2. Характеристика рек умеренного климата
Реки -постоянные русловые потоки. Объем воды, заключенный в реках, составляет 1200 км3, или 0,0001 % от общего объема воды. К рекам обычно относят водотоки с площадью бассейна не менее 50 км2. Водотоки меньшего размера называются ручьями.
По площади бассейна реки подразделяют на большие, средние, малые. Большие реки имеют площадь бассейна более 50 000 км2, средние - 50 000-2000 км2, малые - менее 2000 км2. Большая река обычно имеет бассейн, расположенный в нескольких географических зонах. Гидрологический режим ее имеет особенности, связанные с протеканием реки в разнообразных условиях. Средняя река имеет бассейн, расположенный в одной географической зоне. Гидрологический режим ее зонален. Малая река также имеет бассейн, расположенный в одной географической зоне, но ее гидрологический режим сильно зависит от местных условий и может отличаться от зонального типа. Например: река Волга протекает в нескольких географических зонах и является большой рекой. Река Москва протекает в одной географической зоне и относится к средним рекам, а ее притоки - к малым рекам.
По условиям протекания реки разделяют на горные, полугорные и равнинные.
Известный русский климатолог А. И. Воейков предложил первую классификацию рек по условиям питания. Реки подразделялись на три группы: реки, получающие питание почти исключительно от таяния сезонного снега и ледников; реки, получающие питание за счет дождей; реки со смешанным питанием. Первую группу образуют тундровые и высокогорные реки. Ко второй группе относятся муссонно-тропические, западно-европейские, средиземноморские и полупустынные реки. Третью группу составляют бореальные реки (реки Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин).
В России широко распространена классификация рек по водному режиму (Б.Д. Зайкова), по которой все реки России разделены на три большие группы: с весенним половодьем, с половодьем в теплую часть года и с паводочным режимом. Реки с весенним половодьем, обусловленным таянием снежного покрова, наиболее распространены в России. Здесь выделяются пять типов. У рек казахстанского типа наблюдается резкая и высокая волна половодья, в остальную часть года сток очень мал. Реки восточно-европейского типа характеризуются высоким весенним половодьем, низкой летней и зимней меженью и осенними паводками. Реки западно-сибирского типа имеют невысокое растянутое весеннее половодье и повышенный сток летом и осенью. У рек восточно-сибирского типа наблюдается высокое половодье, летне-осенние паводки и зимняя межень. Для рек алтайского типа характерны невысокое растянутое половодье, повышенный летний сток и зимняя межень.
Реки с половодьем в теплую часть года делятся на реки дальневосточного типа с растянутым гребенчатым летним половодьем и низкой зимней меженью и реки тянъ-шаньского типа с летним половодьем, обусловленным таянием ледников. Реки с паводочным режимом протекают в горных районах Крыма, Кавказа и Карпат. Реки причерноморского типа имеют паводки в течение всего года. У рек крымского типа отмечаются зимние паводки и летняя межень. Для рек северокавказского типа характерны паводки летом и низкая межень зимой.
В настоящее время в России наиболее распространена классификация рек М.И. Львовича. Он разработал классификацию рек по источникам питания и типам водного режима. В этой классификации все источники питания и типы водного режима имеют буквенный код и количественные показатели. Каждый из источников питания (дождевое, снеговое, подземное, ледниковое) может оказаться почти исключительным, составляя больше 80 % всего питания, иметь преимущественное значение (50-80%) или преобладать (от 40 до 50%). Сток может иметь почти исключительное значение в один из четырех сезонов года (больше 80%), преимущественное значение (от 80 до 50%) или преобладающее (от 40 до 50 %).
Сочетания различных источников питания и режимов стока в течение года обусловили выделение типов водного режима рек. Выделяются следующие основные зональные типы водного режима рек:
- реки арктического типа имеют исключительно ледниковое питание и сток исключительно летом;
- реки субарктического типа характеризуются преимущественно снеговым питанием и преобладающим летним стоком;
- реки умеренного типа делятся на три подтипа: с преимущественно дождевым питанием и преобладанием стока зимой; с преимущественно снеговым питанием и стоком преимущественно весной; с преимущественно дождевым питанием и стоком преимущественно летом;
- реки субтропического типа имеют преимущественно дождевое питание и сток преимущественно зимой;
- реки субэкваториального типа имеют преимущественно дождевое питание и сток преимущественно летом;
- реки экваториального типа обладают исключительно дождевым питанием и стоком, преобладающим осенью.
