1. Климат Московского столичного региона.
Погода имеет очень важное значение в человеческой жизни, то радуя нас ясными, солнечными днями, то принося много неприятностей. С развитием цивилизации зависимость человека от погоды не уменьшается, а наоборот увеличивается. Человек, стал не только материально очень зависим от нее, но и более чувствителен физически к ее изменениям.
В первую очередь погода влияет на работу транспорта. Плохая видимость при сильном тумане, снеге или дожде могут быть причиной массовых столкновений автомобилей. Снег и лед также делают дороги ненадежными. Авиационные перевозки также сильно зависят от погодных условий. Погода оказывает сильное воздействие на ведение сельского хозяйства, в связи, с чем фермеры нуждаются в помощи специалистов по погоде, однако получают ее далеко не всегда. Атмосферные условия могут отрицательно влиять на развитие некоторых болезней, оказывать влияние на психологию людей, могут возникать эмоциональные травмы. Практически каждый человек принимает относящиеся к погоде решения ежедневно, иногда такие незначительные, брать или нет на работу зонтик, иногда огромной важности в вопросах бизнеса или сохранности жизни.
Одним из видов влияния на погоду является управление процессами образования облаков и выпадения осадков. Действительно ли это безопасно для природы?
Цель работы: проанализировать погодные условия в г.Москва и спрогнозировать изменения компонентов природы при изменении количества осадков в Москве и Подмосковье.
1.1. Понятия “погода”, “климат”.
Погода – состояние атмосферы в данном месте Земли в определенный момент или интервал времени. Это состояние определяется динамикой атмосферы, физико-химическими процессами в ней и ее взаимодействием с поверхностью Земли и с космическим пространством, а также с процессами, определяемыми собственной внутренней энергетикой атмосферы и поверхности Земли. Совокупность погод в данном месте принято называть климатом.
По-гречески, климат – означает наклон. В климатологии имеется в виду наклон земной поверхности к солнечным лучам. Климат – одна из основных географических характеристик той или иной местности, он определяет многолетний статистический режим погоды этого места. Основные особенности климата зависят от поступления энергии солнечного излучения, циркуляции воздушных масс в атмосфере и характера подстилающей поверхности данного места. Кроме того, климат отдельного региона определяется географической широтой и высотой места над уровнем моря, удаленностью его от морских побережий, особенностями орографии (рельефа) и растительного покрова, наличием ледников и снеговых покровов, степенью загрязненности атмосферы. Вращение Земли вокруг своей оси, наклоненной к плоскости экватора на 23,26°, и обращение Земли вокруг Солнца приводят к суточным и годичным вариациям погоды, а также к определенным широтным (зональным) закономерностям климата на Земле.
На фоне сравнительно устойчивого климата погода постоянно меняется, в основном, за счет циркуляции атмосферы. Наиболее устойчива погода в тропических странах и наиболее изменчива в умеренных широтах.
Классификация климатов дает упорядоченную систему для характеристики типов климата, их районирования и картографирования. Типы климата, преобладающие на обширных территориях, называются макроклиматами. Макроклиматический район должен иметь более или менее однородные климатические условия, отличающие его от других районов, хотя и представляющие собой лишь обобщенную характеристику (поскольку не существует двух мест с идентичным климатом), больше отвечающую реалиям, чем выделение климатических районов только на основе принадлежности к определенному широтно-географическому поясу.
Влажный континентальный климат с коротким летом характерен для обширной полосы умеренных широт Северного полушария. Основные климатические особенности этих районов определяются преобладающим западным переносом и частым прохождением атмосферных фронтов. В суровые зимы средние температуры воздуха могут понижаться до –18° С. Лето короткое и прохладное, безморозный период менее 150 дней. Годовая амплитуда температур не столь велика, как в условиях субарктического климата. В Москве средние температуры января –9°С, июля – +18°С. Годовое количество осадков колеблется от менее 500 мм во внутренних частях материков до более 1000 мм на побережьях. На большей части района осадки выпадают преимущественно летом, часто при грозовых ливнях. Зимние осадки, в основном в виде снега, связаны с прохождением фронтов в циклонах. Метели часто наблюдаются в тылу холодного фронта.
