ГЛАВА 1. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ КЛИМАТ КРЫМА
1.1 Солнечная радиация
Солнце является постоянным источником тепла и света. Величина и режим солнечной радиации, воспринимаемой поверхностью Земли как экраном, в основном зависят от географической широты места.
Для ясного понимания условий освещенности необходимо иметь в виду, что продолжительность дня, т. е. светлой части суток, не есть продолжительность освещения пункта наблюдения прямыми солнечными лучами. Продолжительность освещения зависит не только от широты, но и от рельефа местности, т. е. от фактора, с широтой не связанного. Возвышенности, из-за которых Солнце появляется при восходе или за которыми оно может скрываться при движении по небосводу, а также при заходе, сокращают продолжительность освещения места наблюдения прямыми солнечными лучами. В таких случаях надо иметь в виду так называемую закрытость небосвода, которая зависит также и от положения на линии горизонта точек восхода и захода Солнца, изменяющихся в течение года в определенных пределах.
Так, освещенность Феодосии и Евпатории при прочих равных условиях значительно лучше, чем освещенность Ялты, ибо Ялту с северо-востока и запада окружают возвышенности, которые летом значительно сокращают время освещения прямыми солнечными лучами. Солнце здесь восходит позднее и заходит раньше. В еще большей степени влияет рельеф на продолжительность освещения в центральных частях крымского горного леса, в глубокие ущелья которого почти не проникают прямые солнечные лучи.
Закономерные изменения продолжительности светлой части суток и полуденной высоты Солнца определяют суточный и годовой ход (режим) солнечной радиации. (Рис.1.1.)
Рис.1.1 Годовой ход продолжительности дня, ночи, утренних и вечерних сумерек в течение года в Крыму
Однако на величину солнечной радиации влияет не только географическая широта, но и факторы, с ней не связанные, например облачность, запыленность и другие "помехи" в атмосфере, т. е. все то, что связано с режимом циркуляции. Режим солнечной радиации и его особенности - вот что в первую очередь характеризует климат.
Наука о климате - климатология - различает следующие виды солнечной радиации: прямую, рассеянную и суммарную.
Прямая солнечная радиация - это та часть радиации, которая в виде солнечных лучей исходит непосредственно от диска Солнца и достигает земной поверхности. Для Крыма его годовая сумма значительна - колеблется от 68 больших калорий на 1 см.2 (Керчь) до 81 большой калории (яйла).
Открытые пляжи Феодосии и Евпатории получают при прочих равных условиях больше прямой солнечной радиации за день, чем пляжи Ялты или Симеиза, окруженные с востока и запада большими возвышенностями, из-за которых Солнце во многих пунктах Южного берега Крыма восходит позднее и заходит раньше, и тем самым сокращается время освещения прямыми солнечными лучами.
Для горной части Крыма (например, Большой каньон Крыма) и для всех участков с сильно пересеченной местностью существенное значение имеют также различная ориентировка склонов глубоких долин и их крутизна.
Летом наибольшие суммы прямой солнечной радиации получают предгорья, северные склоны яйлы и открытые побережья. По направлению к северо-востоку и на Южном берегу замечается некоторое ее уменьшение, что объясняется увеличением здесь облачности и влажности атмосферы.
Зимой положение меняется. Так как день становится короче, высота Солнца меньше, а облачность увеличивается, резко уменьшается приход солнечной радиации. С подъемом в горы радиация, вообще говоря, увеличивается (увеличивается прозрачность атмосферы, уменьшается облачность), однако в некоторых местах (Бабуган-яйла) величина прямой солнечной радиации уменьшается из-за метелей и снежных вихрей.
Весной прямая солнечная радиация значительно больше, чем осенью. При этом наблюдается и ее интенсивное нарастание. Наибольшие суммы прямой радиации Крым получает летом (до 50% годовой).
Энергия солнечных лучей, попадая в земную атмосферу, испытывает разнообразные изменения. Из-за облачности, запыленности и некоторых других явлений в атмосфере солнечная радиация рассеивается, т. е. отклоняется от прямолинейного пути распространения и поступает на Землю не только непосредственно от диска Солнца, но и со всех точек небосвода. Эту часть радиации называют рассеянной солнечной радиацией.
Рассеянная радиация в Крыму значительно меньше прямой. Она составляет 50-70% прямой радиации. Годовые суммы ее колеблются от 42 ккал/см2 (Ферсманово, южнее Симферополя) до 54 ккал/см2 (вершина Роман-Кош на Бабуган-яйле).
