Если понимать под климатом определенную совокупность метеорологических
состояний для данной местности за длительный период времени, то климат
горных районов имеет свои специфические особенности, отличающие его от
климата больших равнинных регионов суши.
Это, во-первых, высокие поднятия земной поверхности, чередующиеся с
понижениями, так что возникает определенная вертикальная зональность,
несвойственная равнине, и, во-вторых, сложная орография горных хребтов и
массивов, препятствующая движению воздушных масс и подчастую кардинально
меняющая общие для данного региона метеорологические величины и явления.
Говоря о погоде и климате горных стран, приходится кроме общих для
районов характеристик учитывать мезо- и микромасштабные явления, как бы
накладывающиеся на общерегиональную картину и свойственные лишь данному
ограниченному горным рельефом участку.
Горы определенным образом воздействуют на погоду в окрестностях.
Во-первых, благодаря динамическим и термодинамическим процессам
изменяется характер циркуляции воздушных масс в значительном слое
атмосферы. Во-вторых, возникают периодические региональные условия
погоды — системы ветров и облачности, режимы осадков. Эти обстоятельства
особенно заметны там, где обширные по высоте и ширине хребты прорезаны
глубокими поперечными долинами и перевалами. Кроме того, на местный
климат и погоду оказывают влияние различие склонов и их ориентация.
Не последнее значение имеют также значительные массы снега и льда,
действующие как гигантский холодильник. В качестве схемы, объясняющей
существование специфических местных климатических условий в ограниченных
районах, предлагается условное деление атмосферы в горах на
контактирующую с поверхностью рельефа атмосферу склонов (мощностью в
несколько сотен метров) и атмосферу долин, а в обширных горных районах и
на атмосферу «над горами», за пределом которой остается «свободная
атмосфера». Взаимодействие этих слоев атмосферы и формирует
климатические условия и погоду для конкретного ограниченного
«микрорайона».
К главным географическим факторам, влияющим на
климат гор, относятся: широта, высота над уровнем моря, топография и
близость к обширным морским и океанским бассейнам.
С возрастанием широты уменьшается приход солнечной радиации, а
следовательно, падает и средняя температура. Это проявляется в
ландшафтных изменениях — снижаются высоты снеговой линии, верхней
границы леса и т. п. В связи с различием в суточном движении солнца
меняются сезонные значениi суммы солнечной радиации, продолжительности
дня, а суточные амплитуды температуры снижаются вместе с широтой.
В низких и умеренных широтах в горных долинах и на высокогорных плато
средняя суточная температура значительно выше, чем на горных вершинах,
выходящих за пределы атмосфер;! склонов. От широты зависит также
характер атмосферных осадков. В умеренных и более высоких широтах сезон
зимних осадков отчетливо выражен и достаточно продолжителен.
Высота над уровнем моря заметно влияет на основные параметры состояния
атмосферы: давление, плотность и относительную влажность. К зависящим от
высоты метеорологическим величинам относятся также высотные изменения
солнечной радиации, температуры воздуха и скорости ветра.
По мере увеличения высоты давление воздуха закономерно падает от 760 до
349 мм рт. ст. на высоте 6000 м. На высоте
10 000 м его величина уменьшается в 4 раза по отношению к уровню моря. В
той же пропорции изменяются плотность воздуха и, что немаловажно с
биоклиматической точки зрения, парциальное давление кислорода.
Относительная влажность воздуха уменьшается с ростом высоты, но строгую
закономерность здесь трудно установить, так как картина может меняться в
связи с местными вертикальными движениями воздуха. Иногда дневная
циркуляция вверх по долине и по склонам выносит влажный воздух на
достаточно высокие уровни. Относительная влажность характеризует
содержание водяного пара в воздухе, что, в свою очередь, влияет на такие
важные биоклиматические факторы, как радиационный теплообмен и плотность
воздуха.
Солнечная радиация составляет основу всех происходящих в атмосфере
теплообменных процессов. Она возрастает с высотой благодаря прозрачности
атмосферы и уменьшению облачности. Радиационный баланс зависит также от
размеров снежного покрова, обладающего высокой способностью отражения.
Среднее убывание температуры с высотой составляет около 6°/км в
свободной атмосфере. Ночью п зимой градиент может быть обратным в
небольших по вертикали слоях инверсии температуры вследствие ночного
выхолаживания поверхности и перемещения теплой воздушной массы над более
холодной поверхностью. Над склонами горы благодаря местным теплообменным
процессам температурный градиент может отличаться от градиента в
свободной атмосфере в зависимости от времени суток.
Влияние высоты на суточный ход температуры воздуха выражается в том, что
амплитуда температуры обычно убывает в результате увеличивающегося
перемешивания воздуха над склонами с воздухом свободной атмосферы.
Нагревание атмосферы может иметь причиной тепло, отдаваемое
поверхностью, и скрытое тепло конденсации, освобождающееся при выпадении
атмосферных осадков.
Воздействие гор на ветер и его скорость выражается двумя противоположно
действующими факторами: вертикальное сжатие воздушного потока над
вершиной вызывает его ускорение, а воздействие трения — замедление.
Поэтому на изолированных пиках п высоко поднятых в атмосферу хребтах
возможны экстремальные скорости ветра.
Влияние топографии местности на метеорологические элементы многообразно.
Так, общие размеры горного хребта, его расчленение и ориентация по
отношению к господствующим ветрам воздействуют на крупномасштабные
синоптические процессы; относительные превышения рельефа и его форма
имеют значение преимущественно для региональных процессов, а угол
наклона склонов и их ориентация по странам света формируют местную
дифференциацию климата.
