берг климат и жизнь 1947
Климат и жизнь
PEKЛAMA: 500 РАДИОСПЕКТАКЛЕЙ НА SD 64GB — ГДЕ.
BAШA ПОМОЩЬ ПРОЕКТУ: ЗАНЕСТИ КОПЕЕЧКУ — КУДА.
Памяти великого климатолога и географа Александра Ивановича Воейкова
ПРЕДИСЛОВИЕ
Все науки, говорит Цицерон, столь тесное имеют между совою взаимство и соединение, что по справедливости за одну и неразделимую фамилию их посчитать надлежит. Примечание сего великого человека поверяется опытом очевидным.
Ломоносов. О качествах стихотворца. Рассуждение (1755).
Книга «Климат и жизнь» вышла в свет впервые в 1922 году. Государственное издательство географической литературы предложило мне переиздать эту книгу.
В настоящем издании книга сильно переработана и дополнена. Раздел о фауне Байкала исключен, так как он появится в другой работе, выпускаемой тем же издательством. Глава «Общие сведения о климате» опущена ввиду того, что подробности об этом предмете можно найти в книге автора «Основы климатологии» (2-е изд., 1938).
Основные идеи, которые защищает автор, следующие:
1. За последние 2 ООО лет нельзя подметить изменения климата в сторону беспрерывного уменьшения количества выпадающей влаги («усыхания»). Скорее даже наоборот: наблюдается некоторое увлажнение, на фоне которого происходят климатические колебания малой продолжительности (от 20 до 50 лет). Примером может служить недавнее потепление, длившееся с 1919 по 1938 год.
2. Современной эпохе предшествовало время с более сухим климатом, когда степи и пустыни распространялись значительно дальше к северу чем ныне.
3. Как можно видеть по распространению морских животных, влияние ледниковой эпохи сказалось уменьшением температуры даже в тропиках.
Большая часть глав была помещена ранее в различных научных изданиях отдельными статьями. Здесь они являются переработанными и дополненными, особенно — глава о лёссе.
Пользуюсь случаем принести искреннюю признательность редактору Географического издательства Н. А. Гомозовой, потратившей много труда на издание этой книги.
Ленинград, апрель 1946 г. Кабинет физической географии Ленинградского университета.
УКАЗАТЕЛЬ ЛАТИНСКИХ НАИМЕНОВАНИЙ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ
Берг климат и жизнь 1947
Под климатом следует понимать среднее состояние разных метеорологических явлений, поскольку это среднее состояние делает возможной жизнь человека, животных и растений. Было бы несколько необычно говорить о климате до появления жизни на земле. Таким образом, климат и жизнь есть понятия, стоящие в тесной связи одно с другим.
В отличие от климата, погода есть не средний, а действительный характер метеорологических условий данного промежутка времени. Мы говорим, что погода в мае 1919 года в Москве была сухая, но нельзя выразиться: климат в мае 1919 г. был в Москве сухой. Климат есть среднее, или обычное, состояние погоды. Тогда как погода изо дня в день меняется, климат в течение промежутков времени, измеряемых тысячелетиями, остается, как мы увидим ниже, постоянным. В понятии погоды заключается элемент изменчивости, неустойчивости, в понятии климата, напротив элемент постоянства. Отношение между климатом и погодой таково же, как между видом и особью в ботанике или зоологии.
Для того, чтобы описать климат данного места, нужно привести средние величины, или нормы, климатических элементов, т. е. температуры воздуха, облачности, атмосферных осадков, силы и направления ветра и т. д., а также те пределы, около которых колеблются средние величины. Кроме того, необходимо выяснить, какое влияние в данной области оказывают на климат характер поверхности земли, т. е. рельеф, развитые на поверхности породы, снеговой, почвенный и растительный покров и, наконец, деятельность человека.
Для некоторых мест земли понятия климат и погода почти совпадают: так, для областей пассатов погода изо дня в день почти не меняется; достаточно описать погоду любого дня, чтобы составить приблизительное представление о климате данного места. Но дело обстоит иначе для внетропических областей.
