Курсовая работа: Антарктические оазисы как природный комплекс

5. Климат

Известно, что климат Антарктиды — самый холодный, самый суровый на всем земном шаре. Антарктическое оледенение оказывает воздействие на климат всей Земли. Именно благодаря Антарктиде южное полушарие в целом холоднее северного. Радиационный баланс ледяной поверхности в Антарктиде, то есть соотношение радиации приходящей и расходуемой, за исключением двух-трех месяцев в году, всегда отрицателен.

Можно себе представить, под каким огромным воздействием со стороны гигантского материкового ледни_А находится климат маленьких антарктических оазисов. Безусловно, во всех основных чертах он определяется влиянием ледяной антарктической пустыни. Однако, несмотря на огромную зависимость от климатических условий, ледяного окружения, антарктические оазисы способны формировать свой местный климат с особой циркуляцией воздуха, радиационным и температурным режимом, облачностью и другими метеорологическими характеристиками. Наиболее ярко климатическая индивидуальность оазисов проявляется в летнее время.

Зимой во время полярной ночи различия в климатических условиях в оазисах и на окружающих льдах минимальны. Но как только появляется солнце, они делаются более заметны и ощутимы. Это объясняется, прежде всего, резкой разницей цвета скал и льда. Если светлая снежно-ледяная поверхность отражает около 80% поступающей радиации, то темные скальные породы – 15% и большую долю энергии солнца поглощают.

Радиационный баланс каменистой поверхности оазисов, начиная с ранней весны до поздней осени, то есть, исключая полярную ночь, положителен. Он положителен и в целом за год, достигая на побережье 35-40 ккал на кв. см. Поверхность горных пород в прибрежных оазисах нагревается солнцем до 20—30˚. Отмечались и более высокие температуры. Часть этого тепла передается в глубину, в результате происходит оттаивание мерзлых пород (за лето до глубины больше одного метра). Но основная часть тепла тратится на нагревание воздуха. В прибрежных оазисах температура летом в среднем на 3—4˚ выше, чем над окружающими лед_А_ами. Днем температура воздуха нагревается до 6-8˚. Среднесуточная температура воздуха в оазисе в летнее время оказывается положительной и равной около +2° С.

Воздух над оазисами, нагреваясь, удаляется от точки насыщения, иссушается. Влажность воздуха в Антарктиде в связи с низкими температурами и сухими, дующими с ледникового купола ветрами вообще мала. В оазисах Антарктиды влажность еще меньше и достигает значений, которые характерны для безводных пустынь и не превышает 30%. Количество осадков колеблется от 300 мм до 80 мм в год.

Сильное прогревание воздуха над скалами оазисов приводит к возникновению восходящих токов воздуха и образованию небольших кучевых облаков. Обычно они появляются около полудня и исчезают к вечеру.

Прогрев воздуха над оазисом приводит к появлению небольшого по размерам и не очень глубокого минимума давления атмосферы. Этот минимум давления вызывает местную циркуляцию, напоминающую бризовую или микромуссон, но в основном одностороннюю или прекращающуюся в ночные часы из-за остывания поверхности оазиса. Смены знака циркуляции при этом не возникает, так как нет условий для понижения температуры поверхности оазиса в ночное время ниже температуры поверхности окружающих ледников.

Можно выявить три режима циркуляции воздуха, свойственных для района оазиса.

Когда общая циркуляция очень слаба или на побережье царит штиль, что порой имеет место перед сменой погоды, циркуляция оазиса развивается симметрично относительно его площади в виде замкнутых в вертикальной плоскости колец.

При умеренной общей циркуляции над оазисом возникает асимметрия движения местных воздушных потоков, и тепло будет переноситься в большем количестве в направлении потока общей циркуляции.

Когда скорость общей циркуляции воздуха над Антарктикой достигает больших значений, береговые юго-восточные ветры полностью разрушают систему местной циркуляции воздуха над оазисом. Факел поднимавшегося над оазисом теплового воздуха вытягивается в горизонтальном направлении над поверхностью, и тепло переносится по направлению действия ветра.

5.1 Оазисный эффект

В качестве примера можно рассмотреть климатическую обстановку оазиса Ширмахера. Поверхность ледникового щита вблизи оазиса почти лишена покрова снега, т. е. на расстоянии свыше 10 км к югу и до высоты 1000 м над ним. В разгар антарктического лета поверхность льда буквально залита талыми водами, стекающими вниз к оазису. Причина усиления процессов таяния в районах, примыкающих к оазисам, по-видимому, вызвана теплом скал, вод и минеральных частиц, покрывающих поверхности льда.

Влияние оазисов на окружающий ледниковый покров выражается также в существовании перед северным краем оазиса так называемых внутриледниковых морских заливов. Так, шельфовый лед к северу от оазиса Ширмахера вплотную примыкает к выступающим частям оазиса, но там, где северная граница последнего отступает к югу, имеются пространства ровного темного льда, названные Е. С. Короткевичем морскими заливами. Обычные размеры их в плане около 200 X 400 м, и только один залив достигает 1 км в поперечнике. Заливы примыкают к приливным трещинам. Колебания воды в трещинах ритмичны и соответствуют приливно-отливным колебаниям уровня океана. Таким образом, морские заливы перед северным краем оазиса Ширмахера под шельфовым льдом сообщаются с открытым океаном и располагаются на уровне моря.

