Кліматоутворюючі фактори

 Кліматичні умови території України різноманітні. Головні особливості клімату формуються під дією радіаційних факторів, атмосферної циркуляції, змін на земній поверхні.

Радіаційні фактори клімату. Відмінності в кількості променевої енергії Сонця, що надходить у географічну оболонку, є вихідним чинником різноманітності клімату. Сонячна радіація — основний енергетичний чинник інтенсивності процесів і явищ, які відбуваються в атмосфері, гідросфері, верхній географічне значимій товщі земної кори. Атмосфера, поверхня Землі взаємодіють з променевою сонячною енергією й остання перетворюється в теплову. Сумарна сонячна радіація, що надходить до поверхні Землі, складається з прямої і розсіяної радіації. Частина сумарної радіації поглинається земною поверхнею, а частина відбивається нею. Відношення відбитої радіації до сумарної називається альбедо, величина якого характеризує відбивну здатність поверхні. Різниця між випромінюванням земної поверхні й зустрічним випромінюванням атмосфери (радіація, що випромінюється атмосферою до земної поверхні) характеризує ефективне випромінювання. Кількість променевої енергії, яка засвоюється земною поверхнею, є її радіаційним балансом.

Тепло, яке надійшло на земну поверхню, витрачається на нагрівання ґрунту й атмосфери, випаровування води, танення снігу тощо.

Одним із важливих радіаційних чинників є тривалість сонячного сяйва. Аналіз характеру ізоліній та тривалість сонячного сяйва в окремих пунктах свідчать про зонально-провінційний характер цього явища. Так, тривалість сонячного сяйва в грудні в зоні мішаних хвойно-широколистяних лісів становить до 30 год, у лісостеповій зоні — до 45 год, а в степовій — до 65 год. У січні — лютому спостерігається збільшення сонячного сяйва, а в березні його тривалість різко зростає до 100-120 год у зоні мішаних лісів, 125-155 год у лісостеповій і степовій зонах, у Криму. У квітні — травні у зв'язку зі зменшенням хмарності його показники сягають 240-260 год на Поліссі й у Закарпатті та 250-280 год на Чорноморському узбережжі й у Криму. Деяке збільшення тривалості сонячного сяйва спостерігається в червні, а найбільші його показники припадають на липень: у зоні мішаних лісів і лісостепу — 240-300 год., у степовій зоні — 310-350 год. У серпні уже зменшується день, тому тривалість сонячного сяйва також зменшується на 20-40 год. У вересні кількість сонцесяйних годин на півночі України ще значна і становить 170-180 год, на крайньому півдні — 240-250 год. У жовтні—листопаді помітно збільшується хмарність, тому тривалість годин із сонцем природно зменшується. У річному виразі найменша кількість годин сонячного сяйва припадає на західну частину зони мішаних лісів і лісостепу: 1700-1800 год.

Найбільші ж кількості в степу і на Південному березі Криму (2050-2290 год); максимальні показники відмічають на Карабі-Яйлі (2453 год) і в Сімферополі (2458 год).

Сумарна сонячна радіація впливає на стан земної поверхні й нижніх шарів атмосфери. Її надходження зумовлюється тривалістю дня, хмарністю і прозорістю атмосфери, висотою Сонця. Для території України характерний майже широтний розподіл показників прямої і сумарної річної радіації. Отже, великий вплив на стан ландшафтів мають сезонні її показники. Так, взимку сумарна радіація на території України змінюється від 250 до 420 МДж/м².

Найменшою на всій території України вона буває в грудні (60-100 МДж/м²). Весною хмарність зменшується в напрямку на південний схід, а показники радіації коливаються в межах 1260-1500 МДж/м². У цей час зберігається зональний розподіл сум сумарної сонячної радіації. Влітку показники цієї радіації мають значення від 1680 до 2100 МДж/м². У цю пору року відмінності в надходженні радіації зумовлюються рельєфом, лісистістю, станом атмосфери в промислових районах, великих містах. Ізолінійний широтний характер сумарної радіації восени зумовлюється тим, що надходження тепла до поверхні не залежить від її фізико-географічних умов, а сніговий покрив ще не встановився. Його формування є важливим чинником показників альбедо. Взимку найбільші величини альбедо відмічають у зоні мішаних лісів, там, де сніговий покрив також найбільший і становить у середньому 40-50 см. На решті території зимове альбедо становить 30-50 %. Весною найбільші значення альбедо спостерігаються також у зоні мішаних лісів. А от влітку на переважній частині території України альбедо коливається в межах 17-20 % . Восени показники альбедо знижуються в зоні мішаних лісів і степовій зоні, а мінімальні значення фіксуються в Причорномор'ї і Степовому Криму (до 17 %). У цілому середні річні показники альбедо в Україні змінюються від 23 % у зоні мішаних лісів до 17 % на півдні степової зони. Від хмарності, температури і вологості приземного шару атмосфери, особливостей земної поверхні залежить розподіл ефективного випромінювання в різні пори року. Взимку найменші його значення фіксуються на північному сході й сході України і становлять 185-195 МДж/м², найбільші — у Кримських горах — 272 МДж/м². На решті території ці показники в цей час сягають 210-230 МДж/м². Весною показники ефективного випромінювання порівняно із зимою збільшуються вдвічі. Найбільших значень майже на всій території України ефективне випромінювання досягає в липні, а восени зменшується від 335 МДж/м² у зоні мішаних лісів до 480 МДж/м² на Південному березі Криму. Річні суми цього показника варіюють від 1510 МДж/м² у зоні мішаних лісів до 1930 МДж/м² на Кримському півострові, характеризуючи різноманітність фізико-географічних умов України.