От чего зависит климат данного места? Древние греки думали, что от географической широты места, т. е. от высоты солнца, иначе говоря, от угла падения солнечных лучей и от продолжительности освещения (длины дня). Самое слово климат по-гречески значит наклонение, причем имеется в виду угол падения солнечных лучей. Сообразно с этим, древние делили земную поверхность на ряд поясов (зон) или климатов, каждый из коих характеризовался свойственной ему длиной дня. Чтобы пояснить сказанное, ниже помещена табличка, в которой приводится продолжительность самого длинного дня для разных широт:
| 0° | 12 час. | 0 мин. | 40° | 14 час. | 51 мин. |
| 10° | 12 | 35 | 50° | 16 | 09 |
| 20° | 13 | 13 | 60° | 18 | 30 |
| 30° | 13 | 56 | 66,5° | 24 | 0 |
О предполагаемом обмелении рек России
Вопрос о прогрессивном высыхании на земле стоит в тесной связи с вопросом о предполагаемом обмелении рек. О том, что количество воды в реках уменьшается, писал еще Элиан (Cl. Аеlianus. Varia historia, lib. VIII). В XIX ст. этим вопросом снова заинтересовались в связи с исследованиями Берггауза, указавшего в 1835 году на прогрессивное уменьшение количества воды в Эльбе, которое де идет столь быстро, что, если дело так будет продолжаться, то судоходство на. Эльбе «через 24 года» должно будет прекратиться. Об обмелении рек России говорилось за минувшее столетие очень много. Проф. Барсов в своих известных «Очерках русской исторической географии» пишет, что наши реки в древности «были шире и глубже и удобнее для судоходства, чем теперь, при их видимом обмелении; оно начиналось ближе к их истокам и производилось по многим побочным рекам, которые в настоящее время или пересохли, или превратились в болото».
1) факторы климатические, т. е. главным образом уменьшение количества атмосферных осадков, выпадающих в бассейне данной реки;
2) изменения в гидрографии данного бассейна: напр., соединение с другим речным бассейном и отдача ему части вод; другой случай: Аму-дарья в конце XIX ст. протекала в дельте через многочисленные большие озера; при сухом климате этих мест, с огромной площади озер масса воды уходила на испарение; но в начале XX ст., частью вследствие заполнения озер речными наносами, частью вследствие других изменений в дельте, Аму стала нести свои воды прямо в Аральское море, минуя озера, и, очевидно, расход воды в дельте увеличился.
Несмотря на это, мнение об обмелении наших рек и о влиянии на этот процесс вырубки лесов продолжало господствовать в публике. Одним из ярких выразителей его явился Я. Вейнберг в своей довольно распространенной книге о лесе.
Что касается лесов, то как ни губительно действует вырубание их на природу и как ни прискорбно обезлесение России, тем не менее точные исследования показывают, что леса равнин в наших широтах оказывают сравнительно мало влияния на климат. По новейшим исследованиям (главным образом П. В. Отоцкого), лес на равнинах умеренных широт не только не является собирателем, хранителем грунтовой влаги, но, напротив, он иссушает подпочву, и грунтовые воды под лесом стоят ниже, чем в окружающих безлесных местах; вследствие усиленной транспирации древесных крон, лес расходует влаги больше чем (ceteris paribus) одинаковая площадь, покрытая недревесной растительностью или голая. Количество испаряемой лесом влаги почти равно количеству выпадающих в данном месте осадков. Отсюда понятно, что лес должен оказывать громадное иссушающее действие на грунтовые воды под лесом, а так как усиленный расход грунтовой воды под лесом возмещается притоком ее из соседних мест, то очевидно, что и по соседству с лесом уровень грунтовых вод должен понижаться. В гористых местах роль леса иная, и здесь лес, препятствуя стоку грунтовых вод, может оказаться хранителем влаги.
Таким образом, уменьшение лесной площади на равнинах России никоим образом не должно было повлечь за собой иссушения страны.
С того времени, когда писал об этом Докучаев, произведено много детальных гидрогеологических исследований в бассейнах рек России, и все собранные данные безусловно подтверждают соображения Докучаева.
В последнее время вопросом об обмелении русских рек, особенно бассейна Днепра, занимался E. В. Оппоков. Он вполне присоединяется к взгляду. Докучаева: точные данные показывают, что режим рек подчиняется колебаниям в выпадении атмосферных осадков; колебания осадков подчинены общим климатическим колебаниям, которые, как показал Брикнер, имеют период приблизительно в 35 лет; таким образом, количество атмосферных осадков, а вместе с тем и воды в реках в течение некоторого промежутка времени, измеряемого немногими десятками лет, убывает, чтобы затем в течение приблизительно такого же промежутка прибывать. Следовательно, можно говорить лишь о колебаниях количества стекающей через реки воды, а не о прогрессивном обмелении их. Это может считаться вполне доказанным как для Зап. Европы, так и для России.
Обработанные E. В. Оппоковым водомерные наблюдения на Днепре, в селе Лоцманской Каменке, охватывают, период свыше 60 лет. За все это время прогрессивного изменения уровня Днепра в одну сторону нет. Высокие разливы были в 1845 году, когда весеннее половодье достигало 3,25 саж. над нулем, в 1877 г. (2,83 саж.) и в 1908 г. (2,65 саж.). В 1892 г. уровень Днепра очень сильно понизился, что вызвало даже опасения за дальнейшую судоходность реки, но это явление, наблюдавшееся и на ряде западноевропейских рек, объясняется уменьшением количества атмосферных осадков, какое отмечено для начала 90-х годов (напомним голодный 1891 год). Но вслед затем кривая атмосферных осадков, а вместе с тем уровня Днепра, пошла вверх, и за годы 1893-96-й сток в бассейне этой реки достиг давно не бывалой величины.
