ГОЛОВНІ ФАКТОРИ КЛІМАТУ

3.2.1.1. Промениста енергія

Промениста енергія, або сонячна радіація, є основним джерелом життя на Землі. Якщо не брати до уваги невеликої кількості енергії, яка йде від розпечених надр земної кулі, то вся енергія, отримувана поверхнею Землі, надходить від Сонця.

Кількість променистої енергії, яка проходить через атмосферу, є практично постійною: 1,98 до 2 кал/см²-хв, або 5∙10²° ккал в рік на всю земну кулю. Цю величину називають сонячною сталою.

Частина радіації, відбита від хмар, надходить до космічного просто­ру, не доходячи до поверхні Землі. Інша частина, яка становить приблизно 20% інфраструктурної частини спектра, поглинається водяними пара­ми і бере участь у нагріванні повітря. Озон поглинає більшу частину ультрафіолетового проміння. Решта променів досягає поверхні Землі або в формі прямої, або ж розсіяної радіації.

Розсіяна радіація зумовлена, з одного боку, молекулами атмосфер­них газів (це й надає небу блакитного кольору), з іншого — твердими частинами, що надає небу білуватого або сіруватого відтінку, особливо над великими містами.

Кількість радіації, яка доходить до поверхні Землі, залежить від кута падіння сонячних променів і прозорості атмосфери, від дня чи ночі (рис.3.4). Протягом чотирьох літніх місяців помірно-холодна зона (48- 52 п.ш.) одержує 36 ккал/см² сонячної енергії, а протягом року — 54,7 ккал/см².

3.2.1.2. Температура

Ознайомлення з річними ізотермами планети, які розташовані паралель­но екватору, дає уявлення про температурний режим земної кулі. Північна півкуля тепліша південної, а термічний екватор знаходиться майже весь у північній півкулі.

У тропічних районах добові коливання температури перевершують річні (тобто різницю між середніми температурами найтеплішого і найхолоднішого місяців), що визначає важливі біологічні наслідки: в широколистяних дощових лісах різноманіття життя досягає максимуму. В позатропічних районах, навпаки, тепловий режим протягом року ви­ражений чітко: в північній півкулі січень найхолодніший місяць, а ли-

Рис. 3.4. Денний («) та нічний (б) баланс випромінювання.

пень, навпаки, найтешііший; в південній півкулі спостерігаємо протилежне. Врахування цих крайніх температур у біології є дуже важливим.

У південній півкулі, більша частина якої зайнята океаном, ізотерми січня і липня майже прямі. В північній півкулі, навпаки, наявність по­тужних материкових мас сильно порушує хід ізотерм.

Наприклад, січнева ізотерма O⁰ практично перетинає Європу в напрям­ку північ-південь від 46° до 71° північної широти, а вздовж 60-ї паралелі середня температура змінюється від +50°C на півдні Норвегії до -38°С в Сибіру, що становить різницю в 43°.

Річним ізотермам відповідають ті чи інші біоми наземної рослин­ності (рис.3.5). Відправною точкою у їх розмежуванні і розпізнанні є життєві форми — біоморфи рослинності (трави, чагарники, листопадні і хвойні дерева тощо).

3.2.1.3. Освітлюваність

Екологічне значення освітлюваності характеризується трьома аспекта­ми — тривалістю, інтенсивністю і характером (тобто довжиною хвилі світ­лового потоку). Інтенсивність і характер освітлюваності піддані сильній

Рис. 3.5. Класифікація типів рослинності за методом Р. Уіттекера, накладена на співвідношення середньої річної температури і суми опадів.

мінливості під впливом місцевих факторів і відбиваються в основному на мезо- і мікрокліматі.

Зупинимося лише на тривалості дії світла. Відомо, що вісь Землі на­хилена до площини екліптики під кутом 66° 33'. Цей нахил зумовлює неоднаковість тривалості дня та ночі. Якщо взяти для прикладу 40° північної широти, яка знаходиться недалеко від Львова, то тривалість дня тут розподіляється таким чином: січень — 9,5 год, лютий — 10,5, бере­зень — 11,9, квітень — 13,2, травень — 14,3 год, червень — 18,8 год, а ночі відповідно — 14,7 год, 13,7, 12,4, 11,1, 9,9, 8,8 год. У період рівнодення 21 березня і 23 вересня день і ніч на всій Землі мають однакову тривалість.

