Климат Крыма

Раздел: Научная литература 

Солнце, наблюдаемое на полюсах Земли, и Солнце у тропиков или на экваторе не одно и то же: оно ведет себя в этих местах по-разному. На полюсе Солнце почти полгода не заходит или, наоборот, совсем не поднимается над горизонтом, а на экваторе продолжительность светлой части суток в течение года остается неизменной и равна двенадцати часам. То же надо сказать и о полуденной высоте Солнца над горизонтом: на разных широтах и в разное время года эти высоты неодинаковы.

Известно, что расположение местности в том или ином полушарии и поясе сказывается прежде всего на ряде астрономогео- графических особенностей этой местности. Вид звездного неба, например, совершенно различен, если наблюдать за ним на Ылю- сах, в тропиках или на экваторе. Следовательно, географ, изучающий местность, может, а пожалуй, и должен изучать ее также и с точки зрения особенностей астрономических явлений, наблюдаемых в этой местности, что считается задачей и предметом астрономической географии.

Одна из самых практически важных задач астрономической географии — дать характеристику тех явлений, которые связаны с Солнцем, например изменения в разные времена года продолжительности дня, ночи и сумерек, полуденной высоты Солнца над горизонтом и положения точек восхода и захода Солнца на линии горизонта. Интересно также для аэрофотосъемки, например, знать длину тени предметов, выраженную в долях их высот, на определенных широтах, для определенного времени года и дня; для проектировщика населенных пунктов — знать движение и длину теней зданий при различных направлениях улиц, и т. д.

Ряд таких сведений о «поведении» Солнца необходим для общего представления о приходе тепла и условиях освещенности в том или ином районе, так как Солнце — это единственный источник тепла и света на земной поверхности. Все другие источники настолько ничтожны, что их можно совершенно не учитывать.

Хотя Солнце является постоянным источником тепла и света, величина и режим солнечной радиации, воспринимаемой поверхностью Земли как экраном, в основном зависят от географической широты места. На некоторые особенности режима оказывают влияние, и немалое, и земные факторы, адгодш&в-- нием места по широте не связанные, напрМер облачность, запыленность атмосферы, рельеф и другие, но об этом будет сказано ниже.

Начиная с 22 июня во всем северном полушарии Земли продолжительность светлой части суток начинает уменьшаться, но с неодинаковой скоростью. В местах более северных (Ленинград) она уменьшается быстрее, в более южных (Крым) — медленнее. При этом точки восхода Солнца с каждым днем все больше смещаются к точке востока, точки захода все больше смещаются к точке запада. Солнце с каждым днем поднимается в полдень все ниже и описывает по небосводу все меньшие дуги.

В этот день (22 июня) гражданские сумерки  в Крыму, как утренние, так и вечерние, продолжаются по 38 мин. Во время гражданских сумерек настолько светло, что на открытом месте можно выполнять любые работы, а в комнате у окна можно читать и писать, не прибегая к искусственному освещению. Переход от вечерних гражданских сумерек к ночи характеризуется настолько незначительным освещением, что становится невозможно читать, разбирать карту или циферблат часов, рассматривать мелкие детали предметов. С окончанием гражданских! сумерек полагается включать уличное освещение в городах и сигнальные огни на транспорте. На параллели 60° с. ш. как утренние, так и вечерние гражданские сумерки в день летнего солнцестояния продолжаются по 1 часу 45 мин.

Угол 68°30' — наибольший угол высоты Солнца в полдень на широте 45°. Скажут, что такой угол наклона солнечных лучей в полдень 22 июня можно наблюдать и на других широтах, например на 2° с. ш., т. е. в жарком поясе, вблизи экватора. Это действительно так. Однако необходимо добавить, что хотя полуденный наклон солнечных лучей в этом случае и равен 68°30', они направлены не с южной, как в Крыму, а с северной половины небосвода.  Кстати, на 2° ю. ш; полуденная высота Солнца тоже может быть равной 68°3(У, но это бывает не 22 июня, а 22 декабря, когда Солнце в полдень светит с южной половины небосвода.

Из сказанного нельзя сделать вывод, что в Крыму, на 45° с. ш., наблюдаются точно такие же условия прихода солнечных лучей, как и вблизи экватора, если принять, что солнечные лучи падаюг не на горизонтальную площадку, а на наклонную. Площадка в Крыму, расположенная даже перпендикулярно направлению солнечных лучей, не получает в полдень того же количества тепла и света, что горизонтальная площадка на экваторе, при прохождении Солнца через зенит.

