CC BY
1472
УДК 551.51.52: 574
Л.В. Воронина, А.Н. Смирнова
СГГ А, Новосибирск
ЗОНАЛЬНО-ПРОВИНЦИАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ СУММАРНОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ В ПРЕДЕЛАХ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ
Суммарная солнечная радиация ^), как основная составляющая радиационного баланса, является основополагающим фактором в формировании ландшафтно-зональных различий. Новосибирская область (НСО), расположенная в основном на низменных просторах ЗападноСибирской равнины, в глубине материка, несёт на себе характерные особенности географического распределения этого показателя.
Суммарная солнечная радиация - это то количество прямой и рассеянной радиации, которое поступает непосредственно от солнечного диска (прямая радиация), и в меньшей степени (в основном, 25% от количества суммарной радиации) рассеивается облаками и составляющими частицами самой атмосферы. Классическая особенность Q заключается в том, что её поступление на земную поверхность определяется главным образом высотой Солнца над горизонтом, а, следовательно, широтой места. О влиянии подстилающей поверхности на какие-либо её изменения говорить не приходится. Подобная зависимость отсутствует. Суммарная радиация - это та из немногих величин, которая не зависит от характера подстилающей поверхности, а, напротив, сама она оказывает непосредственное и кардинальное на неё воздействие.
Итак, суммарная радиация является основополагающей как в формировании климата, так и в развитии ландшафтов, в их распределении по земной поверхности. Образно выражаясь, суммарная радиация - это погодообразующий, климатообразующий и ландшафтообразующий фактор, т.е. это основа основ формирования и взаимодействия всех компонентов географической оболочки Земли.
О ' О '
Новосибирская область, располагаясь между 54 44 и 57 12 с.ш., имеет достаточно большую площадь. Это не могло не сказаться на широком диапазоне количественных значений поступающей на её территорию суммарной солнечной радиации. Разделённая р. Обью на две неравные части, НСО на западе представляет достаточно однородную равнину, на востоке -всхолмлённые возвышения с определённым ростом высот в восточном и особенно в юго-восточном направлениях.
В соответствии с этим и воздействие Q на ландшафты - равнинные и предгорные - неидентично. Именно рельеф накладывает чёткий отпечаток на её классический ровный ход на западе области и нарушает его горизонтальную изменчивость на востоке. И если в первом случае мы можем говорить о непререкаемой роли Q в формировании классической широтной зональности, то во втором - о её значении в распределении высотной поясности гор. Правда, в нашем случае, в связи с небольшими абсолютными высотами, перепады Q не столь велики и, соответственно, вертикальная
зональность представлена не столь богато, как в других регионах. Кроме того, искажение на востоке той классической широтной смены величин Q, которую мы наблюдаем на западе области, является наглядным представлением её провинциальности.
Итак, с севера на юг, в Левобережье НСО, годовые значения Q в
л
многолетнем выражении изменяются от 1460 МДж/м до 1620. В
л
Правобережье, на севере региона, Q составляет уже 1540 МДж/м , а на юге уменьшается с запада на восток от Новосибирского водохранилища с 1600 до
л
1540 МДж/м в Буготакских сопках и предгорьях Салаирского кряжа.
В тёплый период года, с июня по август, пространственная изменчивость суммарной радиации становится ещё более выровненной, органически сочетаясь с географическими широтами. В таком случае она возрастает в
л
Левобережье от 3400 МДж/м на севере НСО до 3800 - на юге, и в
л
Правобережье - от 3400 МДж/м на севере - до 3700 - на юге.
В меньшей степени, чем высота Солнца над горизонтом, значения суммарной радиации определяются облачностью. Для оценки влияния этой величины на Q можно предложить достаточно характерный показатель -продолжительность солнечного сияния (ПСС). Иными словами, чем больше ПСС, тем меньше облачных дней в году, а, следовательно, выше суммарная радиация. Новосибирская область является именно тем регионом, где продолжительность солнечного сияния высокая.
Достаточно сказать, что по территории области ПСС изменяется от 1900 часов в году на севере до 2100 на юге в Левобережье, и от 1900 до 1980 часов соответственно - в Правобережье. В широком диапазоне всего ареала Новосибирской области ПСС намного (на 300-600 часов) превосходит районы Европейской территории России, расположенные на тех же широтах, и приравнивается к более южным - Кубани, Поволжью, Украине.
