Учебно-методический комплекс дисциплины «Климатология и метрология» для специальности 5М060800 «Экология» учебно-методические материалы

5. Снежный покров

В таянии снежного покрова основную роль играет перенос тёплых воздушных масс с температурой выше нуля. Нагревание снега солнечной радиацией имеет второстепенное значение вследствие большого альбедо снега. Но загрязнённый снег, например в городах, нагревается солнечными лучами больше и тает быстрее, чем чистый.

1. Снежный покров является продуктом атмосферных процессов и, следовательно, климата, но в то же время он сам влияет на климат, как и на другие составляющие географического ландшафта. Температура на поверхности снежного покрова ниже, чем на поверхности почвы, не покрытой снегом, так как снег обладает исключительно высоким альбедо (80–90%). В то же время шероховатая поверхность снега сильно излучает, Малая теплопроводность снега приводит к тому, что потеря тепла с поверхности снежного покрова не покрывается притоком тепла из более глубоких его слоёв и из почвы. Поэтому почва, покрытая снегом, сохраняет зимой достаточно высокую температуру. На этом основано и озимое земледелие: снежный покров предохраняем всходы от вымерзания. По наблюдениям в Ленинграде, поверхность почвы под снегом в январе в среднем на 15ºС теплее, а за зиму на 5–7ºС теплее, чем поверхность почвы, искусственно обнажённая от снега. Даже на глубине в несколько десятков сантиметров почва под снегом теплее, чем обнажённая почва.

2. Чем тоньше снежный покров зимой, тем сильнее промерзание почвы при прочих равных условиях. В Восточной Сибири и Забайкалье снежный покров очень невелик (в Забайкалье менее 20 см) вследствие господствующего там зимой высокого атмосферного давления; но температуры на поверхности снега зимой очень низкие. Поэтому в Иркутске, например, почва промерзает под снегом в среднем до глубины 177 см. В то же время в лесах Московской области почва под снегом обычно не промерзает вовсе.

3. Снежный покров охлаждает воздух. Над ним образуются значительные приземные радиационные инверсии температуры. Весной, при таянии снежного покрова, приток тепла идёт на таяние снега, и температура воздуха остаётся близкой к нулю до тех пор, пока снег не стает. В тёплом воздухе, перемещающемся над тающим снежным покровом, могут возникать так называемые весенние инверсии температуры.

4. Запасы воды, накапливаемые за зиму в снежном покрове, примерно на 50% обеспечивают питание рек умеренных широт. С весенним таянием снега связаны половодья на его равнинных реках. Высота половодья зависит не только от накопленных за зиму запасов снега, но и от быстроты его таяния и от свойств поверхности почвы. Особенно высоки половодья, если снег осенью выпадает на замерзшую почву: весной талые воды вследствие этого не впитываются в почву, а стекают.

5. Наличие снежного покрова сильно повышает освещенность. Рассеянная радиация увеличивается вследствие отражения как прямой, так и рассеянной радиации от снежного покрова и вторичного её рассеяния; поэтому повышается и освещённость. Сильное отражение и рассеяние света снегом в горах может вызвать временную слепоту у альпинистов. Особое значение имеет «снежная» добавка к рассеянной радиации в Арктике и Антарктике летом.

Высота снежного покрова изменяется как в течение зимы, так и по годам. На юго-западе в течение всей зимы высота снега невелика и изменяется от 2–3 см в начале зимы до 6–7 см в её конце. В холодные зимы могут наблюдаться значительные снегонакопления (до 30 см). На центральных возвышенностях и в северо-восточной части РБ величины снегонакопления изменяются от 5–10 до 20–23 см. В каждой из декад в феврале–марте возможен снежный покров глубиной 40–45 см в центре Беларуси и 50–60 см на северо-востоке.

Обычно при характеристике снежного покрова оперируют максимальной за зиму высотой. Высота снежного покрова в среднем многолетнем нарастает от 15 см на юго-западе до 30 см и более на северо-востоке. Заметное увеличение высоты снега отмечено на возвышенностях и снижение – в долинах рек. В малоснежные зимы на юго-западе максимальная высота достигает 3–5 см, на северо-востоке 10–12 см. В многоснежные зимы высота по всей республике составляет 50-60 см. Абсолютный максимум отмечен на Свенцянской возвышенности на ст. Лынтупы – 72 см (март 1968 г.).

Плотность снега изменяется в течение зимы: от 0,2–0,24 г/см³ в декабре до 0,29–0,36 г/см³ в марте. Плотность тающего снега ещё больше – 0,8 г/см³.

