Розділ 1. Теоретико-методичні основи досліджуваної території

Теоретичні основи

Перш, ніж досліджувати динаміку клімату, потрібно з’ясувати поняття погоди і самого клімату, факторів його визначення, температури і вологості повітря, хмарності, опадів, вітру, атмосферного тиску, погоди.

Погодою називають фізичний стан атмосфери (тропосфера і нижня стратосфера) в певний момент часу, в тому чи іншому місці. Описується метеорологічними величинами і характеристиками.

Погода дуже мінлива, але існують певні типи погоди, які найчастіше зустрічаються і повторюються з року в рік в даній місцевості.

Поєднання різних типів погоди, що спостерігається протягом багатьох років (30 років) на великій території - клімат.

Кліматом називають багаторічний режим погоди, який базується на багаторічних метеорологічних спостереженнях, одна з основних географічних характеристик тої чи іншої місцевості .

У більш широкому розумінні, кількість енергії, що отримується від сонця, та її кількість, що втрачається у космосі визначають рівноважну температуру та клімат Землі. Ця енергія розповсюджується по земній кулі за допомогою вітрів, океанських течій, та інших механізмів, які впливають на клімати різних регіонів.

Фактори, які формують клімат, називаються кліматоутворюючими чинниками або «зовнішніми механізмами». Вони включають в себе такі процеси, як: коливання у сонячному випромінюванні, відхилення орбіти Землі, утворення гір та рух материків, та зміни концентрації парникових газів. Існує, також, велика кількість різноманітних зворотних реакцій на зміну клімату, які можуть як збільшувати так і зменшувати первісний вплив. Деякі частини кліматичної системи, такі як океани та льодовикові шапки, повільно реагують на кліматичні зміни, коли інші реагують значно швидше.

Механізми також можуть бути внутрішніми або зовнішніми. Внутрішні чинники — це природні процеси, які виникають усередині самої кліматичної системи (наприклад терморегуляційна циркуляція). Зовнішні чинники можуть бути як природними (наприклад, зміни у сонячному випромінюванні), так і антропогенними (наприклад, збільшення викидів парникових газів). [7].

За С. П. Хромовим -" клімат" - сукупність атмосферних умов, що властива даній місцевості в залежності від її географічних особливостей. Це характеристика території різних розмірів і різних рангів геосистеми. [5].

Основними особливостями клімату являються атмосферний тиск, швидкість і напрям вітру, температуру і вологість повітря, хмарність тощо. З географічних факторів, що впливають на самий клімат окремого регіону, найістотнішими є широта і висота місцевості, висота над рівнем моря, близькість до морського узбережжя, вплив океанічних течій, особливості рослинного покриву, наявність снігу і льоду, ступінь забруднення атмосфери, що формує місцеві типи клімату.

Температура повітря характеризує тепловий стан атмосфери і є виміром середньої кінетичної енергії руху молекул, які складають атмосферу. Відомо, що температура повітря, яка визначається тепловим рухом його молекул і придатна для безпосереднього вимірювання, називають кінетичною.

Вода в атмосфері існує в трьох агрегатних станах: лід, рідина, пара. Твердий та рідкий стан води в атмосферному повітрі виявляється у вигляді кристаликів льоду, сніжинок, градин, краплинок води — це хмари та опади, а пароподібний стан — у вигляді вологості повітря.

Хмари утворюються або внаслідок збільшення загального вологовмісту, або в результаті зниження температури повітря, при цьому в реальних умовах ці обидва чинники діють, як правило, одночасно. Основними метеорологічними процесами, які в основному визначають хмароутворення, є висхідні рухи повітря й адвекція тепла.

Залежно від горизонтальних розмірів областей, охоплених вертикальними рухами, адвекцією та іншими хмаротворчими процесами, виникають різноманітні за зовнішнім виглядом і внутрішньою будовою хмари.

Атмосфера знаходиться в безперервному русі. Рух повітря відносно земної поверхні називають вітром, маючи на увазі горизонтальну складову цього руху. Вертикальну складову цього руху називають або вертикальним потоком, або вертикальною швидкістю, або висхідним та низхідним рухами повітря.

Вітер — найважливіша характеристика погоди й клімату. Він зумовлює переміщення й перемішування повітря. Сприяє обміну теплом, вологою та енергією між підстилаючою поверхнею та атмосферою, а також переносить величезні повітряні маси в системі загальної циркуляції атмосфери. З дією вітру пов’язано багато природних процесів і явищ.

Атмосферні опади — одне зі складних явищ природи. Серед комплексу метеорологічних величин і явищ, які об'єднуються поняттям «погода «, хмарам і пов’язаним з ними опадам належить визначна роль.

Для того, щоб із хмари випадали опади, хмарні елементи (краплі або кристали) повинні вирости до такого розміру, при якому швидкість їх падіння була б більшою від швидкості висхідних потоків повітря, і падаючі частинки, що проходять через шар повітря від нижньої основи хмари до землі, не не випарувались би повністю. При цьому кількості хмарних елементів, що швидко ростуть, у кожний момент часу повинно бути достатньо для створення помітного ефекту опадів.

Генетично, тобто залежно від фізичних умов утворення, опади поділяють на облогові, зливові та ті, що мрячать.

Атмосферний тиск — це тиск, з яким атмосфера Землі діє на земну поверхню і всі предмети, що на ній розташовані.

Він падає з висотою, оскільки створюється лише шаром атмосфери, що знаходиться вище і навпаки, у глибоких шахтах збільшується. Залежність його описується т.зв. барометричною формулою.

Нормальним атмосферним тиском називають тиск в 760 мм рт. ст. (на рівні моря географічної широти 45°). Відзначено коливання атмосферного тиску (на рівні моря) у межах 684−809 мм рт. ст.

Оскільки з підняттям у висоту маса стовпа атмосфери, що знаходиться вище, зменшується, так як скорочується висота стовпа атмосфери, то атмосферний тиск із підняттям вгору теж зменшується. Завдяки такому розподілу тиску по висотах за законами фізики рух повітря здійснюватиметься від шарів повітря з вищим тиском до шарів повітря з нижчим. При цьому швидкість руху повітря пропорційна швидкості зменшення тиску повітря з висотою, яку називають баричним градієнтом. З цієї причини повітря повинно було б піти з поверхні Землі у світовий простір. Однак цього не відбувається через те, що маса атмосфери силою гравітації притягується до Землі з такою ж силою, з якою сила баричного градієнта «відриває «атмосферу від Землі. [1].

Зміна клімату — коливання кліматичних параметрів атмосфери Землі в цілому або окремих її регіонів в часі. Вивченням змін клімату займаються науки палеокліматологія та кліматологія.

Останнім часом цей термін використовується як правило для позначення зміни в сучасному кліматі. [6].