Исходя из всего сказанного, можно представить территорию НСО как объект последовательно сменяющих друг друга зон и подзон. А.П.Слядневым
[1] прослежена пространственная изменчивость целого ряда климатических показателей с целью выявления их влияния на агроклиматические ресурсы Западно-Сибирского региона. Но в основе этого процесса лежит суммарная радиация и такие тесно связанные с ней показатели, как продолжительность солнечного сияния и радиационный баланс. Зонально-провинциальные особенности климатообразующих факторов, представленные Л.В.Ворониной
[2] для ареала засолённых почв, можно детализировать непосредственно для территории Новосибирской области.
Зональный ход вышеназванных ландшафтоформирующих показателей осложняется циркуляцией атмосферы, облачностью и рельефом, в связи с чем на территории области можно выделить три провинциальных сектора: западное Левобережье, восточное Левобережье и Правобережье (табл. 1, 2,
Таблица 1. Зонально-провинциальные особенности климатообразующих факторов Новосибирской области. Продолжительность солнечного сияния за
год, в часах.
Зона Подзона Западный сектор Левобережья НСО Восточный сектор Левобережья НСО Правобережье НСО, крайний восточный сектор
Тайга Подтайга 1900-1920 1900-1920 1850-1910
Лесостепь Северная 1920-1940 1920-1950 1910-1940
Южная 1940-2000 1950-1990 1940-1970
Степь Колочная 2000-2050 1990-2000 1970-1980
Типичная 2050-2100 - -
Сухая 2100-2150 - -
Таблица 2. Зонально-провинциальные особенности климатообразующих
Л
факторов НСО. Суммарная радиация МДж/м в год.
Зона Подзона Западный сектор Левобережья НСО Восточный сектор Левобережья НСО Правобережье НСО, крайний восточный сектор
Тайга Подтайга 1460-1500 1500-1520 1500-1540
Лесостепь Северная 1502-1530 1520-1540 1540-1580
Южная 1530-1580 1540-1610 1580-1600
Степь Колочная 1580-1600 1610-1620 1600-1610
Типичная 1600-1620
Сйхая 1620-1640
Таблица 3. Зонально-провинциальные особенности климатообразующих
Л
факторов НСО. Радиационный баланс, МДж/м в год
Зона Подзона Западный сектор Левобережья Восточный сектор Левобережья Правобережье, крайний восточный сектор
Тайга Подтайга 1220-1260 12800-1300 1340-1380
Лесостепь Северная 1260-1380 1300-1400 1380-1400
Южная 1380-1460 1400-1460 1400-1420
Степь Колочная 1460-1500 1460-1500 1420-1440
Типичная 1500-1560
Сухая 1560-1580
Итак, Q, как и ряд других ландшафтообразующих показателей (радиационный баланс, ПСС, испаряемость) являются формирующими элементами климата, а потому можно продолжить дальше оценку ландшафтных особенностей природы НСО по зонам и провинциям. Климатическими показателями в таком случае могут быть: суммы температур выше 0оС, суммы температур выше 10ОС, годовые суммы осадков, суммы осадков за весь тёплый период, либо только за август-сентябрь, суммы температур воздуха ниже -5ОС,
дефицит воздуха за июнь-июль, либо за август-сентябрь. Данные закономерности достаточно полно освещены в работах А.П.Сляднева, Л.В. Ворониной [3,4]. Все эти и многие другие климатические элементы, вне сомнения, в первооснове своей формируются под воздействием прямых и рассеянных солнечных лучей, т.е. суммарной радиации.
Эколого-географическое значение Q [5] проявляется в весьма неодинаковом её поступлении даже в сумме за год. Пространственная изменчивость Q способствует формированию болотных ландшафтов на севере области, лесостепных - в её центральной части и, наконец, сухостепных - на крайнем юге. Комплексные показатели, отражающие соотношение тепла и влаги, фиксируют избыток влаги и недостаток тепла в подтаёжных ландшафтах, оптимальное их соотношение - в лесостепных и острый недостаток влаги и некоторый избыток тепла - в степных. Отсюда экологический дискомфорт природы выражается в засушливости климата НСО, которая активно возрастает к югу. Здесь Q максимальна и поэтому формируются степные ландшафты. Далее засушливость климата убывает в центральной части области, как явный отголосок снижения Q, и достаточно редко встречается на севере, где Q пределах нашей области минимальна.