Сток реки — перемещение воды в виде потока по речному руслу — характеризуется объемом, модулем, слоем и коэффициентом стока.
В умеренных зонах Северного полушария выделяется четыре сектора: западный - со слоем стока 400-1000 мм в год, внутрима-териковый - со слоем стока до 100 мм в год, восточный - со слоем стока 500 мм в год и пустынный - с транзитным стоком. У крупнейших рек умеренных широт (Лена, Обь, Енисей) годовой объем стока колеблется в пределах 300-500 км3. В умеренных широтах коэффициент стока увеличивается к северу до 60 % из-за уменьшения испарения и почти полного сокращения фильтрации в многолетнемерзлые горные породы.
Термический режим - это изменение температуры воды в реке в течение года. Он определяется поглощением суммарной солнечной радиации, эффективным излучением водной поверхности, затратами теплоты на испарение, его выделением при конденсации, теплообменом с атмосферой и ложем русла. По тепловому режиму реки разделяют на три класса:
- реки с теплой водой без сезонных колебаний температуры воды в течение года;
- реки с небольшими сезонными колебаниями температуры воды, не замерзающие зимой;
- реки с большими сезонными колебаниями температуры воды, замерзающие зимой.
У малых и средних рек, протекающих в одном климатическом поясе, температурный режим практически одинаков на всем протяжении.
Большие реки, протекающие через разные климатические пояса, имеют неодинаковый температурный режим в различных частях. Температура воды в большой реке, текущей с юга на север, как правило, выше, чем температура воды впадающего в нее притока. У рек, текущих с севера на юг, температура воды ниже, чем температура воды притока. Наиболее сложный температурный режим наблюдается у рек с большими сезонными колебаниями температуры воды, замерзающих зимой. Такие реки протекают в умеренных широтах. Зимой под ледяным покровом вода у поверхности реки имеет температуру около нуля. Весной в период повышения температуры воздуха и осенью в период ее понижения изменение температуры воды несколько запаздывает. Максимальная температура воды наблюдается летом в июле, минимальная - зимой.
Температура речной воды зависит от источников питания. У рек, берущих начало у края ледника, температура в середине лета может понижаться из-за притока холодных ледниковых вод. У рек, имеющих большую долю подземного питания, температура воды летом немного понижена, зимой — повышена. Температура воды в реках, вытекающих из озер, весной немного понижена, так как поступает более холодная вода из озера. Осенью, наоборот, температура воды более высокая, так как из озера поступает теплая вода.
Ледовый режим - совокупность повторяющихся процессов возникновения, развития и исчезновения льда на реках в течение года.
По характеру ледового режима реки подразделяются на:
- реки с устойчивым ледовым покровом в течение всей зимы ежегодно;
- реки с неустойчивым ледовым покровом, вскрывающиеся во время оттепелей;
- реки с ледовым покровом, образующимся не каждый год.
3. Годовые амплитуды
Годовая амплитуда температур поверхности равна разнице между максимальными и минимальными среднемесячными температурами. Годовая амплитуда температур поверхности возрастает с увеличением широты места, что объясняется возрастанием колебаний величины солнечной радиации. Наибольших значений годовая амплитуда температур достигает на континентах; на океанах и морских берегах годовые амплитуды температур значительно меньше. Самая маленькая годовая амплитуда температур отмечается в экваториальных широтах, где она составляет 2-3°. Самая большая годовая амплитуда - в субарктических широтах на материках - более 60°.
Годовой ход температуры воздуха определяется прежде всего широтой места. Годовой ход температуры воздуха - изменение среднемесячной температуры в течение года. Годовая амплитуда температуры воздуха - разница между максимальной и минимальной среднемесячными температурами. Выделяют четыре типа годового хода температуры; в каждом типе два подтипа - морской и континентальный, характеризующиеся различной годовой амплитудой температуры. В экваториальном типе годового хода температуры наблюдается два небольших максимума и два небольших минимума. Максимумы наступают после дней равноденствия, когда Солнце в зените над экватором. В морском подтипе годовая амплитуда температуры воздуха составляет 1-2°, в континентальном 4-6°. Температура весь год положительная.
В тропическом типе годового хода температуры выделяется один максимум после дня летнего солнцестояния и один минимум - после дня зимнего солнцестояния в Северном полушарии. В морском подтипе годовая амплитуда температур равна 5°, в континентальном 10-20°.