Оппоковым исследованы, кроме того, колебания р. Сены у Парижа с 1731 года, Рейна у Дюссельдорфа с 1800 г., Эльбы у Магдебурга с 1727 г., и везде обнаружено одно и то же: имеются колебания в количестве стекающей воды то в ту, то в другую сторону, прогрессивного же уменьшения расхода воды не наблюдается. Замечательно, что на всех упомянутых реках можно было подметить увеличение стока около половины 90-х годов XIX-го века.
Защитники обмеления Днепра приводили, что во времена варягов по этой реке производилось судоходство через пороги и что суда доходили так высоко по Днепру вверх, как теперь подыматься не могут. Докучаев и Оппоков опровергают эти ссылки тем, что суда варягов были «однодревки», утлые челны, выдолбленные из одного дерева; очевидно, эти «суда» могли подниматься высоко вверх. Факт же «взвода» их через пороги вымышлен: Константин Багрянородный, византийский писатель первой половины X в., говорит определенно, что порог «Неасит» (Неясыть, ныне Ненасытец) обходят по суше, «на этом пороге все суда вытаскивают на твердую землю. И назначенные люди выходят вместе стоять с ними на страже и уходят. Стражу они держат неусыпно из за печенегов. Остальные же, выбрав вещи, бывшие в однодревках, на протяжении шести миль проходят по берегу, ведя в цепях рабов, пока пройдут порог. Затем таким же образом, одни волоком, а другие, взявши на плечи свои однодревки, перетаскивают их на ту сторону порога, спускают их в реку и входят, вложив свой груз, и тотчас плывут далее». Возможность судоходства (в современном смысле слова) в Днепре выше Дорогобужа (190 вер. от истока) Оппоков опровергает тем соображением, что бассейн Днепра выше названного города имеет ничтожную площадь, около 6000 кв. вер., с которой, очевидно, ни при каких условиях не могло стекать значительно большее количество воды, чем теперь; принимать же для прежних времен изменения в величине бассейна нет оснований.
Что же касается до годов особенно мелководных, то Оппоков справедливо ссылается, что и прежде бывали исключительные засухи и мелководья: так, по рассказам Тацита, Рейн в 70 г. по P. X. вследствие необычайной засухи стал почти несудоходен.
Относительно бассейна верховьев р. Оки H. А. Богословский полагает, что здесь условия проникновения влаги в почву в докультурный период, когда растительный покров был сплошным, являлись в общем более благоприятными, чем теперь. Ухудшение условий водоностности почвы произошло вследствие развития полевой культуры, особенно же вследствие распашки крутых склонов, что «вызвало усиленное размывание поверхности и усиленный рост наносов по оврагам и долинам; началось смывание почвенного слоя, появились растущие овраги; болота по лощинам и оврагам были сначала занесены, а затем промыты; занесены были также болотистые или Влажно-луговые пространства по речным поймам, вследствие чего влажность этих пространств, особенно при одновременном часто наблюдаемом углублении речного русла, понизилась, и стала возможной местами даже распашка их».
При рассмотрении истории водоносности окского бассейна Никитин приходит к тожественному выводу: за историческое время никакого изменения в климате средней части Европейской России не наблюдается.
Относительно мнения об исчезании родников в бассейне верховьев Волги Никитин сообщает, что никаких изменений в дебите существующих источников, а тем более иссякновения таковых не наблюдалось ни им, ни кем-либо из заслуживающих доверия исследователей. Что касается естественного обмеления рек (понимая под этим только абсолютное уменьшение общего годичного расхода воды данной системой), то автор выражается так: «ни одно из собранных нами данных не говорит за вероятность сколько нибудь существенного и заметного уменьшения абсолютного годичного расхода воды при соединении Волги с Селижаровкой в течение рассматриваемой современной геологической эпохи».
Необычайное разлитие Москвы реки весной 1908 года (12-13 апреля стар. стиля) показывает, что о прогрессивном обмелении бассейна реки Они не может быть и речи. 1908-й, а также 1909-й год, вообще ознаменовались в Евр. России небывалыми наводнениями.
Относительно озер в верховьях Волги существует мнение, что они сравнительно недавно занимали обширную площадь. И. Поляков полагал, что в недавнее время озеро Селигер стояло на 10 саж. выше современного уровня и, таким образом, было соединено со многими соседними озерами. Напротив, С. H. Никитин нигде не нашел осадков озера Селигера выше, чем на 1-1,5 саж. над современным уровнем. В верховьях Волги очень мало озер, окончательно заросших и обращенных в болота; преобладают болота самостоятельного происхождения. Правда, значительное число озер окружено более или менее развитым болотным кольцом, т. е. находится в начальных стадиях заростания. Однако, здесь «нет никакого основания предполагать какое-либо участие причин метеорологических, в роде уменьшения атмосферных осадков и вообще абсолютного уменьшения водоносности страны».