Розподіл середніх багатолітніх сум радіаційного балансу має характер, близький до широтного, і змінюється від 1700 МДж/м² на північному сході до 2250 МДж/м² на Азово-Чорноморському узбережжі. Однак у сезонному розподілі значень радіаційного балансу є відмінності. Так, взимку його показники змінюються від 25 МДж/м² на північному сході до 50 МДж/м² на півдні України. Найбільші значення радіаційного балансу припадають на червень, а восени їх розподіл близький до зонального (від 210 МДж/м² у зоні мішаних лісів до 375 МДж/м² на півдні).

Циркуляційні фактори клімату. Атмосферна циркуляція, взаємодіючи із сонячною радіацією, є фактором перерозподілу тепла і вологи на земній поверхні. На широтах України переважає західне перенесення повітряних мас. На територію України надходять морські повітряні маси з Атлантики й Арктики, рідше — морське тропічне повітря із Середземномор'я. Але найбільшу повторюваність на території України має континентальне повітря, яке утворюється над Євразією з мас арктичного або морського повітря помірних широт, а потім надходить до України. Повітряні маси надходять на територію України в різних баричних утвореннях і мають сезонну мінливість. Це є фактором мінливості й складності погодних умов. Важлива роль у їх формуванні належить циклонам, які переміщуються на територію України протягом року. В середньому за рік у нас спостерігається більше 40 циклонів, буває до 136 днів з циклонами і до 242 днів з антициклонами. Пожвавлена циклонічна діяльність взимку і весною. Вони надходять в Україну з центральних районів Європи, Чорного моря і Малої Азії. Влітку виявляється вплив місцевих циклонів, що переміщуються з південного сходу. Тривалість циклонів над Україною збільшується від літа до зими; влітку ж виявляється вплив південно-східних і південних циклонів.

На формування погодних умов значний вплив мають антициклони та їх відроги. В Україну в кожному сезоні приходить від п'яти до семи антициклонів та чотири антициклони можуть утворюватися на місці. Влітку і восени антициклони переміщуються із заходу, в чому виявляється вплив Азорського максимуму.

За спостереженнями, середня швидкість переміщення циклонів 35 км/год, причому взимку і восени їх швидкість зростає до 40 км/год при більших градієнтах атмосферного тиску і температури. Важливою обставиною є також те, що циклони перетинають територію України швидше, ніж антициклони. Середньорічне дві третини днів припадає на антициклони з максимумом восени і мінімумом взимку. У формуванні погодних умов більше виявляється вплив антициклональних утворень. Місцеві циклони й антициклони виникають під впливом орографічних чинників. На підвітряних схилах Українських Карпат складаються умови для зниження атмосферного тиску, тому циклональна циркуляція виявляється влітку і взимку, причому влітку циклони утворюються частіше завдяки прогріванню поверхні. На південному сході й півдні України поверхня влітку добре прогрівається. Наявність більш холодної акваторії Чорного моря стимулює як баричні, так і теплові градієнти і, отже, утворення циклонів. У холодну пору року під впливом орографічних чинників формуються місцеві антициклони.

Сезонні відмінності атмосферної циркуляції зумовлюються неоднаковою кількістю тепла, що надходить, особливостями останньої, характером атмосферних процесів. Так, взимку вплив радіаційного чинника ослаблюється через велику хмарність, невелику тривалість дня, малу висоту Сонця над горизонтом, міжширотний обмін повітря.