Важливу роль тут відіграє падіння сонячного проміння, поглинання якого атмосферою тим більше, чим менший кут.

3.2.1.3. Відносна вологість і опади

Відносна вологість повітря у процентах визначається як відношення фактичної пружності водяної пари, яка міститься в повітрі, до пружності насиченої пари при тій же температурі. Наприклад, у січні в Україні вона коливається в межах 80-85%.

Зростання температури відбувається одночасно зі спадом відносної вологості. В полудень літнього сонячного дня спостерігається найнижчий показник відносної вологості. Вологість вимірюють психометром Асмана або ж волосяним гігрометром, який відрізняється меншою надійністю.

Найбільша кількість опадів випадає в тропіках. Індонезія, басейн Амазонки і частина Африки одержують понад 2 тис. мм опадів на рік. Однак у тропічній зоні трапляються і дуже посушливі райони, зокрема, пустеля Сахара і північна частина Чилі. В окремих регіонах Африки, розташованих у прибережній пустелі, за 10 років випадало всього 1,8 мм опадів. Поза тропіками опадів менше, за винятком гірських масивів — Альп, Карпат, Піренеїв, Скандинавських гір, Гімалаїв, Анд. В Азії — між Каспійським морем і східним Китаєм, а також на крайній півночі Аме­рики й Азії опадів випадає менше 250 мм.

Неважко виявити, що зони з невеликою кількістю опадів характерні для посушливих районів, де відносна вологість становить менше 50%. Райо­ни пустель, аридні (посушливі), напіваридні і дуже посушливі, також збігаються зі слабо зволоженими областями.

3.2.1.5. Екологічна класифікація кліматів

Екологічна класифікація кліматів базується головним чином на вико­ристанні двох найважливіших і найкраще вивчених факторів — темпе­ратури та кількості опадів. Щоб краще зрозуміти характер розміщення на планеті рослинності, звернімось до такого показника, як індекс аридності (посушливості). Цей показник, за Мартонном, дорівнює

де P — річна кількість опадів, мм; T — середньорічна температура, °С.

Таблиця 3.1

Для визначення індексу аридності (табл. 3.1.) лише для одного місяця користуються формулою

де P — кількість опадів за даний місяць, T — середня температура місяця. Цей індекс тим нижчий, чим сухіший клімат. Наприклад, середньорічна кількість опадів в Парижі становить 560 мм, температура IO^oC₁ індекс

для Таманрассета (Африка):

Часто показовішим для еколога є не річний, а місячний індекс арид- ності, наприклад липня, коли в розпалі сезон вегетації рослин.

Рис. 3.6. Кліматограми деяких метеостанцій (за Дажо, 1975).

Французький кліматолог Емберже запропонував класифікацію кліматів на основі режиму кліматичних факторів — кількості опадів, температури, вологості, освітленості, що, напевно, правильно з екологічної точки зору, якщо враховувати значення мінливості екологічних факторів, на що звертає увагу Мончадський.

Емберже виділяє такі типи кліматів:

пустельний — дощі випадкові і бувають не щороку. Це клімат еква­торіальних і позатропічних районів;

позапустельний — опади підпорядковуються правильному річному режиму;

тропічні клімати ~ одні ізотермні із вираженим сухим сезоном або без нього — це клімати екваторіальні та субекваторіальні; інші — з про­явами термічних сезонів — тропічні клімати;

позатропічні — у деяких виражений добовий і сезонний фото­періодизм (таким є океанічні клімати без посушливого сезону, конти­нентальні з посушливою зимою, середземноморські клімати з посушли­вим літом). Інші клімати відрізняються лише сезонним фотоперіодизмом, сюди належать клімати субполярні та полярні.

Кожний тип клімату характеризується вологістю, висотою місця і середньою температурою найхолоднішого місяця.

Побудова кліматограм є класичним способом представлення клімату даної місцевості (рис.3.6). Порівнюючи кліматограми різних місць, можна швидко виявити їх кліматичні розбіжності і подібність.

Вивчивши кліматограму, можна пояснити можливість поширення і адаптації нового виду, наприклад, шкідника плодів, яким є середземно­морська плодова муха. Ця комаха інтенсивно розмножується лише при відповідній температурі і вологості повітря.

3.2.2.