Относительно болот в исследованной области (бассейн верховьев Волги до слияния с Селижаровкой, включая весь бассейн последней, гл. обр. в Осташковском у. Тверской губ.) Никитин пишет: «нигде на всей площади нашего исследования нам не приходилось наталкиваться на болота, находящиеся в состоянии естественного усыхания, болота, размеры которых уменьшались бы. Нет ни одного пункта на нашей геологической карте, на котором были бы найдены древние болотные отложения вне современных болот; те участки нашей карты, на которых не показано современных болот, наверное не были никогда ни болотами, ни озерами, так как таковому предположению противоречит их геологическое строение. Мы полагаем, что без надлежащего изучения почвенного строения и растительных остатков, находящихся в почвенном и подпочвенном слое, утверждение о некогда бывшей заболоченности того или иного участка или вообще сколько-нибудь большем распространении болот на площади верховьев Волги лишено всякой фактической основы». Напротив того, отмечено разростание и распространение существующих болот, особенно моховых, сопровождаемое заболачиванием и гибелью леса, пни которого повсеместно наблюдаются по окраинам болота. Заключение, которое автор делает относительно водоносности бассейна верховьев Волги, следующее: «нет никаких данных, которые бы указывали, что абсолютная водоносность в течение современной геологической эпохи уменьшилась».
Вывод, к которому они приходят относительно бассейна Сызрана, следующий: «если природных запасов вод недостает на некоторых лесных водоразделах и грунтовые воды глубоки, то недостаток этот природный, существовавший искони веков и зависящий от почвы и геологического строения.
А. В. Карамзин, указывая (1901) на наблюдающееся «за последние 12-15 лет» иссякание многих источников в Бугурусланском уезде Самарской губ. и в соседних, объясняет это явление, скашиванием травяного покрова степей: прежде сухие стебли трав и отмершие листья образовывали на земле настилку, которая предохраняла снег от сдувания, а весною давала ему возможность, медленно стаивая, впитываться в почву; теперь же, когда степь распахана, выкошена, истоптана скотом, естественные условия сохранения и таяния снега стали совсем иными: при первом же ветре снег с гладкой степи сдувается в овраги, где весною быстро стаивает, теряясь безвозвратно для почвы.
Описывая Бузулукский бор Самарской губ., Г. H. Высоцкий, в опровержение мнения П. А. Земятченского (Tp. опытн. лесн., II, 1904), полагает, что изменение климата в сторону усыхания не имело здесь места; если и замечается уменьшение вод, то оно обязано не климатическим причинам, а уменьшению запаса грунтовых вод. Последнее же обстоятельство автор ставит в связь с разрастанием на песке леса, использующего водные запасы.
Таким образом, прогрессивного уменьшения количества воды в реках Евр. России за исторический период не наблюдается; совершаются лишь колебания в расходе воды, зависящие от кратковременных колебаний климата в ту и другую сторону.
А. В. Карамзин, указывая (1901) на наблюдающееся «за последние 12-15 лет» иссякание многих источников в Бугурусланском уезде Самарской губ. и в соседних, объясняет это явление, скашиванием травяного покрова степей: прежде сухие стебли трав и отмершие листья образовывали на земле настилку, которая предохраняла снег от сдувания, а весною давала ему возможность, медленно стаивая, впитываться в почву; теперь же, когда степь распахана, выкошена, истоптана скотом, естественные условия сохранения и таяния снега стали совсем иными: при первом же ветре снег с гладкой степи сдувается в овраги, где весною быстро стаивает, теряясь безвозвратно для почвы.
Описывая Бузулукский бор Самарской губ., Г. H. Высоцкий, в опровержение мнения П. А. Земятченского (Tp. опытн. лесн., II, 1904), полагает, что изменение климата в сторону усыхания не имело здесь места; если и замечается уменьшение вод, то оно обязано не климатическим причинам, а уменьшению запаса грунтовых вод. Последнее же обстоятельство автор ставит в связь с разрастанием на песке леса, использующего водные запасы.
Таким образом, прогрессивного уменьшения количества воды в реках Евр. России за исторический период не наблюдается; совершаются лишь колебания в расходе воды, зависящие от кратковременных колебаний климата в ту и другую сторону.
Предыдущие данные касались вопроса о предполагаемых изменениях в пределах распространения древесных пород, какие могли произойти в течение исторического времени. Но и в настоящий момент одни лесные деревья вытесняют другие. Этот вопрос о смене древесных пород является спорным и до настоящего времени мало выясненным.
По наблюдениям проф. Г. Ф. Морозова, в средней России замечается в настоящее время вытеснение дуба елью. «Процесс смены дуба елью», говорит Г. Ф., «представляется мне весьма и весьма длительным, непременно связанным с изменением климата; с постепенным приближением лесостепного климата к климату, характеризующему таежную область, ель будет находить все лучшие и лучшие условия для своего прозябания».