Саме тому більшість циклонів надходить в Україну зимою. Із Арктики регулярно приходять антициклони, і з надходженням арктичних мас пов'язані різкі зниження температур, посилення вітру, заметілі. Взимку на територію України поширюється вплив відрогу Сибірського антициклону. В цей період на більшій частині території поширюється; помірне континентальне повітря, встановлюється холодна погода із сильними північно-східними вітрами. Прихід морських тропічних мас із Середземномор'я, надходження західних і північно-західних, південних і південно-західних циклонів зумовлюють хмарну погоду, опади, відлиги, хуртовини, ожеледь.

Весною роль радіаційного чинника і підстеляючої поверхні збільшується, зменшуються температурні відмінності між суходолом і морськими акваторіями, посилюється вплив західних повітряних мас. Весною зростає вплив відрогу Азорського антициклону, чим зумовлюється тепла і сонячна погода. Літо на території України характеризується найбільшою кількістю сонячної радіації, на циркуляційні процеси істотно впливає характер земної поверхні.

Рівнинність поверхні стимулює інтенсивну трансформацію повітряних мас. У цей період посилюється роль Азорського антициклону. Над територією України проходять антициклони, встановлюється широка смуга високого тиску, чим зумовлюються високі температури повітря, бездощова погода. Надходження літніх циклонів супроводжуються опадами, зливами, грозами, іноді градом. Із середини серпня характер атмосферної циркуляції змінюється. Вплив Азорського антициклону зменшується, натомість у жовтні — листопаді зростає роль відрогу Сибірського антициклону. Наростають температурні відмінності між акваторіями і суходолом, посилюються циклонічні процеси, частішають вторгнення арктичних холодних повітряних мас. За багаторічними даними в листопаді спостерігається перехід через 0 °С, випадає сніг.

Земна поверхня як кліматоутворюючий фактор. Роль земної поверхні (рельєфу, водойм, стан ґрунту і рослинності, великі міста, промислові центри, видобування потужних родовищ корисних копалин), яка взаємодіє з радіаційними і циркуляційними чинниками, виявляється у зміні регіональних і місцевих кліматичних умов.

Рельєф впливає на формування хмарності, розподіл сонячної радіації. Так, взимку в Кримських горах. Українських Карпатах показники сумарної сонячної радіації є найбільшими і становлять 420-460 МДж/м². Після сходу снігового покриву з квітня до вересня в горах хмарність досягає 6,5-7,5 бала, зростає вплив снігового покриву, тому сонячна радіація зменшується до 1635-2095 МДж/м². Коли з півночі надходить холодне арктичне повітря, гірські хребти захищають Закарпаття і Південний берег Криму. Для гірських схилів влітку характерні значні градієнти температур повітря, посилення висхідних рухів, конвективних процесів. Над гірськими пасмами створюються умови для зливових опадів, грозової діяльності, накопичення значної товщі снігу, проходження селів та ін. На кількість опадів у горах впливає орієнтація схилів стосовно руху атмосферних мас. Так, коли через підвітряні південно-західні макросхили Українських Карпат перевалюють циклони, на схилах цієї експозиції за рік випадає 1200 мм опадів, тоді як на північно-східних схилах — 790 мм. У передгір'ях Криму за рік випадає 300-500 мм, а на Ай-Петринському масиві 1000 мм. Спостерігається залежність між річними сумами опадів і експозиціями схилів Донецької, Приазовської та інших височин. Тут кількість опадів збільшується на 20-25 мм на 100 м висоти. Вплив Чорного й Азовського морів на формування кліматичних умов виявляється через бризову циркуляцію, особливо влітку. Завдяки цьому на віддалі 40-50 км від моря більше безхмарних днів, зростають суми сонячної радіації. Взимку моря підвищують температури повітря прибережних територій. Моря зменшують континентальність клімату Криму, їх вплив на суходіл сягає 140-280 км (Чорне море) і 90-120 км (Азовське море) за рахунок адвекції повітря.

Великі водосховища й озера, заболочені масиви, річки впливають на кліматичні умови прибережних територій. Рослинність і ґрунтовий покрив впливають на величину альбедо і поглиненої сонячної радіації. Свіжий сніг має відбивну здатність 80-90 %, а ліси, чорноземні ґрунти — лише 5-15 %. Наявність різних угідь (лісів, лук, орних земель), водойм, населених пунктів зумовлюють неоднорідності в розподілі сонячної радіації, радіаційного балансу, впливають на місцеву циркуляцію повітря.

Таким чином, взаємодія сонячної радіації, атмосферної циркуляції та земної поверхні зумовлюють інтенсивну трансформацію повітря над рівнинною частиною України і впливають на розподіл кліматичних величин.