Местный климат и микроклимат

Особенности климата в планетарном масштабе — это макроклимат. Местный климат — климат менее значительной территории, который формируется над однородной подстилающей поверхностью природного или искусственного ландшафта (леса, поля, долины, небольшого города). Особенности местного климата обычно проявляются в приземном слое воздуха до высоты нескольких сотен метров. К явлениям местного климата относятся местные ветры. Показатели местного климата учитываются в сельскохозяйственном производстве.

Микроклимат — климат приземного слоя воздуха сравнительно небольшого пространства (например, двора, склона возвышенности, оврага). Изучение микроклимата имеет огромное значение, так как режим метеорологических элементов в приземном слое всегда имеет некоторые особенности, быстро меняющиеся от места к месту.

Изменения количественных значений метеорологических элементов в разных частях приземного слоя воздуха под влиянием неоднородного характера поверхности не вызывают изменений режима погоды, типичного для данной местности в целом, но обусловливают возникновение местных особенностей климата, проявляющихся на незначительном пространстве.

Состояние поверхности, определяющее микроклиматические условия, сказывается, в первую очередь в приземном слое толщиной в несколько десятков метров, где теплообмен между воздухом и почвой особенно активен. Днем приземные слои воздуха нагреваются сильнее, чем вышележащие, а ночью сильнее охлаждаются, поэтому суточные колебания температуры велики. Температура с высотой в этом слое днем понижается, ночью часто наблюдается инверсия. Движение воздуха у поверхности замедлено, что способствует накоплению в нем водяных паров. Особенности нижнего слоя атмосферы хорошо выражены в ясную, безветренную погоду, в пасмурную погоду и при ветре они сглаживаются.

При обычных условиях погоды перемешивание воздуха происходит уже на высоте 1,5−2,0 м над поверхностью, поэтому при наблюдении за температурой и влажностью приземного слоя воздуха приборы устанавливаются в пределах этого слоя.

На формирование микроклимата оказывают влияние неровности рельефа с колебаниями высот от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров (микрои мезорельеф). На распределение тепла оказывает влияние экспозиция склонов. Неровности рельефа воздействуют на движение воздуха и на распределение осадков. Воздух обтекает препятствия, в результате на наветренной стороне и по сторонам холма скорость ветра увеличивается, а на подветренной стороне ветер стихает. Поэтому особенностью положительных микрорельефов (в отличие от гор) является то, что на подветренной стороне холмов выпадает больше осадков.

Растительность очень усложняет условия теплообмена и обмена влагой в приземном слое. Травяной покров задерживает солнечную радиацию. Растительность задерживает и тепловое излучение поверхности, поэтому температура поверхности под травяным покровом ниже, а амплитуды ее колебаний сглажены. Испарение с общей площади листьев растений, покрывающих участок поверхности земли, может превосходить испарение со свободной водной поверхности, равной этому участку по площади. Большое испарение и слабый обмен объясняют повышенную влажность воздуха среди растений.

Влияние леса на микроклимат сходно с влиянием травяного покрова, но масштабнее. Густой лес пропускает к поверхности земли всего 2−7% падающей на него радиации. Продолжительность солнечного сияния в лесу снижена до 5−7 ч в день. При этом меняется спектральный состав радиации. Лес холоднее поля летом и немного теплее зимой. Зимой лиственный лес оказывает меньшее влияние на суточные амплитуды колебаний температуры, чем хвойный, влияние которого на тепловой режим весь год примерно одинаково. Влажность воздуха в лесу выше, чем в открытом поле. Лес испаряет меньше влаги, чем сплошной травяной покров на такой же площади. Повышенная влажность воздуха в лесу — следствие замедленного обмена. Ветер, встречая на пути лес, обтекает его сверху, причем скорость ветра над лесом возрастает. В кронах деревьев ветер стихает, и в лесу под кронами он очень слабый. В тихую, ясную погоду можно наблюдать местный ветер, дующий днем внизу от леса к полю, наверху — со стороны поля к кронам деревьев; ночью циркуляция воздуха противоположная.