Снеговая линия зависит как от температурного режима, так и от количества осадков, выпадающих в твёрдом виде. В полярных широтах она очень низкая, так как даже летом отрицательные температуры начинаются там на небольшой высоте или на самом уровне моря. На Маточкином Шаре (76° с.ш.) высота снеговой линии равна 700 м, на Шпицбергене – 300–500 м, на севере Земли Франца-Иосифа – 50–100 м. В южном полушарии с его более холодным летом снеговая линия лежит ниже: на о. Южная Георгия (54° ю.ш.) уже на высоте 500 м, а Южные Шетландские острова (62° ю. ш.) всегда покрыты снегом.

По мере приближения к тропикам снеговая линия повышается: вблизи тропика она достигает 5300 м, а в отдельных горных системах – почти 6000 м. Ещё ближе к экватору, где осадки возрастают, снеговая линия снижается в среднем до 4600 м.

С увеличением континентальности климата, т.е. повышением летних температур и с общим уменьшением осадков, снеговая линия повышается. В Альпах её высот 2500–3200 м, на Кавказе 2700–3900 м, на Памире 4500–5500 м, на Каракоруме 5600–5900 м. На Кавказе снеговая линия быстро повышается в направлении с запада на восток, по мере удаления от Чёрного моря и уменьшения осадков. На западе Кавказа она лежит на высоте 2700–2900 м, а в Дагестане поднимается до 3500–3650 м.

На южных склонах снеговая линия вообще лежит выше, чем на северных. Так, на Алтае на северных склонах гор она проходит на высоте около 4000 м, а на южных – около 4800 м.

Однако если на южных склонах больше осадков, чем на северных, то снеговая линия на них может лежать ниже. Например, на южном склоне Эльбруса она проходит на высоте 3500–3600 м, а на северном – около 3850 м.

В умеренных широтах особенно богаты осадками западные склоны гор, открытые действию преобладающих ветров. Снеговая линия проходит на них наиболее низко. В тропиках, наоборот, более влажными склонами могут быть восточные, и снеговая линия на них снижается. Внутри горной системы снеговая линия поднимается вследствие более сильного дневного нагревания, на периферии она понижается. В затененных местах (в каровых углублениях и отрицательных формах рельефа) снега и ледники могут опускаться значительно ниже среднего положения снеговой линии.

Указанные данные относятся к снеговой линии, т.е. к наиболее высокому за год положению границы снега в горах. Кромка снега в горах всё время изменяется в течение года: зимой она удаляется от снеговой линии, а летом приближается к ней.

1. 
   Низовая метель, при которой снег поднимается ветром с поверхности снежного покрова. В случае если перенос снега ветром ограничивается самым нижним слоем атмосферы, метель называется поземок
   
2. 
   Общая метель – хаотическое движение частиц снега, при котором трудно определить, переносится ли выпадающий снег или снег срывается с поверхности снежного покрова, видимость ухудшена.
   

Метели в Республике Беларусь чаще всего (50%) возникают при перемещении циклонов с запада на восток, около 25% – с северо-востока на юг и 25% – связано с выходом южных циклонов к северу. Иногда метели образуются на периферии мощных антициклонов (наиболее продолжительные).

Метели ухудшают видимость, образуют снежные заносы. Этим нарушают работу железнодорожного и автомобильного транспорта. Метели нарушают равномерное распределение снежного покрова на полях, что может привести к вымерзанию озимых и многолетних трав на возвыш. и вымоканию в низинах.

Число дней с метелью в Беларуси изменяется, от 10–15 на юге и в пониженных местах до 25–30 на севере и возвышенностях. Метели возможны с октября по апрель, наиболее активная метелевая деятельность в январе и феврале (3–8 дней в месяце).

В холодные зимы число дней с метелью может увеличиваться в 2 раза, а в тёплые – вообще не отмечаться.

Отдельные метели обычно продолжаются до 6–7 ч, но иногда длятся и по несколько суток. Так, в феврале 1956 г. в Витебске – 5,5 сут., в феврале 1969 г. в Мозыре – 4 сут. Метели не имеют чёткого суточного хода и возможны в любое время суток.

Длительные метели (12 ч и более), с большой скоростью ветра (15 м/с и более) и значительным ухудшением видимости (менее 50 м в течение 3 и более ч) относят к разряду особо опасных явлений. Такие метели редки в Беларуси – 1 день с метелью за сезон в 3–6 лет.