1.2. Характеристика климата Московского региона.
Московская агломерация расположена в поясе умеренно континентального климата со следующими среднегодовыми показателями: температура составляет +3,5 – +3,8оС (за прошедшее столетие отмечена тенденция к повышению температуры воздуха), осадки – 500–650 мм, годовая амплитуда температур – 28о, число дней со среднесуточной температурой выше 0о – 210 – 214, продолжительность безморозного периода – 120-135 дней (с 1927 г. по настоящее время она увеличилась на 75 суток, что свидетельствует о потеплении климата в Москве). Наибольшее количество осадков приходится на весеннее-летний период. Зима длится 4,5 месяца (середины ноября по март включительно), обычно пасмурная или облачная, с частыми снегопадами. Средняя температура января -10,4о – -11,0о (min -42о). Лето умеренно теплое и довольно влажное (средняя температура – 17,5– 18,0о, max 36-38о).
2. Характеристика некоторых видов осадков, характерных для территории Московского столичного региона.
Атмосферные осадки – капли и кристаллы, выпадающие из облаков на земную поверхность. Они бывают жидкие, твердые и смешанные. К жидким относятся дождь и морось. Твердые осадки – это снег, крупа (ледяная и снежная), ледяной дождь, град. К смешанным осадкам относится мокрый снег (снег с дождем).
Для выпадения осадков из облаков капли и кристаллы должны укрупнится либо путем конденсационного роста, т.е. испарения влаги с одних, обычно более мелких капель, и осаждения их на других (основной путь), либо путем коагуляционного роста в результате соударений. Наиболее благоприятные условия создаются в случае соседства капель и кристаллов, служащих ядрами конденсации и сублимации.
Важной характеристикой осадков служит их интенсивность. Она выражается толщиной слоя воды в миллиметрах, который образуется на горизонтальной поверхности от выпавших осадков за определенный промежуток времени при отсутствии стока, испарения и просачивания.
3. Человек и осадки.
По характеру выпадения различают три типа осадков: ливневые, обложные и моросящие.
Ливневые осадки выпадают из кучево-дождевых облаков. Они внезапны, интенсивны (более 1мм/мин), локальны, непродолжительны и поэтому не всегда обильны. Летом крупно-капельный дождь нередко выпадает с градом, зимой случается обильный снегопад в виде крупных хлопьев снега, в переходные сезоны – крупа со снегом и дождем. Ливневые осадки нередки летом в умеренных широтах. Обложные осадки выпадают из слоисто-дождевых и высоко-слоистых, реже слоисто-кучевых облаков. Они умеренной интенсивности, довольно равномерны, длительны и захватывают большие площади. Преобладают в умеренных широтах в течение всего года. Моросящие осадки выпадают в основном из слоистых облаков и не обильны.
В общем, основную массу осадков дают кучево-дождевые и слоисто-дождевые облака. Характер выпадения осадков весьма важен: например, обложные осадки в большей степени просачиваются в почво-грунты, пополняя запасы грунтовых вод, а ливневые в основном сбегают по поверхности вызывая смыв почв.
При отрицательных температурах воздуха зимой в умеренных широтах выпадают осадки в виде снега. Снежный покров характеризуется тремя основными показателями: высотой, которую нередко называют мощностью, плотностью и запасом воды в снеге.
Высота – толщина снежной толщи, измеряемая в см. Она определяется количеством зимних осадков, продолжительностью зимнего периода, устойчивостью погоды зимой, плотностью снега и др. В Подмосковье средняя высота снежной толщи к концу зимы около 40 см. (табл.1)
Табл. 1. Высота снежного покрова в г. Москве.
| месяц | сен | окт | ноя | дек | янв | фев | мар | апр |
| число дней | 0 | 3 | 16 | 28 | 31 | 28 | 28 | 4 |
| высота (см) | 0 | 0 | 3 | 13 | 26 | 35 | 29 | 2 |
| макс.высота (см) | 0 | 19 | 25 | 45 | 63 | 72 | 78 | 61 |
Плотность снежного покрова – отношение массы снега к объему (г/см3). Плотность снега зависит от многих факторов: от устойчивости метеорологических условий зимой, от скорости ветра, от толщины снежного покрова, который силой собственной тяжести уплотняет нижние слои и т.д.