Хребты высотой 4—6 км, будучи существенным препятствием для
сталкивающегося с ними воздушного потока, образуют как бы естественные
климатические разделы, видоизменяя режимы температуры, испарения и
прочих физических процессов. Форма и профиль обтекаемых воздушным
потоком препятствий возмущают его, вызывая в ряде случаев повышенную
турбулентность, а иногда и отрыв потока воздуха от земли и образование
вихрей. В некоторых случаях эти возмущения принимают характер стоячих
волн, прослеживающихся далеко за хребтом и до значительной высоты,
порождая характерные облака чечевицеобразной формы, располагающиеся
ярусами (слоисто-, высоко- и перистокучевые). С формой и характером
препятствий может быть связано и выпадение осадков.
Крутизна склонов и их ориентация по странам света непосредственно
отражаются на радиационном балансе, условиях испарения, скорости ветра и
интенсивности накопления и таяния снега. Совокупность этих факторов
формирует местный микроклимат и ландшафтную зональность.
Воздействие гор наиболее резко выражено, когда фронты перемещаются
перпендикулярно препятствию. Возникает так называемый барьерный эффект,
деформирующий синоптическую систему, изменяя поля градиента давления,
температур и многие другие метеорологические факторы, формируя облака по
обе стороны препятствия. Эти же обстоятельства могут вызвать характерные
местные ветры (фён, бора н др.), проявляющиеся в горах особенно резко.
Фон, как правило, следствие переваливающего через горное препятствие
воздушного потока, который охлаждается, поднимаясь по наведенному
склону, а затем нагревается, спускаясь по подветренному. Если при
подъеме достигается температура конденсации, возникает облачность,
образуя резко обрывающуюся над хребтом, длительное время существующую
неподвижную облачную стену, и могут выпадать осадки, особенно на
наветренных склонах. Опускаясь по подветренным склонам, фён может
размывать облачность атмосферных фронтов и ослаблять осадки.
В горах известны ветры, имеющие суточную цикличность: горно-долинные
ветры. Днем ветер дует вверх по дну долины или вдоль склона (долинный
бриз), а ночью — сверху вниз (горный ветер). Некоторые возмущения в эту
цикличность может внести неравномерный нагрев по-разному экспонированных
склонов. Постоянство цикла горно-долинных ветров часто рассматривается
как местный признак устойчивой погоды.
Для характеристики климата горных стран обычно оценивают еще такие
факторы, как температура, ее динамика и аномалии, связанные с
инверсиями. Облачный покров над горами, как правило, более мощный и
наблюдается чаще, чем над окружающими равнинами. Это объясняется в
основном натеканием воздуха на топографические препятствия и конвекцией,
связанной с нагреванием склонов. Замедляясь перед препятствием, воздух
увеличивает влагосодержание в уже сформировавшемся облаке. Типы
облачности в горах определяются преимущественно региональными
климатическими условиями.
Например, разорванно-кучевые облака, образующиеся над южными склонами
боковых долин, по мере дневного нагревания, повышающего уровень
конденсации, трансформируются в плотные кучевые облака над хребтами,
разделяющими долины. К типам облачности горных районов относится
слоистообразная облачность, проявляющаяся иногда в форме горного тумана.
Важные характеристики воздушной массы — устойчивость и содержание в ней
влаги. Мощный вынужденный подъем воздуха над горной преградой определяет
уровень конденсации. Так, при сильных ветрах, направленных
перпендикулярно к горной цепи, при большой влажности н облачности
возможны интенсивные осадки. В зависимости от высоты эти осадки могут
выпадать в виде дождя и снега.
В умеренных широтах сохраняется тенденция увеличения осадков с высотой,
проявляющаяся по-разному на подветренных и наветренных склонах. Доля
годовой суммы осадков в виде снега также возрастает с высотой.
В горных районах характерна суспензия капель в воздухе, наблюдаемая в
форме тумана или облачности. В большинстве случаев приземный туман
возникает в долинах в результате стока холодного воздуха ночью. Но в
определенных условиях, благодаря радиационным процессам и перемешиванию,
может возникнуть высокий туман на достаточно большой высоте.
Когда переохлажденные капли тумана сталкиваются с неподвижными
объектами, может возникнуть гололед —как в форме изморози, так и в форме
плотного льда, прочно связанного с поверхностью (например, на скалах).
Часто влага выпадает как роса или иней. Последний, выпадая на
поверхности снега, меняет его физические свойства, и в частности
прочность сцепления с предыдущими слоями.
Серьезное значение в горах имеет перераспределение снега ветром,
особенно в смысле лавиноопасности. Как уже отмечалось, низовая метель и
поземка не только переносят большие массы снега, но и преобразуют форму
снежинок и структуру снежного покрова.
Зная приведенные выше основные положения, характеризующие климат и
погоду горных районов, понимая физические процессы, их определяющие,
альпинист, сопоставив собственные наблюдения с местными приметами погоды
и другой метеорологической информацией, сможет сознательно оценить
конкретную обстановку в интересующем его районе. Следует, однако,
помнить, что бездумное заучивание примет не вооружает знаниями. Что
касается конкретных признаков, предвещающих изменение погоды, то они
должны быть предметом постоянного внимания альпинистов; каждый такой
признак наиболее надежен, когда один из них подкрепляется другим.