Министерство образования и науки Российской Федерации
Сахалинский Государственный Университет
Естественно-научный факультет
Кафедра ботаники и экологии
РЕФЕРАТ
на тему:
«Cнежный покров и метели, их климатическое значение»
Выполнила:
студентка 211 группы
специальность «экология»
Пенязь С.В.
Проверила:
КБН доцент
Денисова Я.В.
Южно-Сахалинск
2007
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Снежный покров
2. Радиационные свойства снега
3. Классификация метелей
4. Снежный покров Сахалинской области
5. Климатическое значение снежного покрова
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Снег – один из видов природных льдов Земли. К ним относятся, кроме снега, ледники, ледяной покров озер, рек и морей, шуга, подземные льды, наледи, изморозь, иней, град, ледяные включения в мерзлых грунтах.
Снег – решающий погодный фактор, он оказывает влияние на все отрасли народного хозяйства и особенно в районах сурового климата.
Наука о природных льдах называется гляциологиейот латинского слова «гляциес», означающего холод лед. Долгое время гляциология считалась чисто описательной наукой о ледниках, и только о ледниках. В шестидесятых годах среди гляциологов СССР разгорелась дискуссия о том, считать или не считать снег и снежный покров предметом гляциологии (Дюнин, 1983).
В настоящее время снеговедение «вторглось» в гляциологию всерьез и навсегда. Теперь не только в России, но и во всем мире гляциология считается наукой, изучающей все виды природных льдов, в том числе и снега.
Сама гляциология как новая наука превращается из описательно-географической в количественную, физическую науку. Такой же представляется и ее ветвь – снеговедение, илихионология. Снеговедение, бурно развивающееся в СССР и за рубежом, становится серьезной, многосложной современной дисциплиной, общенаучная значимость которой весьма велика. В становление и развитии снеговедения неоценимы заслуги выдающегося физико-геогрофа профессора Гавриила Дмитриевича Рихтера. В 1965 году им опубликован первый в мире «Словарь основных терминов и понятий по снеговедению», где снеговедение понимается как «часть гляциологии, посвященная всестороннему изучению снега и снежного покрова» (Дюнин, 1983).
Снежный покров
При устойчивых отрицательных температурах воздуха снег, выпавший на земную поверхность, остается лежать на ней в виде снежного покрова. В высоких полярных широтах (Антарктида, Гренландия, Арктический бассейн) снежный покров сохраняется круглый год. В умеренных и тропических широтах снег удерживается круглый год только на больших высотах в горах. На равнинах умеренных широт снежный покров стаивает весной и устанавливается вновь осенью.
В таянии снежного покрова основную роль играет перенос теплых воздушных масс с температурой выше нуля. Нагревание снега солнечной радиацией имеет второстепенное значение вследствие большого альбедо снега. Только загрязненный снег, например в городах, нагревается солнечными лучами больше и тает быстрее, чем чистый.
В снежном покрове содержится много воздуха, поэтому его плотность небольшая: масса 1 м³ снега равна 20 – 200 кг, т.е. плотность снега составляет всего 0,02 – 0,2 кг/м³ от плотности воды. Такой рыхлый снежный покров обладает наименьшей теплопроводностью. За зиму снежный покров слеживается и уплотняется. Особенно увеличивается его плотность при оттепелях или весенних дождях. В Санкт-Петербурге средняя плотность снежного покрова растет от 0,14 в ноябре до 0,32 в апрели. Если поверхность снега подтаивает, а затем снова подмерзает, образуется твердая ледяная корка – наст (Хромов, Петросянц, 2004).
Устойчивый снежный покров не образуется так далеко в низких широтах, как само выпадение снега. В отдельные дни снег может выпадать и в очень низких широтах (до 20-25° с.ш. на суше), но он тут же тает. Выпадение снега в равнинных местностях наблюдается почти по всей Европе, кроме крайнего юго-запада. Например, в Южной Италии за год бывает в среднем один день со снегом и снежный покров не устанавливается. На побережье Северной Африки, в Сирии и Палестине снег выпадает 1 раз в год или еще реже. На территории России снег выпадает повсеместно. В большей части страны снег составляет 25-30% годовой суммы осадков. На Южном берегу Крыма, в низинах Закавказья и на юге Туркменистана в отдельные годы снег не выпадает. Устойчивый снежный покров в этих районах либо не устанавливается вовсе, либо лежит очень не долго. На Мексиканском нагорье он выпадает почти до 19° с.ш., но южная граница снежного покрова и здесь лежит в более высоких широтах.
В России первый снежный покров появляется на Новосибирских островах в среднем в конце августа, на крайнем северо-востоке – в начале октября, в Санкт-Петербурге – в конце октября, в Москве – в начале ноября, а на южном берегу Крыма и в Средней Азии – в первой декаде января. На возвышенностях снежный покров устанавливается раньше, чем на низменностях. Колебания в дате первого появления снежного покрова в отдельных местах возможны от 35 до 85 дней (Хромов, 2004).
