Основные пояса планеты Земля

Особенности тепловых поясов

На протяжении геологической истории Земли соотношение между сушей и океанами постоянно изменялось, что указывает на непостоянство теплового баланса планеты. Этими изменениями объясняется эволюция тепловых поясов и географической зональности, которые раньше существенно отличались от современных. Ученые предполагают, что большая часть времени на Земле не существовало ледников и холодных морей, а климат был значительно теплее. Различия температур между экватором и полюсами были минимальными: в арктических районах росли густые леса, а вся поверхность Земли была населена рептилиями и амфибиями. Первые признаки зональности возникли в южном полушарии, а в северном этот процесс начался позже.

Основной этап формирования зональности произошел в четвертичный период кайнозойской эры, хотя первые её проявления начались около 70 миллионов лет назад. С появлением человека структура тепловых поясов стала похожей на современную: один жаркий пояс, два умеренных и два холодных. Однако границы поясов постоянно менялись. Например, когда-то территория современной Московской области находилась в пределах зоны тундры.

Сведения о тепловых поясах можно найти даже в древних записях. Греческий историк Плиний Старший (204–121 гг. до н.э.) писал, что на Земле существовало шесть поясов: два жарких, два умеренных и два холодных. Эти описания подкрепляются записями путешественников, которые замечали различия в солнечном нагреве Земли в зависимости от широты.

Объяснения тепловых поясов основывались на разном угле падения солнечных лучей. На северных широтах солнце находится низко над горизонтом, что приводит к меньшему количеству тепла на единицу площади. Постепенно возникло понятие "климата". Эта закономерность была известна еще 2,5 тысячи лет назад и оставалась неоспоримой вплоть до недавнего времени. Однако современные исследования подвергают некоторые из этих гипотез сомнению.

Исследования показали, что Арктика и Антарктика получают минимальное количество солнечного тепла на единицу площади в летний период. Однако длительность полярного дня увеличивает суммарную радиацию, которая в этих регионах оказывается выше, чем на экваторе. Несмотря на это, летние температуры здесь редко поднимаются выше +10°C. Это свидетельствует о том, что тепловой режим данных областей нельзя объяснить только количеством поступающей солнечной энергии.

Сегодня известно, что большое значение имеет характер подстилающей поверхности. Альбедо снега и льда в этих регионах достигает 90%, отражая почти всю солнечную радиацию. В то же время не покрытые снегом и льдом поверхности отражают только 20% тепла. Если ледники и снежный покров растают, это приведет к изменениям теплового баланса и существующих тепловых зон. В северном полушарии такие изменения могут привести к росту температуры и замене тундры лесами.

Процессы изменения климатических зон начались еще после распада Гондваны. Подобные изменения происходили и в южном полушарии, оказывая влияние на формирование современных климатических условий.

Что такое тепловые пояса?

 Следует отметить, что формирование тепловых поясов на Земле определяется не только количеством поступающего солнечного тепла, но и тем, как оно распределяется по поверхности планеты, и на что тратится в пределах различных зон.

Пояса увлажнения планеты

Климатические процессы зависят не только от тепловых условий, но и от параметров увлажнения. Увлажнение формируется под воздействием двух основных факторов: количества выпадающих осадков и скорости их испарения.

 Распределение увлажнения на Земле в целом соответствует географической зональности. По мере продвижения от экватора к полюсам количество осадков уменьшается, однако на это также влияют местные географические и климатические условия.

Основные причины различий в увлажнении территории связаны с:

• нарушением свободной циркуляции воздуха из-за расположения горных систем;
• движением нисходящих и восходящих потоков воздуха в различных широтах планеты;
• неровным распределением облачности.

Рельеф играет ключевую роль в распределении осадков. Горы могут быть расположены как широтно, так и меридионально, и большая часть осадков задерживается на наветренных склонах, в то время как на подветренной стороне их практически не бывает. В экваториальных широтах преобладают восходящие потоки воздуха — прогретый воздух поднимается, достигает точки насыщения и формирует обильные осадки. Напротив, в тропических широтах доминируют нисходящие потоки воздуха, которые приводят к испарению влаги и формированию засушливых регионов, таких как пустыни и сухие степи.

Зональность осадков сохраняется от тропиков до полюсов, постепенно снижаясь в северном и южном направлениях. Облачность также играет важную роль, создавая ситуации, когда даже в соседних районах может наблюдаться различное количество осадков.

Роль испарения в увлажнении

Испарение является основным регулятором увлажнения, зависящим от количества остаточной солнечной радиации. Его интенсивность определяется объемом испарившейся влаги при определенной температуре.

Севернее тропиков интенсивность увлажнения постепенно снижается. Например, в зоне тайги увлажнение почти равно 1, тогда как в степной зоне оно достигает 2, а в пустынных районах — превышает 3. На юге испарение значительно превосходит поступление осадков, особенно в засушливых областях.

 При орошении воды начинает испаряться, и часть тепла уходит на этот процесс, что приводит к значительному смягчению климатических условий. Таким образом, увлажнение поверхности Земли зависит не только от испарения, но и от объема выпадающих осадков.

Пояса давления

Нормальным атмосферным давлением принято считать давление на уровне моря при широте 45° и температуре 0 °C. В этих условиях оно составляет 760 мм рт. ст., однако на практике может варьироваться. Если давление превышает эту отметку, оно считается повышенным, а если ниже — пониженным.

С увеличением высоты над уровнем моря атмосферное давление неизбежно снижается, поскольку воздух становится разреженным. На различных высотах планеты значения давления отличаются, что влияет на климатические условия в соответствующих регионах.

 В течение суток атмосферное давление изменяется дважды: оно повышается утром и вечером, а понижается после полудня и полуночи. На материках в течение года максимальное давление фиксируется зимой, а минимальное — летом.

Распределение давления по поверхности Земли имеет зональный характер. Нагревание поверхности происходит неравномерно, что приводит к различиям в атмосферном давлении. Поэтому понятно, почему в области экватора у поверхности Земли атмосферное давление низкое. Это объясняется тем, что в этой зоне происходит интенсивное нагревание поверхности планеты.

На Земле выделяют три пояса с преобладанием низкого давления и четыре пояса с преобладанием высокого давления.

• низкое давление характерно для экваториальных и умеренных широт, но оно меняется в зависимости от сезона;
• высокое давление наблюдается в тропических и полярных широтах.

На формирование поясов атмосферного давления у поверхности Земли оказывают влияние неравномерное распределение солнечного тепла и вращение Земли. Из-за того, что нагрев полушарий происходит по-разному, происходит определенное смещение поясов давления: летом – к северу, зимой – к югу.