поверхность. В результате меньше нагревается и воздух, получающий тепло от земной поверхности. Поэтому в умеренных поясах холоднее, чем в жарком и смена времен года четко выражена. Чем ближе к полярному кругу, тем холоднее и длительнее зима. Солнце здесь никогда не оказывается в зените.

Холодные полярные пояса лежат выше полярных кругов. Лучи солнца там падают на поверхность Земли под большим углом, весьма слабо согревая ее. Вдобавок зимой Солнце по нескольку месяцев не появляется над горизонтом во время полярных ночей. Зимы в полярных поясах длительные и холодные, а лето короткое и не жаркое, несмотря на то, что во время полярных дней солнце вообще не заходит за горизонт. Продолжительность полярных дней и ночей увеличивается по мере продвижения от полярных кругов к полюсам. На Северном и Южном полюсах день и ночь длятся по шесть месяцев в году. Выше было сказано о том, что угол падения солнечных лучей для нагревания земной поверхности важнее продолжительности светового дня. Поэтому даже во время шестимесячного полярного дня температура на Северном и Южном полюсах остается невысокой. Летом температура на Северном полюсе в среднем составляет около 0 °C, а на Южном около – 12 °C.[35]

Поскольку воздух нагревается от земной поверхности, то его температура зависит не только от широты, продолжительности освещения и характера земной поверхности, но и абсолютной высоты над уровнем океана. Вспомните, что в тропосфере температура понижается на 6 °С с каждым километром высоты и что в горах снег может лежать даже летом.

Распределение суши и воды также влияет на температуру воздуха. Поскольку теплоемкость воды намного больше теплоемкости суши, то суша быстро нагревается и быстро остывает, а вода нагревается медленно, но и сохраняет дольше тепло. Поэтому воздух над сушей днем теплее, чем над водой, а ночью холоднее. По той же причине на прибрежных территориях лето прохладнее, чем на тех же широтах, но вдали от берегов, а зима теплее.

Вода сохраняет высокую теплоемкость в любом агрегатном состоянии. Сухой воздух нагревается и остывает быстрее, чем влажный. Если на территорию, удаленную от берега моря, приходит влажный морской воздух, то резких суточных перепадов температуры не будет. Приход же сухого воздуха из центра материка на побережье приведет к резким перепадам.

Кстати, максимальная температура воздуха, зарегистрированная на нашей планете, составляет 56,7°С (Долина Смерти, Калифорния, США), а минимальная –89,2 °С (станция «Восток» в Антарктиде).

Зональное изменение температуры воздуха по широте выражется в виде семи широтных тепловых поясов – один жаркий или тропический, два умеренных и два холодных и два морозных или полярных. Широтные пояса сменяются от экватора к полюсам.

Тепловые пояса Земли

Жаркий пояс расположен по обе стороны от экватора и ограничен среднегодовыми изотермами +20 °С. Эта область Земли получает больше всего солнечного тепла. В течение всего года здесь жарко, снег никогда не выпадает на равнинах, среднегодовая температура не опускается ниже +20 °С.

Умеренные пояса отделены от жаркого пояса среднегодовой изотермой +20 °С, а от холодных поясов – летней изотермой +10° С. Средняя температура самого теплого месяца не опускается здесь ниже +10 °С.

Холодные тепловые пояса расположены между летними изотермами +10 °С и 0 °С. Средняя температура самого теплого месяца здесь ниже +10 °С.

Морозные тепловые пояса расположены в полярных широтах, внутри летней изотермы 0 °С.

Изменения температуры воздуха отмечаются не только по широте, но и по долготе, с запада на восток, на одних и тех же широтах. Температуры воздуха внутри одного пояса могут сильно различаться. Так, например, средняя температура января в Братске составляет около –21 °С, а средняя температура января в городе Глазго, расположенном примерно на той же широте, составляет +4º °С. К месту можно вспомнить и те примеры, которые были приведены в предисловии.

Основной причиной столь неравномерного нагрева воздуха является чередование суши и воды, материков и океанов. Летом над материками, особенно вдали от берегов, воздух прогревается сильнее, а зимой сильнее остывает.

Если вы внимательно рассмотрите изотермы, то увидите, что средние значения температур воздуха в Северном полушарии несколько выше, чем в Южном при равном удалении от экватора. Изотерма наибольших среднегодовых температур Земли, называемая термическим экватором, расположена примерно на 10° северной широты, а не над географическим экватором, как можно было бы ожидать.

Причин тому три.

Во-первых, площадь суши Северного полушария вдвое больше, чем суши Южного полушария, а для средних значений температур быстрый нагрев суши важнее, чем высокая теплоемкость воды.

Во-вторых, весенне-летний период в Северном полушарии на неделю длиннее, чем в Южном. Это вызвано изменениями скорости движения Земли по орбите в течение года, которые обусловлены эллиптическим характером орбиты и законами движения.

В-третьих, в Южном полушарии расположен такой мощный «холодильник», как Антарктида, хранящий 90 % всех льдов суши. Количество этого льда поражает, оно равно 26 500 000 км3. Двадцать шесть с половиной миллионов кубических километров! Невозможно поверить, что когда-то эта территория была покрыта растительностью и населена множеством животных, вплоть до динозавров…

Ледяной покров Южного полюса гораздо мощнее ледяного покрова Северного полюса, потому что он лежит на промерзшей суше, а не на воде, которая хранит тепло и способствует таянию льдов.

Глава пятая. Циркуляция воздуха и осадки

«Дождь не падал с неба каплями, а лил потоком. Периодически этот поток превращался в сплошную стену, похожую на Ниагарский водопад. Казалось, что в небе опрокинули громадный бассейн, откуда вода разом хлынула на землю. Такой ливень в мгновение ока превращает равнины в озера, а ручьи – в многоводные реки; реки выходят из берегов и затопляют огромные пространства. В отличие от областей, лежащих в умеренном поясе, где мощь грозы обратно пропорциональна ее продолжительности, в Африке невероятно мощные грозы нередко растягиваются на несколько дней. Как может накопиться в тучах столько электричества? Откуда берется столь огромное количество водяных паров? Понять это невозможно, однако так оно и есть – мы словно бы переносимся в невероятную эпоху всемирного потопа».

Героям романа Жюля Верна «Пятнадцатилетний капитан» повезло – они укрылись от бури и ливня в огромном термитнике, где могли спокойно поразмыслить над тем, откуда берется столь огромное количество водяных паров.

Надо бы и нам разобраться с этим, а также с ветрами.

Перепады атмосферного давления вызывают перемещение воздуха из области высокого давления в область низкого, потому что давление в жидкостях и газах стремится к выравниванию. Горизонтальное движение воздуха относительно земной поверхности называется ветром.

Направление ветра определяют по той стороне горизонта, откуда он дует. Обратите