О том, что в настоящее время в южной России замечается надвигание леса на степь, мы говорим ниже. Из предыдущих данных о растительности мы можем сделать следующие выводы:
1) северные пределы разведения винограда, финиковой пальмы, оливкового дерева за исторический период не изменились;
2) мнение, что Франция, Швейцария, Германия около времени P. X. были сплошь покрыты лесами и болотами, неправильно;
3) утверждать, таким образом, об изменении климата Cp. Европы в сторону усыхания нет оснований;
4) напротив, из данных о надвигании в Ю. России леса на степь и о смене дуба елью скорее есть основания думать, что климат становится несколько более влажным.
Общие сведения о климате
Под климатом следует понимать среднее состояние разных метеорологических явлений, поскольку это среднее состояние делает возможной жизнь человека, животных и растений. Было бы несколько необычно говорить о климате до появления жизни на земле. Таким образом, климат и жизнь есть понятия, стоящие в тесной связи одно с другим.
В отличие от климата, погода есть не средний, а действительный характер метеорологических условий данного промежутка времени. Мы говорим, что погода в мае 1919 года в Москве была сухая, но нельзя выразиться: климат в мае 1919 г. был в Москве сухой. Климат есть среднее, или обычное, состояние погоды. Тогда как погода изо дня в день меняется, климат в течение промежутков времени, измеряемых тысячелетиями, остается, как мы увидим ниже, постоянным. В понятии погоды заключается элемент изменчивости, неустойчивости, в понятии климата, напротив элемент постоянства. Отношение между климатом и погодой таково же, как между видом и особью в ботанике или зоологии.
Для того, чтобы описать климат данного места, нужно привести средние величины, или нормы, климатических элементов, т. е. температуры воздуха, облачности, атмосферных осадков, силы и направления ветра и т. д., а также те пределы, около которых колеблются средние величины. Кроме того, необходимо выяснить, какое влияние в данной области оказывают на климат характер поверхности земли, т. е. рельеф, развитые на поверхности породы, снеговой, почвенный и растительный покров и, наконец, деятельность человека.
Для некоторых мест земли понятия климат и погода почти совпадают: так, для областей пассатов погода изо дня в день почти не меняется; достаточно описать погоду любого дня, чтобы составить приблизительное представление о климате данного места. Но дело обстоит иначе для внетропических областей.
От чего зависит климат данного места? Древние греки думали, что от географической широты места, т. е. от высоты солнца, иначе говоря, от угла падения солнечных лучей и от продолжительности освещения (длины дня). Самое слово климат по-гречески значит наклонение, причем имеется в виду угол падения солнечных лучей. Сообразно с этим, древние делили земную поверхность на ряд поясов (зон) или климатов, каждый из коих характеризовался свойственной ему длиной дня. Чтобы пояснить сказанное, ниже помещена табличка, в которой приводится продолжительность самого длинного дня для разных широт:
| 0° | 12 час. | 0 мин. | 40° | 14 час. | 51 мин. |
| 10° | 12 | 35 | 50° | 16 | 09 |
| 20° | 13 | 13 | 60° | 18 | 30 |
| 30° | 13 | 56 | 66,5° | 24 | 0 |
2. Климаты морской и материковый.
Влияние распределения суши и вод на климат громадно. Близость к большим водным бассейнам значительно смягчает климат, делает его умеренным, несколько сглаживая резкие различия между днем и ночью, летом и зимою.
Хорошим признаком для характеристики морского (океанического) и материкового (континентального) климатов служат колебания температуры в течение дня и в. течение года. Под именем суточной амплитуды температуры понимают разницу между средними температурами самого теплого и самого холодного часа дня. Годовой амплитудой называют разность между средними температурами самого теплого и самого холодного месяцев.
Причина умеренности океанического климата заключается в большой теплоемкости воды. Весовой теплоемкостью называют количество тепла (калорий), которое нужно израсходовать, чтобы поднять температуру одного грамма данного вещества на один градус). Вода, из всех веществ, труднее всего поддается нагреванию. Ее теплоемкость принимают за единицу весовая теплоемкость воздуха равна 0,237. Но если принять во внимание плотность воздуха, ничтожную по сравнению с плотностью воды, то окажется, что объемная теплоемкость воздуха (т. е. количество тепла, необходимое для повышения температуры одного кубического сантиметра воздуха на один градус) равна 0,000307. Это значит, что таким же количеством тепла, каким нагревается, скажем, один кубический метр воды на один градус, можно настолько же нагреть 3257 кубических метров воздуха). Но это означает, вместе с тем, что вода с таким же трудом и теряет тепло: воду трудно нагреть, но зато она долго удерживает тепло.