Устойчивый снежный покров не устанавливается сразу. Вскоре после появления покров может сойти при оттепелях, затем образуется снова и т.д. устойчивый покров, сохраняющийся до весны, удерживается на почве в среднем от одного месяца на юго-западе Украины до 7 месяцев на северо-востоке европейской части России. На южных островах Северной Земли он удерживается свыше 9 месяцев. На Южном берегу Крыма снег лежит менее 10 дней, на юго-восточном побережье Каспия – менее 4 дней.
Наибольшей высоты снежный покров достигает на юге европейской части России к началу февраля; затем начинается его сход. На крайнем северо-востоке европейской части России наибольшая высота достигается только к апрелю. К концу февраля на Южном берегу Крыма и в Туркменистане снега уже не остается, а на Северной Земле он лежит до начала июля.
Высота снежного покрова тем больше, чем больше осадков выпадает при отрицательных температурах и чем меньше в зимний период оттепелей. В многолетнем среднем очень высокий снежный покров внутри Камчатки (до 100 см) и еще больше на ее юго-восточном побережье (до 150 см в защищенных местах, а в горах и до 300 см ). Так же высок снежный покров и на Сахалине. Снежный покров до 90 см и более наблюдается на Северном Урале и в западных предгорьях Среднесибирского плоскогорья. К югу и западу от этого района высота снежного покрова убывает. В большинстве районов европейской части России она свыше 50 см. В Москве снежный покров достигает к первой декаде марта 60 см, в Санкт-Петербурге – 50 см. К югу высота снежного покрова убывает. На северных берегах Черного, Азовского и Каспийского морей она менее 10 см.
В особенно снежные годы снежный покров на западе страны в 4 раза больше многолетнего среднего, на северо-востоке – в 1,5 – 2 раза.
Распределение снежного покрова в сильной степени зависит от топографии и орографии местности. В низких местах рельефа снежный покров имеет большую высоту, так как снег наносится туда ветром; на возвышенностях снежный покров, наоборот, тоньше из-за ветрового сноса. При переносе снега ветром особенно много его накапливается у препятствий (заборов, лесных посадок и др.), где высота покрова возрастает. На этой закономерности основаны мероприятия по задержанию снега на полях и по защите железных дорог от снега. Очень высок снежный покров на наветренных склонах гор и на перевалах. В районе горы Ачишхо (Закавказье) снежный покров к концу зимы достигает в среднем 4 – 5 м, а в отдельные годы – 7 – 8 м. Нередко снег переносится ветром и накапливается на подветренных склонах гребней горных хребтов, создавая повышенную лавиноопасность (Хромов, 2004).
Радиационные свойства снега
Очень своеобразны особенности теплообмена снега с окружающей средой, осуществляемого в форме лучистой энергии.
Снег поглощает и отражает солнечные лучи, то есть прямую солнечную радиацию. Но на поверхность снежного покрова попадает не вся радиация, непосредственно излучаемая Солнцем. Проходя атмосферу, она ослабляется и частично рассеивается капельками воды, пыли, газами воздуха. Некоторая доля рассеянной солнечной радиации возвращается в Космос, но заметная ее часть попадает на земную поверхность. Достигающие снега прямая и рассеянная радиации составляют полную, или суммарную, солнечную радиацию.
Солнечная радиация имеет широкий диапазон длин волн – от коротковолновых фиолетовых лучей до длинноволновых красных, включая ультрафиолетовую и инфракрасную части спектра.
Излучает не только Солнце, но и сама Земля, и ее атмосфера, подчиняясь общему закону Стефана-Больцмана для изучения любых тел.
Изучение атмосферы и поверхности Земли преимущественно «красное», длинноволновое. Снег поглощает и отражает все перечисленные виды радиации (Дюнин, 1983).
Однако снег не может только поглощать и отражать внешние потоки радиационной энергии, не излучая сам. Он в любых условиях, даже при жесточайших морозах, излучает длинноволновую инфракрасную радиацию, невидимую глазом.
Каков же коэффициент излучательной способности для снега?
Снег излучает почти точно так же, как абсолютно черное тело. Более того, снег в этом смысле наиболее «черен» по сравнению со всеми другими природными образованиями на поверхности Земли.
П.П. Кузьмин объясняет это свойство тем, что поверхность снежного покрова имеет огромное количество пор сложной формы с очень маленькими «выходами» на поверхность. Известно, что можно создать искусственную модель абсолютно черного тела в виде так называемого «черного поглотителя», взяв сосуд с небольшим входным отверстием. Через него лучи проникают и выходят, претерпевая множество отражений, намного ослабляющих их энергию. Например, раскрытые окна домов, малые в сравнении с размерами комнат, извне кажутся черными, независимо от цвета комнатных стен. Поры снежного покрова играют, по-видимому, роль таких черных поглотителей (Дюнин, 1983).