Крым получает тепла и света меньше, и это происходит потому, что на его широте солнечным лучам приходится проходить значительно большую толщу атмосферы, чем вблизи экватора, и поглощение их ею здесь больше.

Следует еще добавить, что на 45° ю. ш. условия для прихода солнечных лучей (при прочих равных обстоятельствах) одинаковы с условиями на 45° с. ш., только Солнце в полдень там светит с северной половины небосвода, как и во всем умеренном поясе южного полушария, и это наблюдается 22 декабря.

Вернемся снова к вопросу о «поведении» Солнца в Крыму. Как было сказано выше, начиная с 22 июня, т. е. со дня летнего солнцестояния, продолжительность светлой части суток уменьшается, Солнце описывает по небосводу все меньшие дуги, с каждым днем уменьшается его полуденная высота, а точки восхода и захода Солнца с каждым днем все больше приближаются к точкам востока и запада. Через три месяца, 22 сентября (средняя дата), наступает день осеннего (сентябрьского) равноденствия. В этот день Солнце восходит в Крыму в 6 час. 25 мин. в точке востока. Поднимаясь над горизонтом по южной половине небосвода, Солнце в 12 час. 39 мин. достигает наибольшей высоты, равной 45°. После этого оно начинает опускаться и в 18 час. 38 мин. заходит за линию горизонта в точке запада. В полдень 22 сентября солнечные лучи падают на горизонтальную площадку под углом 45°.

Таким образом, 22 сентября длительность светлой части суток равна 12 час. 13 мин. В этот день (день астрономического равноденствия) продолжительность светлой части суток на всей Земле одинакова, но вследствие рефракции равна не 12 часам, а 12 час. 13 мин. Только 26 сентября продолжительность дня и ночи становится одинаковой. 22 сентября гражданские сумерки в Крыму, как утренние, так и вечерние, продолжаются по 28 минут.

Начиная со дня осеннего равноденствия светлая часть суток в северном полушарии сокращается, полуденная высота Солнца уменьшается, точки восхода и захода Солнца смещаются с каждым днем от точек востока и запада к югу и достигают предельного расстояния от точки севера (125°) 22 декабря. Это — день зимнего (декабрьского) солнцестояния. В этот день Солнце на 45° с. ш. восходит в 8 час. 15 мин. в точке горизонта, которая отстоит от точки севера на 125°. В 12 час. 39 мин. Солнце достигает своей наибольшей высоты.

Достигнув наибольшей высоты над горизонтом, Солнце начинает опускаться и в 17 час. 00 мин. заходит за линию горизонта в точке, отстоящей от точки севера на 125° к западу. 22 декабря продолжительность светлой части суток в Крыму наименьшая и равна 8 час. 45 мин. Это — самый короткий день на всей 45-й параллели северной широты. Гражданские сумерки 22 декабря продолжаются по 35 минут. Из всех месяцев года декабрь имеет наименьшее число часов возможного солнечного сияния. Средняя продолжительность светлой части суток в декабре с учетом рефракции, но за вычетом продолжительности утренних и вечерних сумерек равна 8 час. 50 мин., и декабрь имеет самый низкий процент числа часов возможного солнечного сияния, а именно около 37% месячного числа часов. На параллели 60° с. ш. 22 декабря продолжительность светлой части суток 5 час. 51 мин., солнечные лучи в полдень падают на горизонтальную площадку под углом 6°3(У, гражданские же сумерки продолжаются по одному часу.

Начиная с 22 декабря во всем северном полушарии продолжительность светлой части суток с каждым днем увеличивается, высота Солнца в полдень возрастает, точки восхода и захода Солнца приближаются к точкам «остока и запада соответственно и Солнце описывает по небосводу все большие дуги. Благодаря рефракции продолжительность дня и ночи одинаковая уже 18 марта.

22 марта наступает день весеннего (мартовского) равноденствия. Солнце восходит в точке востока в 6 час. 40 мин., в 12 час. 39 мин. достигает наибольшей высоты над горизонтом, равной 45°, и в 18 час. 52 мин. заходит за линию горизонта в точке запада. Условия солнечной освещенности в этот день во всем сходны с условиями освещенности в день осеннего равноденствия.

Светлая часть суток, достигшая в этот день (день астрономического равноденствия) продолжительности 12 час. 13 мин., продолжает увеличиваться, Солнце с каждым днем поднимается в полдень все выше и выше, описывает все большие дуги по небосводу, а точки восхода и захода все больше смещаются к точке севера. Такой режим устанавливается до дня летнего солнцестояния, с которого мы начали наш разбор условий солнечной освещенности в различные дни в Крыму.