К этому присоединяются еще два обстоятельства: вода прозрачна, поэтому солнечное излучение проникает на глубину и распространяет тепло на значительную массу воды, благодаря чему поверхностные слои не могут прогреться так сильно. Напротив, в почве повышение температуры простирается только на ничтожную глубину. То же справедливо и относительно понижения температуры при ночном (или зимнем) охлаждении. Далее, на уменьшение колебаний температуры в воде оказывает влияние большая подвижность воды: охладившаяся на поверхности вода опускается, как более тяжелая, вниз, а вместо нее подымаются на поверхность более теплые слои. Наконец, испарение с поверхности воды также охлаждает ее и тем способствует выравниванию крайностей температуры.
От всех этих причин вода, а также и воздух над нею, медленнее нагреваются и медленнее охлаждаются, чем почва (особенно, сухая почва) и воздух над почвою. Поэтому суточные и годовые колебания температуры воздуха над океанами меньше, чем над материками.
Объемная теплоемкость почвы в среднем составляет несколько более половины теплоемкости воды. Поэтому летом воздух над сушей нагревается гораздо сильнее, чем над водой. Обратно, зимой суша гораздо сильнее охлаждается, чем вода. Отсюда ясно, почему в океаническом климате разница между температурами самого теплого и самого холодного месяцев (годовая амплитуда) не так велика, как в континентальном.
Приведем температуры за этот день:
| . | 7 ч. утра | 1 ч. дня | 9 ч. веч. |
| Аральское море | 21,6 | 26,9 | 26,3 |
| Казалинск | 35,5 | 31,4 | 23,1 |
Днем в Казалинске теплее, но вечером и ночью холоднее, чем на море. Если взять наблюдения за весь август 1902 года, то суточная амплитуда температуры воздуха окажется: над Аральским морем 1,54°, в устье Сыр-Дарьи 6,0°, в Казалинске 9,8°.
Вообще, признаками морского климата могут служить: малые годовые и суточные амплитуды, холодная весна и теплая осень, апрель и май холоднее октября и сентября, большая облачность, наклонность к зимним и осенним осадкам, абсолютная влажность зимой и относительная летом велики, скорость ветра велика.
Характерными свойствами материкового климата являются: большие годовые и суточные амплитуды, теплая весна и холодная осень, апрель теплее октября (там, где нет снегового покрова), малая облачность, наклонность к летним дождям, сухая осень, абсолютная влажность зимой и относительная летом малы, скорость ветра мала; наконец, можно отметить, что близ поверхности земли (приблизительно до 100 метров высоты) скорость ветра днем больше, ночью меньше; подобного суточного хода скорости ветра в морском климате не наблюдается.
| . | зима | лето | год |
| Гаммерфест (Норвегия), 70,75° с. ш. | -4,6° | 10,2° | 1,9° |
| Вост (Гренландия), 70,5° с. ш. | -22,2° | 3,0° | -10,9° |
Вообще, восточные берега материков имеют климат гораздо более континентальный, чем западные.
3. Климат возвышенностей.
Влияние возвышенностей на климат очевидно. С поднятием в горы на каждые сто метров, температура в среднем понижается на 0,5-0,7°. Количество атмосферных осадков увеличивается. Так, для Германии (помимо Альпов) в среднем выпадает на высоте:
| 0-200 м | 200-300 м | 300-400 м | 400-500 м | 500-700 м | 700-1000 м |
| 580 мм | 650 мм | 700 мм | 780 мм | 850 мм | 1000 мм |
В Бессарабии, где высшие точки не превосходят 470 метров, можно подметить, что областям более возвышенным соответствуют большие количества осадков, наоборот, пониженные, степные пространства получают меньше влаги. Именно, считая с севера:
| . | высоты | осадки |
| Русская Буковина | до 470 м | 550-600 мм |
| Белецкая степь | 180-200 м | 400-450 мм |
| Кодры | до 430 м | до 500 мм |
| Буджатская степь | 200-0 м | 450-300 мм |
| . | 7 ч. у. | 1 ч. д. | 9 ч. в. | 7 ч. у. | 1 ч. д. | 9 ч. в. |
| 30.XII | 11,8° | 18,8° | 23,6° | 43% | 28% | 13% |
| 31.XII | 9,6° | 8,6° | 5,8° | 76% | 68% | 63% |
Затем, защищая от холодных ветров или, наоборот, преграждая путь теплым, горы оказывают нередко самое существенное влияние на климат. Переход через Альпы в области Симплона с севера на юг переносит нас сразу в другой климат: причина заключается в том, что Альпы защищают южные долины от холодных северных ветров. Другим примером берегов, защищенных от северных холодных ветров, являются Ривьера, южный берег Крыма, северная Индия. В северной Италии, в Лигурии, те места, которые защищены горами от холодных северных ветров, имеют флору, не уступающую флоре Сицилии; напротив, в долинах, открытых к северу, растительность гораздо более скудная. На юго-западных склонах Этны, закрытых от холодных ветров, верхняя граница культуры апельсина доходит до 490 метров, на восточных всего до 160 м. высоты над уровнем моря.
