Окружающий нас мир чрезвычайно многообразен. Ледяные пустыни на северном и южном полюсах, непроходимая тайга или джунгли, степи и снова пустыни, но уже песчаные.
Источник энергии, поддерживающей жизнь — Солнце. Его излучение определяет климат на планете, смену времен года и суток. Поток солнечных лучей, приходящийся на единицу площади, называется инсоляцией. Количество солнечных лучей, падающих на Землю, зависит от расстояния между Солнцем и Землей, угла падения их на Землю, длины их пути через атмосферу. Земля движется вокруг Солнца по вытянутой, эллиптической орбите. Максимальное удаление приходится на дни летнего и зимнего солнцестояния (21 июня и 22 декабря), а минимальное — на дни весеннего и осеннего равноденствия (21 марта и 23 сентября) (рис. 2). Земная ось наклонена к плоскости орбиты на 23,5 градуса, поэтому когда Северный полюс отклоняется от Солнца, в северном полушарии наступает зима, а в южном, наоборот, лето. Сезонные колебания выражены тем сильнее, чем дальше от экватора находится местность.
Наименьший поток солнечной энергии приходится на зоны полюсов. Холодный, суровый арктический и антарктический климат связан с тем, что солнечные лучи падают под большим углом, проходя более длинный путь через атмосферу. Жаркие экваториальные страны обязаны своим климатом почти отвесному падению лучей. Благодаря физическим законам рассеивания солнечного света более жесткая («фиолетовая») компонента солнечного излучения преимущественно приходится на полюса, а более «красная» часть спектра — на экваториальные области. Возможно, поэтому загар, полученный в средней полосе или на Балтийском море, отличается от южного.
Источник энергии, поддерживающей жизнь — Солнце. Его излучение определяет климат на планете, смену времен года и суток. Поток солнечных лучей, приходящийся на единицу площади, называется инсоляцией. Количество солнечных лучей, падающих на Землю, зависит от расстояния между Солнцем и Землей, угла падения их на Землю, длины их пути через атмосферу. Земля движется вокруг Солнца по вытянутой, эллиптической орбите. Максимальное удаление приходится на дни летнего и зимнего солнцестояния (21 июня и 22 декабря), а минимальное — на дни весеннего и осеннего равноденствия (21 марта и 23 сентября) (рис. 2). Земная ось наклонена к плоскости орбиты на 23,5 градуса, поэтому когда Северный полюс отклоняется от Солнца, в северном полушарии наступает зима, а в южном, наоборот, лето. Сезонные колебания выражены тем сильнее, чем дальше от экватора находится местность.
Наименьший поток солнечной энергии приходится на зоны полюсов. Холодный, суровый арктический и антарктический климат связан с тем, что солнечные лучи падают под большим углом, проходя более длинный путь через атмосферу. Жаркие экваториальные страны обязаны своим климатом почти отвесному падению лучей. Благодаря физическим законам рассеивания солнечного света более жесткая («фиолетовая») компонента солнечного излучения преимущественно приходится на полюса, а более «красная» часть спектра — на экваториальные области. Возможно, поэтому загар, полученный в средней полосе или на Балтийском море, отличается от южного.
Вращение Земли вокруг своей оси обусловливает не только смену дня и ночи, но и суточные изменения температуры, которые несколько отстают от изменения инсоляции: обычно теплее всего бывает в середине второй половины дня, а холоднее — перед восходом Солнца.
Солнечная и геомагнитная активность оказывают влияние на жизнедеятельность организмов. В середине XIX в. астрономы-любители Г. Швабе и Р. Вольф впервые установили факт изменения числа солнечных пятен со временем, причем средний период этого изменения составляет примерно 11 лет. В нашей стране в двадцатых годах прошлого столетия влияние Солнца на здоровье людей было описано исследователем A. Л. Чижевским в диссертационной работе «О периодичности всемирно-исторического процесса». В ней были подробно рассмотрены некоторые взаимосвязи и корреляции (в том числе и такие, как корреляция между солнечной и геомагнитной активностью и вероятностью рождения детей с пороками развития). И все же вопрос не полностью изучен, и к публикуемым наблюдениям следует относиться с известной осторожностью.
Излучение Солнца проходит через атмосферу, оно не задерживается водой или водяными парами. Часть энергии отражается от поверхности Земли, но обратно возвращается в виде более мягкого теплового излучения, для которого влажная атмосфера является препятствием. Оно задерживается и возвращается на Землю. Таким образом, атмосфера служит своеобразной «теплицей» для Земли, где роль прозрачной крыши играют облака и пары воды, которые являются хорошим подспорьем в образовании «парникового эффекта».
Понятие «парникового эффекта» появилось еще в конце XIX в. Сущность его в том, что слой воздуха обогащенного С02, хорошо пропускает солнечную радиацию, но задерживает длинноволновое тепловое излучение Земли. Отраженный земной поверхностью солнечный свет в инфракрасной области поглощается в тропосфере и нижних слоях стратосферы, приводя к повышению их температуры. Подобное явление может привести к глобальному потеплению климата на Земле, а следовательно, возникает угроза таяния ледников и частичного затопления суши.
В 1975 г. сотрудники Калифорнийского университета Молина и Роуленд опубликовали результаты теоретических исследований, где предсказали, что накопление хлорфторуглеродов (фреонов) в атмосфере может привести к разрушению озонового слоя, который служит неким «защитным экраном» от воздействия вредных ультрафиолетовых лучей на поверхность Земли, а также препятствует охлаждению планеты. В 1987 г. английские ученые опубликовали данные, что озоновая дыра над Антарктидой занимала площадь 8 млн км2, а количество озона в этой области сократилось почти вдвое. Местами эта дыра вышла за пределы Антарктиды, захватив Мельбурн. При этом в Австралии значительно возросла заболеваемость меланомой — раком кожи. Также в 1994 г. было обнаружено, что гигантская озоновая аномалия захватила территории Западной, Восточной Европы, бывшего СССР, США, над которыми на протяжении 12 мес. озоновый слой уменьшался на 10—15 %, а в отдельные месяцы — на 20—40 %.
Неравномерность нагревания атмосферы служит причиной ее циркуляции — перемещения воздушных масс. Теплый воздух экватора поднимается вверх и расходится к полюсам, а на смену ему приходит более холодный воздух. На полюсах он охлаждается и опускается вниз. Из-за вращения Земли потоки воздуха отклоняются в Северном полушарии — по часовой стрелке, а в Южном — в противоположном направлении. У экватора отклоняющие силы равны нулю, а на полюсах — максимальны, поэтому экваториальные области характеризуются штилями, а на полюсах дуют холодные круговые ветры. На циркуляцию атмосферы влияет и множество других факторов — неравномерность прогревания океана и суши, горные массивы, встающие преградой на пути воздушных масс (так, Гималаи защищают Индию от вторжения холодных масс с севера, а Скалистые горы препятствуют попаданию в США холодного воздуха из Канады). Часто области, прилегающие к горам с разных сторон, различаются по климату.