Так как полуденная высота Солнца в Крыму сравнительно большая, приходится заботиться не столько о лучшем освещении помещений, сколько, наоборот, о некотором их затемнении. Поэтому нет ничего удивительного, что дома старой постройки в Крыму, в возведении которых сказывался вековой опыт коренного населения, окружены с восточной и южной сторон узким коридором, часто застекленным (галереей), или длинным крытым балконом. Это, по-видимому, весьма давняя традиция, так как подобные крытые галереи мы встречаем в реконструкциях зданий древнегреческой постройки на юге нашей страны и в странах Средиземноморья. Реже, но все еще встречаются дома, карнизы крыш которых выступают на один-пол- тора метра от стен. Летом такие карнизы препятствуют проникновению солнечных лучей в глубь комнат, а зимой, при низком стоянии Солнца, даже в полдень, не мешают лучам проникать в самые отдаленные углы комнат, конечно при окнах соответствующей экспозиции.

Для ясного понимания условий освещенности необходимо еще указать, что продолжительность дня, т. е. светлой части суток, не есть продолжительность освещения пункта наблюдения прямыми солнечными лучами. Продолжительность освещения зависит не только от широты, но и от рельефа местности, т. е. от фактора, с широтой не связанного. Возвышенности, из-за которых Солнце появляется при восходе или за которыми оно может скрываться при движении по небосводу, а также при заходе, сокращают продолжительность освещения места наблюдения прямыми солнечными лучами. В таких случаях надо иметь в виду так называемую закрытость горизонта или, точнее, небосвода, которая зависит также и от положения на линии горизонта точек восхода и захода Солнца, изменяющихся в течение года в определенных пределах.

Так, освещенность Феодосии и Евпатории при прочих равных условиях значительно лучше, чем освещенность Ялты, ибо Ялту с северо-востока и запада окружают возвышенности, которые как раз летом значительно сокращают время освещения прямыми солнечными лучами. Солнце здесь восходит позднее и заходит раньше. В еще большей степени влияет рельеф на продолжительность освещения в центральных частях Крымского государственного заповедника, в глубокие ущелья которого' почти не проникают прямые солнечные лучи.

Сравнивая данные таблицы, особенно для июня и декабря, необходимо иметь в виду, что количество тепла зависит не только от продолжительности дня и полуденной высоты Солнца, но и от количества водяного пара в атмосфере, ослабляющего солнечные лучи (на широте 60° летом водяного пара меньше, чем в Крыму).

Выше было отмечено, что продолжительность самого длинного дня на средней широте Крыма не менее 15 час. 37 мин. В связи с этим интересно вспомнить, что еще во II веке нашей эры александрийским географом и астрономом К. Птолемеем, определившим географические координаты некоторых пунктов Крыма (конечно, с помощью имевшихся в те времена средств), в книге «Географическое руководство» указывалось, что продолжительность самого длинного дня в Феодосии (45° с. ш.) равна 15 час. 50 мин. Точность, надо сказать, исключительная!

Крым, как мы видим, среди прочих местностей Европейской территории СССР, исключая Кавказ и районы Средней Азии, получает наибольшее количество солнечной энергии.

Закономерные изменения продолжительности светлой части суток и полуденной высоты Солнца определяют суточный и годовой ход (режим) солнечной радиации. Однако на величину солнечной радиации влияет не только географическая широта, но и факторы, с ней не связанные, например облачность, запыленность и другие «помехи» в атмосфере, т. е. все то, что связано с режимом циркуляции. Режим солнечной радиации и его особенности — вот что в первую очередь характеризует климат.

Наука о климате — климатология — различает следующие виды солнечной радиации: прямую, рассеянную и суммарную.

Прямая солнечная радиация — это та часть радиации, которая в виде солнечных лучей исходит непосредственно от диска Солнца и достигает земной поверхности. Для Крыма ее годовая сумма значительна — колеблется от 68 больших калорий на 1 кв. см (Керчь) до 81 большой калории (Крымский заповедник и, возможно, Яйла)

Открытые пляжи Феодосии и Евпатории получают при прочих равных условиях больше прямой солнечной радиации за день, чем пляжи Ялты или Симеиза, окруженные с востока и запада большими возвышенностями, из-за которых Солнце во многих пунктах Южного берега Крыма восходит позднее и заходит раньше, и тем самым сокращается время освещения прямыми солнечными лучами.

Для горной части Крыма (Крымский заповедник, Большой каньон Крыма), для всех участков с сильно пересеченной местностью, существенное значение имеет также различная ориентировка склонов глубоких долин и их крутизна.