Снегозапас выражается слоем воды (в мм), который получается после таяния снега при отсутствии стока, просачивания и испарения. Запасы воды в снеге важно знать для прогноза развития озимых культур и других растений, пополнение запасов грунтовых вод, прогноза половодий на реках и т.д.
Увеличивающиеся знания об атмосфере могут в будущем позволить человеку не только говорить о погоде, но и как-то повлиять на нее. Некоторое начало этому уже положено. В начале 1940-х годов американские химики Винсент Жозеф Шаефер и Ирвин Лэнгмюр заметили, что очень низкие температуры приводят к появлению ядер, вокруг которых формируются дождевые капли. В 1946 году с самолета в облако был сброшен углекислый газ в виде пудры; эта пудра должна была стать ядрами (“семенами дождя”), вокруг которых должны были формироваться дождевые капли. Через полчаса начался дождь. Бернард Воннегут позднее улучшил эту технику, когда открыл, что рассеянное в воздухе йодистое серебро работает еще лучше. В наши дни уже есть новая разновидность ученых, “создатели дождя”; они вызывают быстрый ливень, чтобы прекратить дожди или предотвратить их появление, созданием облаков и выливанием из них влаги в нужном месте.
3.1. Влияние человека на количество осадков, выпадающих на территории Москвы и Подмосковья.
В СССР начиная с 1950-х годов и по сей день Центральная аэрологическая обсерватория занимается искусственным регулированием осадков. Технология разгона облаков проста, можно уменьшить или увеличить количество осадков. Для этого есть несколько способов. Можно “засеять” облако маленькими кристаллами сухого льда и кристаллами парения жидкого азота. В результате образовавшиеся ледяные кристаллы, которые забирают влагу, свободно парят в небе, а облако постепенно рассасывается. Это происходит с нижним облачным слоем. Против слоисто-дождевой облачности применяется жидкий азот. Йодистое серебро же используют при защите от града: влага пристает к серебряным пылинкам, они становятся тяжелыми, идет дождь. Сорок лет назад облака засеивали йодистым свинцом, потом перешли на йодистое серебро. Гораздо проще прервать образование кучевых облаков другим способом: достаточно сбросить вниз порошок цемента. Тяжелые пылинки “придавят” восходящий воздух обратно к земле – и тучи не получится.
В Агентстве атмосферных технологий Росгидромета, которое занимается разгоном облаков на праздники, говорят, что эту процедуру вполне можно провести и в зимнее время по той же самой технологии.
Рис. 1. Разгон облаков во время торжеств.
Идею о разгоне облаков в зимнее время впервые высказал 2 сентября на церемонии награждения победителей и лауреатов конкурса “Московский дворик – 2009” бывший мэр г.Москвы Ю. М. Лужков.
По его мнению, для этой цели можно использовать технологию, которая применяется для “очистки” московского неба в День города и День Победы (см. рис. 1). В эти праздники дождевые облака буквально обстреливают химическими веществами – частицами йодистого серебра, углекислоты и азота.
По мнению Юрия Лужкова, его идея помогает городу сэкономить огромные средства, так как на уборку снега в столице тратятся миллионы долларов.
Помимо этого он считал, что огромную пользу от разгона снежных облаков получит Подмосковье, поскольку “выгнанный” из Москвы снег будет выпадать на областных полях, способствуя их урожайности.
Но существуют и мнения против безобидности такого регулирования осадков.
В. Сливяк, руководитель общественной организации “Экозащита”: “Современная наука пока не в состоянии говорить о последствиях подобного вмешательства, а они могут быть самыми разными”.