Летом суммы рассеянной радиации больше в восточной части Крыма и в горах вследствие увеличения облачности. Зимой распределение радиации более равномерное, причем она увеличивается с севера на юг (максимум в горном Крыму). Вообще же рассеянная радиация в Крыму возрастает по направлению на юго-восток и восток и достигает своего наибольшего значения на Керченском полуострове. Северные предгорья характеризуются малыми суммами рассеянной радиации. Весной суммы рассеянной радиации меньше сумм прямой, но бывает и так, что в один из весенних месяцев рассеянная радиация все же преобладает над прямой.
Общее количество солнечной радиации, приходящееся на земную поверхность, равное сумме прямой и рассеянной радиации, называют суммарной солнечной радиацией.
Суммарная солнечная радиация составляет в Крыму за год от 112 до 128 ккал/см2. Из них зимой Крым получает 10, весной 30, летом 40 и осенью 20%. Наибольшие суммы получают, конечно, горы (яйлы), наименьшие - Севастополь и Керчь (здесь влияют местные причины). (Рис.1.2.)
Рис. 1.2 Суммарная солнечная радиация
Таким образом, величина суммарной радиации, интенсивно возрастая с весны, в июле становится наибольшей и резко уменьшается в октябре. Тем не менее, осень в Крыму теплая (теплее весны), что объясняется влиянием не только радиационных факторов, но и другими причинами. Летом суммарная радиация наибольшая в западной части центрального Крыма и на яйле, а наименьшая - на склонах яйлы, Керченском полуострове и на Южном берегу Крыма.
О режиме солнечной радиации в Крыму дает наглядное представление рис.1.3, на котором приведены данные многолетних регулярных наблюдений.
График годового хода осадков в окружающем станцию районе показывает зависимость прямой, рассеянной, а следовательно, и суммарной радиации от осадков.
Рис.1.3 Годовой ход различных видов солнечной радиации и осадков:
1 – суммарная радиация;
2 – прямая радиация;
3 – рассеянная радиация;
4 – осадки.
1.2 Подстилающая поверхность
На формирование климата большое влияние оказывает подстилающая, или деятельная поверхность, т. е. та поверхность, с которой взаимодействуют солнечное излучение и атмосфера.
Говоря о рельефе и его влиянии на климат вообще, следует строго различать влияние высоты и влияние неровностей местности (собственно рельефа).
Крупные формы рельефа, например горы, оказывают большое воздействие на климат, создавая особый горный климат, который характеризуется большими величинами солнечной радиации, чистым прозрачным воздухом, пониженной температурой, менее резкими суточными колебаниями температуры, повышенным количеством осадков, большими скоростями ветра. Все это в той или иной степени характерно и для гор Крыма. Так, например, температура воздуха с высотой обычно уменьшается. В частности, в Крыму она уменьшается на 0,65° на каждые 100 м. поднятия. Когда в Ялте (на уровне моря) температура воздуха 12°, на Ай-Петри (метеостанция находится на высоте 1182 м над уровнем моря) термометр показывает 4°.
Особенно велико влияние гор на осадки. Количество осадков, как правило, с высотой увеличивается. В степной, низменной части Крыма количество осадков за год составляет 300-400 мм. На Южном берегу на уровне моря (Ялта) выпадает за год 560 мм. осадков, а на яйлах (Ай-Петри, Бабуган-яйла, Чатыр-Даг) уже около 1000 мм. за год. (Рис.1.3.)
Рис.1.3 Среднее количество осадков
Говоря об осадках в горах, надо иметь в виду, что их количество даже на равных высотах, но на склонах различной экспозиции не одинаково. Оно зависит от направления ветров, приносящих влагу. Ветры могут быть и влажными и сухими. Это зависит от того, откуда пришли воздушные массы и какие изменения претерпели они на своем пути.
В горах сильно возрастает солнечная радиация. Поэтому естественно, что в Крыму наибольшими величинами солнечной радиации и наибольшей продолжительностью солнечного сияния отличаются яйлы. На Караби-яйле (974 м. над уровнем моря) отмечено наибольшее число часов солнечного сияния в Крыму, а именно: 2505 в год.
Говоря о значении рельефа (не высоты), надо, прежде всего, иметь в виду, что горы, и особенно горные хребты (а они как раз и характерны для Крыма), служат препятствием для ветров и вторжений воздушных масс. Поэтому горы всегда представляют собой естественную границу между различными климатическими областями.
Крымские горы располагаются вдоль Черноморского побережья Крыма от мыса Фиолент до Феодосии. Высота их постепенно возрастает с запада на восток, и примерно в средней своей части к северу от Ялты (массив Бабуган-яйлы с вершиной Роман-Кош) горы достигают наибольшей абсолютной высоты. Наличие этих гор, тянущихся вдоль берега, сказывается как на климате прилегающих участков, так и на климате самих гор.
На климат Южного берега влияет не столько высота Крымских гор (она невелика), сколько их направленность в общем с запада на восток, параллельно южному побережью. Следовательно, Крымские горы являются не только климатической, но и ландшафтно-географической границей.