Летом наибольшие суммы прямой солнечной радиации получают предгорья, северные склоны Яйлы и открытые побережья. По направлению к северо-востоку и на Южном берегу замечается некоторое ее уменьшение, что объясняется увеличением здесь облачности и влажности атмосферы.

Зимой положение меняется. Так как день становится короче, высота Солнца меньше, а облачность увеличивается, резко уменьшается приход солнечной радиации. С подъемом в горы радиация, вообще говоря, увеличивается (увеличивается прозрачность атмосферы, уменьшается облачность), однако в некоторых местах (Бабуган-Яйла) величина прямой солнечной радиации уменьшается из-за метелей и снежных вихрей.

Весной прямая солнечная радиация значительно больше, чем осенью. При этом наблюдается ц ее интенсивное нарастание.

Таким образом, наибольшие суммы прямой радиации Крым получает летом (до 50% годовой), наименьшие — зимой (от 4 до 6% годовой). Зимой же наблюдается и наиболее неравномерное ее распределение: наибольшие суммы прямой солнечной радиации получают северные предгорья, наименьшие — Керченский полуостров и Присивашье.

Элергия солнечных лучей, попадая в земную атмосферу, испытывает разнообразные изменения. Из-за облачности, запыленности и некоторых других явлений в атмосфере солнечная радиация рассеивается, т. е. отклоняется от прямолинейного пути распространения, и поступает на Землю не только непосредственно от диска Солнца, но и со всех точек небосвода. Эту часть радиации называют рассеянной солнечной радиацией.

Рассеянная радиация в Крыму значительно меньше прямой.. Она составляет 50—70% прямой радиации. Годовые суммы ее колеблются от 42 ккал/см2 (Ферсманово, южнее Симферополя) до 54 ккал/см2 (вершина Ро,ман-Кош на Бабуган-Яйле).

Летом суммы рассеянной радиации больше в восточной части Крыма и в горах вследствие увеличения облачности. Зимой распределение радиации более равномерное, причем она увеличивается с севера на юг (максимум в горном Крыму). Вообще же рассеянная радиация в Крыму возрастает по направлению на юго-восток и восток и достигает своего наибольшего значения на Керченском полуострове. Северные предгорья, как ни странно, характеризуются малыми суммами рассеянной радиации. Весной суммы рассеянной радиации меньше сумм прямой, но бывает и так, что в один из весенних месяцев рассеянная радиация все же преобладает над прямой.

Общее количество солнечной радиации, приходящей на земную поверхность, равное сумме прямой и рассеянной радиации,, называют суммарной солнечной радиацией.

Суммарная солнечная радиация составляет в Крыму за год. от 112 до 128 ккал/см2, т. е. достигает здесь самых больших величин по сравнению с местностями Европейской территории СССР, находящимися к северу от параллели 45° с. ш. Из них зимой Крым получает 10%, весной 30, летом 40 и осенью 20%.. Наибольшие суммы получают, конечно, горы (яйлы), наименьшие—Севастополь и Керчь (здесь влияют местные причины) .

Таким образом, величина суммарной радиации, интенсивно" возрастая с весны, в июле является наибольшей и резко уменьшается в октябре. Тем не менее, осень в Крыму теплая (теплее- весны), что объясняется влиянием не только радиационных факторов, но и другими причинами (см. стр. 53). Летом суммарная радиация наибольшая в западной части центрального1 Крыма и на "Яйле, а наименьшая — на склонах Яйлы, Керченском полуострове и на Южном берегу Крыма.

О режиме солнечной радиации в Крыму дает наглядное ^представление рисунок, на котором приведены данные станции Карадаг  9 много лет ведущей регулярные наблюдения.

График годового хода осадков в окружающем станцию районе показывает зависимость прямой, рассеянной, а следовательно, и суммарной радиации от осадков (очевидно, что и от связанной с ними, хотя и не всегда, облачности).

Изучение географического распределения солнечной. радиации на Европейской территории СССР показало, что годовой приход суммарной солнечной радиации на побережье Белого моря составляет 70 ккал/см , на широте Ленинграда—80, на широте Москвы — 90, на широте Киева—100 и на широте Крыма—120 ккал/см2. Иными словами, величина годового прихода суммарной солнечной радиации возрастает по направлению с севера (от северного полярного круга) на юг (до Крыма) почти вдвое.

Что же касается годовых изменений высоты подъема Солнца •в полдень, продолжительности светлой части суток, утренних и вечерних сумерек и других явлений, связанных с видимым движением Солнца, то все эти данные характеризуют солнечный

(солярный) климат Крыма, зависимость которого от широтьи также очевидна.