в высокие широты и существенно отепляют побережья, а холодные течения охлаждают прибрежные районы;
• Прозрачность атмосферы и облачность: облака днем отражают солнечные лучи обратно в космос, а ночью удерживают тепло у поверхности Земли.

Закономерное изменение температуры воздуха от экватора к полюсам объясняется шарообразной формой нашей планеты и наклоном ее земной оси:

• Из-за шарообразности Земли солнечные лучи падают на земную поверхность под разными углами на разных географических широтах;
• В районе экватора лучи падают почти отвесно (под углом близким к 90°), концентрируя максимальное количество тепловой энергии на единицу площади;
• По мере удаления от экватора к полярным широтам угол падения лучей становится все более острым, пучок солнечной энергии рассеивается на гораздо большую площадь поверхности и проходит сквозь более толстый слой атмосферы;
• В приполярных широтах солнечные лучи лишь скользят по ледяной поверхности, слабо согревая ее, что и вызывает глобальное широтное падение температур от экватора к полюсам.

Изотерма — это плавная непрерывная линия на географической или климатической карте, которая последовательно соединяет точки с абсолютно равными значениями температуры воздуха за определенный расчетный промежуток времени (например, среднегодовые изотермы или изотермы самого теплого и самого холодного месяцев года).

Границы поясов освещенности и фактических тепловых поясов не совпадают по ряду причин:

• Природа поясов освещенности: пояса освещенности строго астрономические, их границы проведены по математическим линиям тропиков (23,5°) и полярных кругов (66,5°), зависящим исключительно от угла падения лучей Солнца;
• Механизм нагрева воздуха: воздух нагревается не непосредственно проходящими солнечными лучами, а от подстилающей поверхности суши и Мирового океана;
• Неоднородность земной поверхности: материки и океаны обладают различной теплоемкостью — суша быстро прогревается летом и глубоко выхолаживается зимой, тогда как вода нагревается и остывает медленно, аккумулируя тепло;
• Влияние рельефа: горные хребты изолируют территории от проникновения воздушных масс и создают высотные очаги холода;
• Влияние океанических течений: мощные теплые течения (например, Северо-Атлантическое) выносят колоссальное количество тепла в высокие широты, смещая изотермы далеко на север, а холодные течения сдвигают низкие температуры к экватору;
• В результате изотермы сильно искривляются, и реальные тепловые пояса приобретают сложные, извилистые границы.

На земном шаре выделяют семь основных тепловых поясов:

• Жаркий пояс — расположен по обе стороны от экватора между среднегодовыми изотермами +20 °C Северного и Южного полушарий;
• Северный умеренный пояс — располагается в Северном полушарии между среднегодовой изотермой +20 °C и изотермой +10 °C самого теплого месяца (июля);
• Южный умеренный пояс — располагается в Южном полушарии между изотермой +20 °C и изотермой +10 °C самого теплого месяца (января);
• Северный холодный пояс — простирается в Северном полушарии между изотермой +10 °C и изотермой 0 °C самого теплого месяца;
• Южный холодный пояс — простирается в Южном полушарии между изотермами +10 °C и 0 °C самого теплого месяца;
• Северный пояс вечного мороза — охватывает Арктику вокруг Северного полюса (температура самого теплого месяца ниже 0 °C);
• Южный пояс вечного мороза — охватывает ледяной материк Антарктиду вокруг Южного полюса (температура самого теплого месяца ниже 0 °C).

Территория России отличается огромной широтной протяженностью и располагается в пределах трёх тепловых поясов:

• Умеренный тепловой пояс — охватывает преобладающую, наибольшую часть территории России (всю среднюю и южную полосу Восточно-Европейской равнины, юг и центр Западной Сибири, Южную Сибирь и южную часть Дальнего Востока);
• Холодный тепловой пояс — охватывает обширные северные территории нашей страны (тундру, лесотундру и северное побережье морей Северного Ледовитого океана);
• Пояс вечного мороза — охватывает крайние высокоширотные арктические острова и архипелаги Северного Ледовитого океана (Новая Земля, Северная Земля, Земля Франца-Иосифа), где температуры даже в самый теплый месяц не поднимаются выше нуля градусов Цельсия.