Влияние рельефа на микроклимат

Неровности поверхности с разностями высот порядка сотен или де­сятков метров влияют на мезо- и микроклимат в основном также, как и крупномасштабный рельеф на общие условия климата. Основная роль в микроклимате пересеченной местности принадле­жит экспозиции, т.е. ориентации склонов относительно стран света, а также формам рельефа. Неравномерное распределение солнечной ра­диации по склонам разной крутизны и ориентации является одной из основных причин возникновения термических различий подстилающей поверхности в условиях изрезанного рельефа.

Наиболее высокие температуры почвы, как показывают наблюдения, отмечаются на юго-западных склонах. Различия в нагревании почвы на склонах различной экспозиции сказываются и на распределении темпе­ратуры воздуха, что может отразиться на характере растительности.

Разность температур на южных и северных склонах холмов в ясную погоду днем может достигать у земной поверхности несколько граду­сов, но на высоте 2 м она обычно составляет всего несколько десятых долей градуса. В пасмурную погоду, естественно, различия в темпера­туре на склонах сглаживаются.

Увеличение колебаний температуры в вогнутых формах рельефа и ее уменьшение на вершинах холмов четко проявляются не только в условиях макрорельефа, но и микрорельефа. Особенно велики разли­чия в минимальных температурах. Разности абсолютных минимумов могут достигать 15⁰C на высоте метеорологической будки. Это объяс­няется стоком холодного воздуха по склону местности и ослабленным обменом воздуха в низинах. Влияние рельефа, наиболее четко прояв­ляющееся в распределении минимальных температур, сказывается и на длительности безморозного периода. В таблице 9.2 приведены дан­ные об изменении средних дат заморозков в зависимости от рельефа.

Интенсивность заморозков также находится в сильной зависимости от формы рельефа. Это влияние проявляется даже при самых малых разностях высот. Разницы температур почвы и прилегающих слоев воз­духа на грядках и между грядками могут достигать нескольких градусов.

В горных районах вследствие термической неоднородности вдоль склона и разности температур в приземном слое над склоном и в сво­бодной атмосфере на той же высоте возникают местные циркуляции.

Воздействие холмистого рельефа на ветер наиболее отчетливо прослеживается при антициклонических условиях погоды и небольших скоростях основного потока. Ночью в холмистом рельефе с вершины и склонов воздух стекает вниз под влиянием силы тяжести и получает еще дополнительное ускорение за счет горизонтальной термической неоднородности склон - атмосфера. На смену стекающему охлажден­ному воздуху из атмосферы поступает более теплый воздух. Прямым следствием такого процесса является возникновение или усиление тер­мической неоднородности вдоль склона: температура убывает от вер­шины и верхних частей склона вниз. По мере уменьшения крутизны склона условия для стока охлаждающегося воздуха ухудшаются, а у подножия склона и особенно в бессточных отрицательных формах ре­льефа, где стока уже нет, происходит скопление холодного воздуха. Таким образом, в условиях микрорельефа может создаваться местная циркуляция по типу горно-долинной.

Анализ материалов наблюдений показал, что при отсутствии склоно­вых ветров разности температуры вдоль склона малы и редко превыша­ют 0,5⁰C, при наличии склоновых ветров эти различия возрастают в сред­нем до 4-5⁰C, а в отдельных случаях до 8-12⁰C.

На количество осадков и их перераспределение оказывают влияние расчлененность рельефа, экспозиция склонов относительно влагонесущего потока, высота возвышенностей, их горизонтальная протяженность. При большой горизонтальной протяженности возвышенностей (сотни километров) на увеличение осадков основное влияние оказывает высо­та над уровнем моря. На возвышенностях с небольшой горизонтальной протяженностью увеличение количества осадков обусловлено ростом турбулентности, связанной со значительной изрезанностью рельефа. При малых горизонтальных размерах возвышенностей начинает влиять пе­рераспределение осадков ветром, что может привести к увеличению осадков на подветренных склонах.

В теплое время года в нижних частях вогнутых форм рельефа при­ход воды увеличивается по сравнению с вершинами и верхними частя­ми склонов за счет воды, поступающей с вышележащих участков, что является одной из причин различий во влагозапасах почвы на пересе­ченной местности.

Явления, сходные с перераспределением осадков в зависимости от ветра, возникают и в результате переносов снежного покрова метелями и поземками. Зимой в пониженных формах рельефа, как правило, про­исходит скопление снега за счет сдувания его с возвышенных мест. Высота снежного покрова значительно больше на подветренных скло­нах. Весной снег раньше всего сходит на вершинах и южных склонах холмов, где увеличен приток солнечной радиации. Характер схода сне­га и оттаивания почвы на склонах различной экспозиции обусловливает неодинаковое поглощение почвой талых вод. На северном склоне, где почва обычно оттаивает раньше, чем сходит снег, ею поглощается боль­ше талых вод, чем на южном склоне, где снег сходит раньше, чем оттаивает почва.