Схема широтных поясов (зон) и типов климата (по Б.П. Алисову)

 Климатические условия четвертичного периода изучены гораздо подробнее по сравнению с климатом более раннего времени. Из многочисленных работ, посвященных исследованию природных условий и климатов чет­вертичного периода, следует выделить труды И. П. Герасимова и К. К. Маркова (1939), Дварцбаха (1950; 1968), В. H. Сакса (1953), К. К. Маркова (1955, 1960), Эмилиани (1955 и др.), Юинга и Донна (1956, 1958 и др.), Флинта (Flint, 1957), Цейнер (1959), Л. Б. Рухина (1962), Флена (1963, 1964 и др.), Бутцера (1964), Фейрбриджа (1967), А. А. Величко (1973) и других.

За исключением последнего относительно очень короткого отдела четвертичного периода — голоцена, весь этот период со­ответствует плейстоцену, на протяжении которого климатиче­ские условия были необычными по сравнению с предшествовав­шими условиями мезозойской эры и третичного периода, когда термическая зональность была сравнительно слабо выражена. В плейстоцене усилилось похолодание в средних и высоких ши­ротах, что способствовало возникновению крупных континен­тальных оледенений, которые неоднократно расширялись, дости­гая средних широт, а затем отступали в высокие широты. Во время развития континентальных оледенений увеличивалась площадь морских льдов, занимавших большие пространства. Число четвертичных оледенений и их датировки известны только приблизительно.

Сведения о климатах отдаленных эпох получены в результате изучения материалов о природных условиях прошлого. Поскольку процессы форми­рования осадочных отложений, выветривания горных пород, развития водоемов, существования живых организмов зависели от атмосферных факторов, данные об этих процессах позволяют оценить климатические условия соответствующих периодов вре­мени.

Интерпретация материалов о природных условиях геологи­ческого прошлого для выяснения климатического режима свя­зана с большими трудностями, причем некоторые из них имеют принципиальный характер. К таким трудностям, в частности, относится необходимость применения в этих исследованиях принципа актуализма, который в данном случае соответствует принятию допущения о сохранении в прошлом таких же связей между климатом и другими природными явлениями, какие существуют в настоящее время. Хотя подобный подход не яв­ляется бесспорным, многообразие природных процессов, зави­сящих от климата, позволяет осуществлять независимую про­верку результатов восстановления климатических условий про­шлого по различным палеогеографическим показателям. В связи с этим можно не сомневаться в достоверности наиболее общих закономерностей климатических условий геологического прош­лого, установленных в палеогеографических исследованиях, хотя более частные результаты этих исследований нередко являются дискуссионными и требуют дальнейшего изучения.

Непрерывно происходящие изменения в состоянии погоды связаны в первую очередь с процессами общей циркуляции ат­мосферы. Смена дня и ночи вносит в погоду достаточно простые и регулярные изменения в виде суточного хода метеорологиче­ских элементов или в виде смены бризов и т. п. Но резкие и нерегулярные изменения, гораздо более характерные для погоды, являются результатом смены воздушных масс, прохождения разделяющих их фронтов, перемещения и эволюции циклонов и ан­тициклонов. В тропиках эти изменения значительно меньше, чем во внутритропических широтах, потому что условия атмосферной циркуляции там более устойчивы и циклоническая деятельность слабее. В связи с такой обусловленностью изменений погоды, в тече­ние последнего столетия возникла так называемая служба по­годы. В задачи ее входит своевременная информация населения, административных и хозяйственных организаций о существую­щих условиях погоды и предсказание условий погоды на буду­щее время.

Воздействие человека на климат проявляется в процессе динамич­ного развития производственной деятельности. Изменения в природной среде (вырубка лесов, распашка земель, мелиорация) приводят к умень­шениям радиационного, влажностного, ветрового режима. В конечном итоге атмосферная циркуляция распространяет эти изменения и за пре­делы района, где производится воздействие.

Преобразования в окружающей природе (насаждение и вырубка ле­сов, осушение болот, создание водоемов, городская застройка) обус­ловливают изменения микроклимата и климата. Леса существенно ме­няют ветровой режим, распределение снежного покрова и промерзание почвы, увеличивают количество осадков, радиационный баланс и испа­рение. Внутри древесных насаждений складывается режим, улучшаю­щий климатические условия произрастания растительности в засушли­вых областях.

Колебания климата в последней четверти XIX - XX в. можно опреде­лить на основе обработки прямых метеорологических измерений. В на­стоящее время имеются многочисленные свидетельства того, что потепление, последовавшее за малым ледниковым периодом, продолжа­лось в конце XiX - первой половине XX в. Это не только отступание гор­ных ледников в Европе, Северной Америке и Азии, но и обработанные ряды метеорологических измерений за 100 лет. С конца XIX в. по 1940 г. происходило потепление на всем Северном полушарии, величина кото­рого составила не менее 0,6⁰C, затем началось новое потепление, продолжающееся и в настоящее время.

Нижней границей голоцена принято считать рубеж 10 тыс. лет назад. Повышение температуры, таяние ледников и разрушение ледниковых покровов началось 14 тыс. лет назад. Это потепление климата имело глобальный характер. Оно сопровождалось деградацией вюрмских лед­никовых покровов Европы и Северной Америки, но этот процесс не был монотонным. На его фоне происходили колебания температуры, частые наступания ледников, изменения уровня Мирового океана, высоты сне­говой линии в горах, площади долинных ледников, распространения растительности. Исчезновение Скандинавского ледникового покрова произошло около 9 тыс. лет назад, а Северо-Американского - 7 тыс. лет до н.э. Периодизация голоцена основана на палеоботанических призна­ках. Голоцен делится на пять климатических периодов:

На протяжении геологической истории Земли (4,65 млрд. лет) вместе с земной природой менялись состав атмосферы, ее масса и климат. За этот период времени многократно изменялись очертания материков, конфигурация и высота горных систем, площадь суши и океана, проис­ходили изменения светимости Солнца, колебания эксцентриситета зем­ной орбиты и наклона оси вращения Земли к плоскости эклиптики, а также замедление скорости вращения Земли. Следовательно, происхо­дили изменения теплооборота, влагооборота и атмосферной циркуляции.

Временные масштабы возможных причин климатических измене­ний необычайно широки. Так, изменение светимости Солнца за преде­лами 1 % солнечной постоянной может происходить 

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.

Вследствие различий в соотношении между составляющими радиа­ционного и теплового балансов водной поверхности и суши создается местная циркуляция (бризы), наиболее четко выраженная в теплое вре­мя года в прибрежной полосе, размеры которой зависят от площади водоемов и контрастов в температуре поверхности суши и водоема, а также от строения окружающей территории. Днем над нагретой сушей конвективные потоки поднимаются вверх, а на смену им с водоемов в нижнем слое приходит более холодный воздух, возникает дневная ветвь бризовой циркуляции. Ночью, когда суша становится холоднее водных масс, возникает обратная циркуляция. Бризы помимо морских побере­жий наблюдаются на больших и малых водоемах и на больших реках (например, на Волге). Чем меньше водоем, тем меньше скорости бри­за, его горизонтальная и вертикальная мощность. Особенности орогра­фии прибрежных территорий влияют на проникновение бриза в глубь суши. Наиболее благоприятные условия создаются для его распростра­нения на плоских побережьях, где он проникает на десятки километров. При нахождении вблизи береговой линии горных препятствий проникно­вение бризов в глубь территории ограничено.