Приведем несколько примеров сказанного. Серошевскай для Якутской области, для места верстах в ста к северу от Якутска, описывает следующее явление: «Под осень, с наступлением затишья и при совершенно ясном небе можно наблюдать на полях нечто в роде пятнистого инея или вернее пятнистого мороза. Не знаю, как иначе назвать эти полосы позноб-ленных злаков рядом с совершенно нетронутыми, при чем степень зрелости хлебов играет второстепенную роль. Замечено, что меньше бьет морозом хлеб, посеянный на буграх, чем на низких или ровных полях». Причина приведена выше: ночные заморозки не захватывают вершин холмов. В Пизино, в Истрии, оливковые и фиговые деревья вымерзают, но на окрестных возвышенностях растут по склонам на высоте 100-200 метров над городом.
4. Леса и климат.
Если климат воздействует на почву и растительность, то с другой стороны и почва с растительным покровом оказывают влияние на климат. Очевидно, что прогревание почвы под лесом или степью будет совсем иное, чем в пустынях, или в тундрах, или в области развития сыпучих песков. А стало быть, и температура воздуха будет иная. Вообще, влияние теплоемкости почвы громадно.
Очень много писано по вопросу о влиянии леса на климат. Здесь надо различать две стороны вопроса: 1) влияние леса на климат внутри самого леса, 2) влияние на окружающую страну.
Лес умеряет дневное и летнее прогревание почвы под ним и ночное (а также зимнее) охлаждение. По наблюдениям в Шиповом лесу Воронежской губ., годовая амплитуда температуры почвы в лесу 29,3°, тогда как в окрестной черноземной степи 33,6°. Под лесом годовая амплитуда заметно меньше, и это справедливо не только для поверхности почвы, но и для более глубоких горизонтов. Испарение с поверхности почвы в лесу менее, чем на открытых местах.
Несомненно, обширные леса должны оказывать известное действие и на температуру окружающих пространств, но степень этого влияния учесть очень затруднительно. Указывают, что в лесистом Асаме, под 26,5° с. ш., в долине Брамапутры, лето значительно прохладнее, чем в безлесной долине Ганга под тою же широтой: в Асаме температура самого теплого месяца 27,6°, тогда как в долине Ганга 34,0°; годовая амплитуда в Асаме всего 11,1°, по Гангу 18,3°. По-видимому, эти результаты падают не всецело за счет влияния леса. Для лесных областей Кавказа приводят годовую амплитуду в 22°, для степных около 27°; но здесь очень трудно определить, что является причиной и что следствием.
Переходя к осадкам, сначала рассмотрим, как влияет лес на уже выпавшие осадки. Внутри самого леса количество дождя, достигающего почвы, меньше, чем в поле, ибо значительная часть осадков остается на листьях, ветвях и стволах, а также испаряется. По наблюдением в Австрии, в густом еловом лесу доходит до почвы всего 61% выпадающих осадков, в буковом 65%. Наблюдения в Бузулукском сосновом бору Самарской губернии показали, что до почвы достигает 77% всех выпавших осадков). С другой стороны, лес, по сравнению с окружающими полями, склонен сгущать влагу в виде инея, который иногда осаждается на ветвях в очень больших количествах, между тем как в то же самое время в поле инея почти нет или очень мало. Точно также туман нередко осаждается в лесу каплями на деревьях и почве. Но если обратиться к вопросу, одинаковое ли количество влаги выпадает над лесом и над соседними полями, то здесь получить определенный ответ труднее. По одним данным, лес увеличивает количество выпадающей влаги, но на очень небольшую величину, всего на 2-6%; другие же исследователи отрицают такого рода влияние.
Значение леса для хода таяния снега громадно. Действие его троякое: во-первых, лес препятствует выдуванию снега и таким образом является хранителем запасов его; затем, затеняя почву, деревья не дают снегу быстро стаивать. Во-вторых, задерживая движение воздуха, лес замедляет обмен воздуха над снегом. А новейшими наблюдениями показано, что снег тает не столько вследствие поглощения лучистой энергии солнца, сколько благодаря соприкосновению с значительными массами проносящегося над снегом теплого воздуха. Любославский приводит для примера продолжительность снегового покрова за зиму 1892-93 годов в Лесном, у Петрограда: на открытом поле 147 дней, на лесной поляне 163 дня, в лесу 172 дня. В третьих, лес препятствует стоку талых вод: под снегом в лесу почва не так сильно промораживается, а потому может легче поглощать воду; далее, вода жадно впитывается лесною подстилкою (рыхлым мертвым покровом) и, наконец, рыхло-комковатые лесные почвы позволяют воде быстро проникать вглубь.
