Геолого-географічні гіпотези

Багато вчених пояснювали зміну клімату Землі зміною співвідношення суходолу й водної поверхні, трансгресіями та регресіями моря, зміною висоти місцевості в результаті тектонічних рухів. При піднятті ділянки різко збільшується ефективне випромінювання і температура повітря знижується. При опусканні ділянки клімат стає теплішим. Відступання моря особливо сильно впливає на зниження температури у північних районах через малий вміст водяної пари в повітрі.

Найкраще пояснює різкі зміни клімату Землі гіпотеза А.В.Вегенера, запропонована в 1912 р. На його думку великі зміни клімату можуть бути лише в результаті дрейфу материків. Гіпотезу дрейфу материків Вегенер разом з Кеппеном поєднують з широко розповсюдженою гіпотезою про переміщення земної осі та полюсів. Автори вважають, що північний полюс, починаючи з палеозою, пройшов довгий шлях через Тихий океан. Тому географічна широта о. Щпіцбергена змінилась від 24⁰ до 79⁰ пн. ш., а міста Коломбо від 82⁰ пд. ш. до 7⁰ пн. ш.

Автори стверджують, що в усі геологічні епохи на Землі були такі самі кліматичні пояси як і зараз. Дві полярні області були вкриті материковою чи плаваючою кригою, але положення їх на Землі змінювалось разом із зміною положення екватора та полюсів. Причину зміни положення полюсів пояснюють нерівномірним розподілом мас земної кори. Розташування материків відбиває ті процеси, які відбувається всередині Землі, тобто перерозподіл речовини та енергії всередині самої планети. На думку вчених перерозподіл материків на поверхні Землі відбувається циклічно з інтервалом близько 600 млн. років.

Отже, лише остання гіпотеза може пояснити наявність кам’яного вугілля на о. Шпіцберген, яке утворилось там, коли він був усередині тропічних широт. Те ж саме стосується коралових рифів в Англії та Скандинавії. Ніяка інша гіпотеза цього не пояснить.

Вплив людини на клімат

Уже в кінці ХІХ ст. було доведено, що людина може впливати на клімат. На кількість сонячної радіації та циркуляцію атмосфери людина впливати не може, але їй під силу змінювати властивості підстильної поверхні і цим самим впливати на зміну метеорологічного режиму відповідних ділянок. Методи впливу людини на клімат поділяють на дві групи: 1) навмисний вплив, коли людина свідомо (спрямовано) планує зміну місцевих особливостей клімату; 2) ненавмисний (не спрямований) впив, який відбувається як супутний наслідок господарської діяльності людини.

Навмисний вплив

Розглянемо окремі меліоративні та агротехнічні заходи, за допомогою яких людина може змінювати місцеві особливості клімату обмежених ділянок.

Зрошення

Перш за все під впливом зрошення змінюються складові теплового балансу. Сумарна сонячна радіація однакова на усіх ділянках. Але альбедо піску в пустелі становить 25-35 %, а альбедо зрошуваного поля з рослинами зменшується до 20 %. На зрошуваних полях різко зменшується ефективне випромінювання через значно нижчу температуру поверхні грунту й рослин, а також через більшу вологість приземного шару повітря. Це призводить до збільшення радіаційного балансу зрошуваного поля проти пустелі до 40 %. У північних районах степу зміна радіаційного балансу малопомітна.

Під впливом зрошення змінюються витрати тепла на різні процеси. Так, на зрошуваному полі бавовника до 87 % тепла витрачається на випаровування води, у той же час у напівпустелі стільки ж тепла йде на турбулентний теплообмін грунту з повітрям. У зв’язку з цим під впливом зволоження ділянки у першу чергу знижується температура грунту (табл.. 10.1)

Табл.. 10.1. Різниця температури грунту вдень між зрошуваними та незрошуваними полями.

Зона	Різниця t0
Поверхня грунту	На глибині 20 см
Лісостеп	-15	-3
Південні райони степу	-20	-4
Напівпустеля	-25	-6
Південні райони пустелі	-30	-8

На півдні пустелі зниження температури поверхні грунту на зрошуваному полі вдвічі більше, ніж у Лісостепу. Під впливом зрошення змінюється також температура й вологість повітря (табл.. 10.2)

Середня добова температура повітря на зрошуваному полі на 1,5-2,4⁰С нижча, ніж на полі без зрошення і на 3,4-5,2⁰ С ніж у напівпустелі. Відносна вологість повітря збільшується відповідно на 14-23 % та 25-43 %. Метеорологічний режим полів із зрошенням найбільше змінюється вдень, найменше вночі та при хмарній погоді. Суттєві відмінності метеорологічного режиму спостерігаються протягом 7-8 днів після зрошення. Крім того, зменшується кількість днів з небезпечними явищами погоди. Так, у липні-серпні на зрошуваному полі було 2 дні з суховіями та 19 днів з температурою повітря вище 30⁰ С, а на полі без зрошення було 20 днів з суховіями та 32 дні з дуже великою спекою. Чим сухіший і тепліший клімат району, тим більший вплив зрошення на мікроклімат приземного шару повітря.

 

Таблиця 10.2. Зміна метеорологічного режиму під впливом зрошення

Ділянка	Середня добова температура	Середня добова відносна вологість повітря (%) на висоті (см)
Грунту на глибині (см)	Повітря на висоті (см)
Напівпустеля	38,3	35,1	33,5	29,8	29,6	29,4
Поле бавовнику: а) без зрошення	29,4	27,6	27,5	26,7	26,9	27,5
б) зрошуване	25,4	25,1	25,0	24,6	24,5	26,0

 

Отже, при зрошенні рослини не лише забезпечуються вологою, а й поліпшуються метеорологічні умови для їх росту та розвитку.

Осушення

На осушених болотах радіаційний баланс вдень на 10-12 % більший, ніж на суходолі. Це пов’язано із зменшенням ефективного випромінювання добре розвиненим рослинним покривом. На цій ділянці витрати тепла на випаровування води становлять близько 80 % від радіаційного балансу у той же час як на суходолі 35-60 %.

Осушені торф’яники мають малу теплопровідність, тому разом з великими витратами тепла на випаровування дуже охолоджуються протягом ночі. Це призводить до того, що мінімальна температура вночі на торф’яниках на 3-4⁰ С нижча, ніж на суходолі і тому збільшуються добові амплітуди температури. Усе ж таки середні добові температури повітря на осушених ділянках на висоті 150 см на 0,3-0,6⁰ С нижчі, ніж на суходолі. В середині рослинного покриву ця різниця збільшується. Тому й вегетація сільськогосподарських культур на цих ділянках затягується на 3-6 днів.

Через збільшення імовірності приморозків на осушених ділянках зменшується тривалість безпомозного періоду. На слабко осушених мінералізованих болотах безморозний період скорочується на 7 днів. На добре осушених болотах після збирання врожаю, коли немає рослинного покриву, можуть виникати пилові бурі місцевого масштабу, яких до осушення не могло бути.