Роман Пукалов, директор природоохранных программ организации “Зеленый патруль”: “Если эта практика для Москвы будет постоянной, то это очень негативно скажется на ближайшем Подмосковье. Потому что в природе действует закон сохранения массы и энергии. Если где-то убыло, то в другом месте прибудет в двойном количестве. Поэтому, увеличение количество снежного покрова в Подмосковье может сказаться для него непредсказуемо”. Эколог предположил, что реагенты будут распыляться по периметру Москвы. Таким образом, по его словам, снег будет “выгнан” в Одинцово и Кубинку. “Увеличится количество осадков, выпадающих в Подмосковье. Тот же самый Одинцовский район будет завален снегом. Это может вызвать наводнения, когда эта снежная масса начнет таять. Вообще реакция природы на такое вмешательство непредсказуема”.
3.2. Прогнозирование изменения количества осадков в Москве и Подмосковье.
Предположим, какие же последствия могут быть при таком воздействии на осадки.
Дожди в виде сильных ливней причиняют большой вред. Ливни сопровождаются повышением уровня рек, наводнениями. При ливнях вода, быстро стекая с поверхности, сносит наиболее ценные питательные частицы почвы, образуя глубокие промоины и способствует образованию новых и быстрому росту существующих оврагов. Рост оврагов сокращает площади пахотных земель. Ливни приносят в реки много песка, смытого потоками грунта, и реки мелеют, меняют русла, ухудшая условия для судоходства.
Реки Москвы и Подмосковья относятся к рекам преимущественно снегового питания с весенним половодьем. Половодье на реках связано с таянием снегового покрова, поэтому приходится на весну – начало лета. Увеличение снегового покрова в Подмосковье может привести в более интенсивным половодьям, подъему уровня грунтовых вод, подтоплениям низинных территорий. В Москве при уменьшении количества зимних осадков водность малых рек может значительно уменьшится, что впоследствии может привести к изменениям экосистем малых рек Москвы.
От количества осадков зависит увлажнение почв. Почвы Подмосковья – подзолистые. Они формируются под хвойными и смешанными лесами в условиях положительного баланса влаги. Преобладание осадков над испарением обеспечивает промывной режим почв в течение значительной части вегетационного периода. Происходит интенсивный вынос химических элементов из верхних горизонтов почвы, поэтому для подзолистых почв характерен горизонт вымывания. При временном избыточном поверхностном увлажнении процесс подзолообразования осложняется глеевым процессом. В таких условиях образуются глеево-подзолистые почвы. При этом возможно снижении плодородия почвы. В период снеготаяния может быть более ярко выражена плоскостная эрозия (смыв почвы) и линейная эрозия (рост оврагов).
Снег, обладая низкой теплопроводностью, предохраняет почву от промерзания и посевы от вымерзания. Однако при чрезмерно большой мощности снега возможно выпревание озимых культур.
В министерстве сельского хозяйства и продовольствия Московской области отмечают, что Подмосковье – далеко не засушливый регион, для которого любые дополнительные осадки – благо. Например, этим летом урожай сильно пострадал как раз от дождей.
Заключение.
Подводя итог нашему исследованию, хотелось отметить действительно неоднозначность данной проблемы, которая требует исследования, т.к. природа городских экосистем очень ранима, и принятие решений о воздействии на окружающую среду, пусть даже всего лишь на один из компонентов погоды – количество осадков – может привести к непредсказуемым последствиям.
Приложение. Презентация.
Список литературы:
- Любушкина С.Г., Пашканг К.В. Естествознание: Землеведение и краеведение: Учеб. пособие для студ. пед. вузов.-. М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2002.
- Предметные недели в школе: География/ сост. А.Ф. Романова. – Волгоград: Учитель, 2004.
- Раковская Э.М., Давыдова М.И. Физическая география России: учеб. для студ. пед. высш. учеб. заведений: в 2 ч. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001.
- Экология Москвы и устойчивое развитие: Учебное пособие для 10 (11) классов средних общеобразовательных школ / Под ред. Г.А. Ягодина. – М.: ОАО “Московские учебники и Картолитография”, 2008.
- http://meta-nauka.ru/
- http://ru.wikipedia.org/
- http://www.gzt.ru/
- http://www.krugosvet.ru/
- http://www.planet.elcat.kg/
- http://www.rian.ru/