Сохраняя снеговой покров продолжительное время, лес регулирует весной и в начале лета сток воды в реках. Особенное значение приобретает лес в странах с продолжительными и снежными зимами, как напр. в России.
Весьма важен вопрос о влиянии лесов на почвенные и грунтовые воды. Долгое время думали, что леса являются хранителями влаги, находящейся под лесом. Однако точные наблюдения привели к другому выводу: нет в природе большего расточителя почвенно-грунтовой влаги, чем лес. Большая заслуга в деле изучения этого вопроса принадлежит русским ученым (Близнину, Измаильскому, Г. Морозову, Высоцкому, особенно же Отоцкому).
Лес, как и всякое другое растение, испаряет влагу в атмосферу. Откуда он берет ее? Очевидно, извлекает из почвы и подпочвы при помощи корней. Лес, оказывается, испаряет влаги больше, чем соответственная площадь поля, луга или совсем не покрытая растительностью. На одно только испарение кронами идет приблизительно столько влаги, сколько ее выпадает над лесом за год. Вспомним еще, что лесная почва из общего количества выпавшего дождя получает меньше, чем почва в поле: сосновый лес задерживает около трети всего выпадающего количества, еловый от 30 до 45%. На основании наблюдений, произведенных в Великоанадольском степном лесничестве, можно вывести, что лес потребляет не только весь годовой запас влаги, поступающий из атмосферы, но тратит еще влагу из окружающих степных грунтов. Таким образом, под лесом получается ежегодный водный дефицит. Сказанное относится к лесам равнин, горные же леса, служа препятствием для поверхностного стока воды, могут оказывать иное действие на грунтовые воды.
На основании ряда специально поставленных опытов, Отоцкий приходит к выводу, что лес на равнинах средних широт понижает уровень грунтовых вод. Никогда уровень грунтовой воды в лесу не бывает выше, чем на открытом месте. Это понижение распространяется на глубину 17-18 метров, т. е. на сферу действия корневой системы. Покрывая недостаток влаги, необходимой для испарения, оттягиванием воды из соседних, открытых мест, лес понижает уровень грунтовых вод также и в окружающем лес открытом пространстве.
Г. Н. Высоцкий определял процентное весовое содержание влаги на разных глубинах в лесу (в Великоанадольском лесничестве) и на целине, в степи. При этом оказалось, что в самых поверхностных горизонтах почвы, так до глубины в полметра, влажность в лесу больше, чем в степи, но дальше идет обратное: с глубины 1 метра над лесом влажности меньше:
| Глубина от поверхности в метрах | Процентное содержание воды | |
| лес | целинная степь | |
| 0,0 | 13,9 | 5,6 |
| 0,1 | 15,5 | 11,0 |
| 0,25 | 15,6 | 14,3 |
| 0,5 | 15,1 | 14,9 |
| 1,0 | 12,9 | 14,4 |
| 1,5 | 12,9 | 14,4 |
| 2,0 | 12,4 | 15,0 |
В более глубоких горизонтах влажность под лесом составляет 12-13%, тогда как в степи 15-16%. Мы не хотели бы, чтобы из сказанного кто-либо вывел заключение: значит, истребление лесов полезно. Обезлесение нашей родины, гигантскими шагами подвинувшееся за годы войны и революции, есть громадное бедствие, размеры которого со временем почувствуют наши потомки.
На такого рода влияние лесов обратил внимание Г. Н. Высоцкий. В. своей работе «О гидроклиматическом значении лесов для России» он пишет: Местное значение леса ничтожно, особенно в приморских странах. Но, с удалением внутрь материка, лес приобретает все большее и большее значение, по мере того как убывает процент паров, доносимых непосредственно от океана и прибывает доля испарений с материка. При этом имеют значение не местные леса, а леса тех областей, над которыми проносятся воздушные течения, приносящие в данную страну влагу.
Климатологический Атлас Российской Империи. Издание Глав. Физ. Обсерв., Спб. 1900.
А. И. Воейков. Климаты земного шара. Спб. 1884.
А. И. Воейков. Метеорология. Спб. 1904.
В. Кеппен. Климатоведение. Пер. В. Шипчинского. Спб. 1912.
И. В. Фигуровский. Опыт исследования климатов Кавказа. I. Спб. 1912, изд. Гл. Физ. Обс.
А. В. Клоссовский. Основы метеорологии. 2-ое изд. Одесса, 1914.
Г. Любославский. Основания учения о погоде. 2-ое изд. П., 1915.
J. Hann. Handbuch der Khmatologie. 3-ье изд., особенно 1-й том. Stuttgart, 1908.
J. Hann. Lehrbuch der Meteoroiogie. Leipzig, 1914, 3-ье изд.
А. 3упан. Курс физической географии. Пер. под ред. Д. Н. Анучина. 2-ое русс. изд. П. 1915.