5.2 Вертикальное распространение оазисного эффекта

Горные оазисы напоминают прибрежные, но и отличаются от них. На каменной поверхности вертикальная зональность выражена весьма слабо и даже происходит ее инверсия. Тепло нагретых скал оазисов Виктории распространяется вверх на значительную толщину воздуха (табл. 2).

Таблица 2

Распределение температур по высотам

Высота, м	Лето – январь		Зима –июль
	Литл-Америка (лед)	Мак-Мердо (оазис)	Литл-Америка (лед)	Мак-Мердо (оазис)
0	-7,7	-3,6	-35,7	-31,2
1500	-11,1	-5,2	-27,7	-30,5
3000	-19,6	-21,4	-29,3	-32,9
5000	-33,4	-34,1	-43,5	-44,3

В таблице проведены две горизонтальные линии. Они отделяют нижний слой теплого воздуха в Мак-Мердо (оазис) от находящегося на той же высоте слоя холодного воздуха ст. Литл-Америка. Таким образом, нижний слой воздуха в Мак-Мердо теплее, чем на ст. Литл-Америка: зимой — до высоты нескольких сот метров, а летом — даже до высоты 2000 м. Цифры иллюстрируют вертикальный оазисный эффект. Оазис нагревает воздух на 4—5° выше по сравнению со льдом ст. Литл-Амернка, расположенной на шельфовом леднике. Но на высоте более 2000 м наблюдается обратная картина. Здесь теплый циклонический воздух распространяется над ст. Литл-Америка, находящейся и теплом секторе циклона. Распространение тепла оазиса кверху называется вертикальным оазисным эффектом.

Итак, оазисный эффект (горизонтальный и вертикальный) распространяется на несколько тысяч метров. Он вызывает таяние снега и льда даже в районах вечного мороза.

6. Внутренние воды

Антарктида — единственный материк на Земле, на котором нет постоянно текущих рек. Лишь в летнее время, когда происходит таяние снега и льда, в прибрежной части и в антарктических оазисах появляются временные реки и ручьи из талой воды, стекающие в океан или озера. Из рек, текущих в оазисах по руслам, проложенным в свободном ото льда грунте, наибольшую длину (около 30 км) имеет река Оникс в оазисе Райт на Земле Виктории. Чуть меньшую длину имеет река Виктории в том же оазисе. Густая сеть временных наледниковых ручьев оживает в летнее время в оазисах Бангера и Ширмахера, где они достигают в длину 20-30 км.

Поскольку все они питаются за счет таяния ледника, то их водный режим полностью определяется ходом температуры воздуха и солнечной радиации. Наибольшие расходы в них наблюдаются в часы наиболее высоких температур воздуха, то есть во второй половине дня, а наименьшие — в ночные часы, причем нередко в это время русла полностью пересыхают. Наледниковые ручьи и речки, как правило, имеют очень извилистые русла и соединяют многочисленные наледниковые озера. Открытые русла обычно заканчиваются не доходя до моря или озера, а водоток прокладывает свой путь дальше подо льдом или в толще ледника, наподобие подземных рек в карстовых районах. С наступлением осенних морозов сток прекращается, и глубокие с отвесными берегами русла заносятся снегом или перекрываются снежными мостами.

Озера, как и антарктические ручьи и речки, очень своеобразны. В прибрежных оазисах можно насчитать десятки сравнительно небольших озер. Интересно, что некоторые озера летом вскрываются и становятся свободны ото льда, другие никогда (по крайней мере за последние десятки лет) не освобождаются от сковавшего их ледяного покрова, и наконец, есть такие озера, которые несмотря на сильные морозы не замерзают даже в самые суровые зимы. К последним относятся соленые озера. Вода в этих озерах настолько минерализована, что температура ее замерзания намного ниже нуля.

Наиболее крупное из антарктических озер — озеро Фигурное в оазисе Бангера. Причудливо извиваясь среди холмов, оно тянется на 20 км. Площадь его равна 14,7 кв. км, а глубина превышает 130 м. Несколько озер площадью более 10 кв. км имеется в оазисе Виктории. Озера площадью до 8 кв. км находятся в оазисе Вестфолль.

Среди антарктических озер есть водоемы с весьма необычным распределением температуры по глубине. Особенно интересным в этом отношении оказалось озеро Ванда, расположенное в оазисе Райт (рис. 4). Длина его около 8, ширина более 1,5 км, а глубина достигает 66 м. Все 13,6 кв. км поверхности озера скованы льдом толщиной около 4 м, который по всем признакам сохраняется на озере по крайней мере в течение последних нескольких десятилетий. Только летом образуются узкие водяные забереги, которые быстро замерзают с наступлением осенних морозов. Непосредственно подо льдом температура воды, как и следовало ожидать, близка к 0°, однако с глубиной она быстро возрастает и у дна превышает 25°! В океане такую теплую воду можно найти только в тропическом поясе, а в озерах нашей страны даже в самые теплые летние дни вода редко прогревается до такой температуры.

Рис. 4