Экологический акцент Q упирается не только в труднопроходимые обширные болота севера области или обширные пространства солонцов и солончаков её южной половины, не только в малогумусные слабоплодородные чернозёмные почвы нашего региона, но и, как следствие всех перечисленных явлений, - в горение лесов в засушливые годы, в оврагообразование в Правобережной части области в период ливневых дождей, в колебание засолённости почв в зависимости от усиления либо ослабления солнечной активности, а, следовательно, находится в непосредственной зависимости от роста или падения суммарной солнечной радиации в разные годы.
Последний момент прослежен А.Н.Смирновой [6] за 47 лет. Автором установлено, что интервал цикличности Q составил 11 лет, но отмечается тенденция и к более длительным периодам. Из анализа построенных автором графиков следует, что на юго-востоке Западной Сибири, на общем фоне чередования циклов отмечается тенденция к увеличению приходящей солнечной радиации в большинстве месяцев и за год в целом.
Уменьшение Q установлено лишь в сентябре, где максимальная величина линейной скорости снижения поступающей радиации составила
л
286 МДж/м за год. Общее линейное увеличение поступившей в течение 47 лет суммарной радиации составило около 100.1 МДж/м2. Наименьшая изменчивость месячных сумм Q характерна для холодного времени года, в частности, в декабре
л
величина среднего квадратического отклонения составила 5,7 МДж/м , в июне -
л
56,7 МДж/м , что, вероятно, обусловлено более неустойчивым режимом облачности в летний период по сравнению с зимним.
Таким образом, экологическая значимость суммарной радиации, как и её ландшафтно-зональное значение, на фоне пространственного
перераспределения имеет и временную изменчивость. Последняя способна переориентировать разную степень экологического риска в разные по интенсивности солнечной радиации годы. Наконец, повышение либо падение Q способствует потеплению либо похолоданию климата. В таком случае, климат и его основные показатели - температура воздуха, осадки - выступают как необходимое следствие основной причины - изменения Q.
С другой стороны, в географической оболочке все взаимодействия переплетены настолько, что и циркуляция атмосферы, как один из основных глобальных явлений, находится в тесной взаимосвязи с таким гигантом природы, как солнечная суммарная радиация. Возрастание суммарной радиации способно привести в движение обширные массы воздуха, либо сместить их в другие широты, либо вызвать общее перераспределение циркуляционных процессов. В свою очередь, и глобальные, и местные процессы циркуляции способны изменить поступление на земную поверхность Q.
В данном случае вступает в действие ослабление либо усиление облачности, а на последнюю огромное влияние оказывает рельеф. Именно по этой причине на зональное распределение суммарной радиации накладывается провинциальное. И в Правобережье Новосибирской области, где к югу и юго-востоку рельеф осложняется поднятиями, глобальные процессы циркуляции атмосферы координируются местными перемещениями воздушных масс, возрастает облачность, резко падает поступление прямой радиации, растёт рассеянная радиация и в итоге убывает суммарная радиация. И в данном случае экологическое значение Q сводится к усилению либо ослаблению прозрачности воздуха, к перемещению воздушных масс из других регионов с другими климатическими свойствами, что в конечном счёте по-разному сказывается на здоровье людей.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Сляднев, А.П. К вопросу о теоретических и методических основах климатического районирования / А.П.Сляднев // География Западной Сибири. -Новосибирск: НГПИ, 1969.- Вып. 42.- С.3-21.
2. Воронина, Л.В. Тепловой режим почв солонцовых комплексов/ Л.В.Воронина.-Новосибирск: Наука, 1992.- 142с.
3. Сляднев, А.П. Географические основы климатического районирования и опыт их применения на юго-востоке Западно-Сибирской равнины / А.П.Сляднев // География Западной Сибири.- Новосибирск, 1965.- С. 3-122.
4. Воронина, Л.В. Эколого-географические особенности теплового режима засолённых почв/ Л.В.Воронина.- Новосибирск: СГГА, 2006.- С. 76-81.
5. Исаченко, А.Г. Введение в экологическую географию / А.Г.Исаченко.- СПб: Петербургский ун-т, 2003.- 192 с.
6. Смирнова, А.Н. Воздействие солнечной радиации на заболоченные ландшафты юго-востока Западной Сибири/ А.Н.Смирнова.- Новосибирск: Новосиб. Гос. ун-т, 2006. - С. 18.
© Л.В. Воронина, А.Н. Смирнова, 2007
