Климат Африки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Курсовая работа: 32 страницы, 11 рисунков, 2 таблицы.

Ключевые слова: Климат, Африка, материк, температура, осадки, воздушные массы, климатические пояса, атмосферная циркуляция, течения, местные ветры.

Объект исследования: материк Африка

Предмет исследования: климат Африки

Цель курсовой работы: целью данной курсовой работы является, изучение климата Африки, основных особенностей климата, а также дать характеристику климатическим поясам Африки.

Методы исследования: описательный, исторический, сравнительно-географический, картографический.

Задачами курсовой работы являются:

- определить географическое положение материка на карте мира;

- определить условия формирования климата материка;

- выявить основные особенности климата и дать его характеристику;

- дать характеристику климатическим поясам.

Полученные результаты: изучены основные особенности климата Африки, условия формирования, а также дана полная характеристика климатическим поясам.

Область применения результатов исследования: научная деятельность в области климатологии и метеорологии, сфера среднего и высшего образования.

Африка - это самый жаркий материк планеты. Причина этого - в географическом расположении материка: вся территория Африки находится в жарких климатических поясах, и материк пересекается линией экватора. Именно в Африке находится самое жаркое место на Земле - Даллол, и была зафиксирована самая высокая температура на Земле (в Триполи, +58,4°C).



Содержание

Введение

1. Физико-географическое положение; условия формирования климата материка

2. Особенности климата Африки

2.1 Атмосферная циркуляция

2.2 Количество и интенсивность осадков

2.3 Преобладающие воздушные массы

2.4 Местные ветры

3. Характеристика климатических поясов Африки

Заключение

Список использованных источников



Введение

Африка - единственный из материков земного шара, который, простираясь по обе стороны от экватора, располагается примерно на одинаковом расстоянии в Северном и Южном полушариях. Почти все климатические пояса повторяются на территории Африки дважды. При относительной простоте строения поверхности материка зональные климатические закономерности сравнительно редко нарушаются рельефом. Поэтому на территории Африки более четко, чем на других материках, выражена широтная климатическая зональность. Резкие границы между климатическими поясами и климатическими областями обычно отсутствуют.

Большая часть материка лежит между тропиками и берёт на себя значительную часть солнечного тепла, поверхность её очень сильно нагревается, особенно в Сахарской северной части, так как эта территория более массивна. Это даёт основу для формирования самых высоких температур на планете, что делает этот материк самым жарким на планете.

Для Африки свойственна континентальность климата. Это обусловлено тем, что окраинные части Африки более приподняты и менее расчленены в сравнении с внутренней частью материка. Это делает препятствие для влияния океана.

Температуры в большей части Африки высоки в течение всего года. Это зависит от большого зенитального угла расположения солнца, а также сильной инсоляции, как в летние, так и в зимние месяцы. На большей части территории Африки средние годовые температуры превышают 20°. Северные территории Африки более обширны, поэтому эта часть нагревается значительнее.

Осадки распределяются по территории материка крайне неравномерно. Регулярные и обильные дожди выпадают в приэкваториальной части, примерно между 5° с.ш. и 10° ю.ш. Максимальные осадки в Африке выпадают на склонах массива Камерун, обращенных в сторону господствующих юго-западных ветров. В областях к северу и к югу от экватора примерно до 17° северной и южной широты осадки приносятся экваториальными муссонами и выпадают только летом каждого полушария; годовые суммы их сильно колеблются в зависимости от географического положения и рельефа. Еще дальше от экватора до 30° северной и южной широты располагаются области с крайне малым количеством осадков в течение всего года. На крайнем севере и на крайнем юге, в субтропических широтах, количество осадков вновь возрастает и максимум их выпадения приходится на зиму.

африка климат пояс циркуляция



1. Физико-географическое положение; условия формирования климата материка

Африка - второй по величине после Евразии материк Земли. Вместе с относящимися к ней островами ее площадь - 30,3 млн кмІ, без островов - 29,5 млн кмІ.

Африканский материк тесно связан с Евразией; их разделяют только Красное и Средиземное моря. Африка и Евразия составляют единый массив суши восточного полушария, отделенной от других материков огромными океаническими пространствами (рисунок 1).

Берега Африки омывают воды Атлантического и Индийского океанов. Атлантический океан образует у ее берегов такой крупный залив как Гвинейский. Вдоль малорасчлененного западного берега Африки протягивается неширокая (до 100 км) полоса материковой отмели, крутой склон которой обрывается к подводным плато и разделяющим их впадинам [1, 2, 20].

Рисунок 1 - Географическое положение Африки на карте мира



Крайние точки материка на севере - мыс Бен-Секка (37°27' с.ш.), на юге - мыс Игольный (34°52' ю.ш.). С севера на юг Африка протягивается на 8 тыс. км. Наиболее широкая часть материка находится к северу от экватора между 10 и 16°, где Африка простирается от 17°32' з.д. (мыс Альмади) до 51°23' в.д. (мыс Рас-Хафун) и достигает ширины 7500 км.

Острова у берегов Африки немногочисленны. Самый большой из них - Мадагаскар. Кроме него, в Индийском океане расположены острова Сокотра, Занзибар, Пемба, Мафия, Коморские, Маскаренские, Сейшельские, Амирантские.

В Атлантическом океане находятся материковые и вулканические острова - Мадейра, Канарские, Зеленого Мыса, Биоко, Принсипи, Сан-Томе.

Африка отличается единством строения поверхности и простотой очертаний. В ее рельефе преобладают равнины и плоскогорья с высотами от 200 до 1500 м. Менее 10% поверхности занимают низменности, несколько более 20% - горные области. Окраинные части материка, как правило, приподняты по сравнению с внутренними районами. Средняя высота составляет 750 м.

Положение Африки по обе стороны от экватора, главным образом в пределах тропико-экваториального пространства, обусловливает высокие температуры, а слабая расчлененность и замкнутость внутренних областей создают характерную для Африки континентальность климата. Преобладание равнинного рельефа и географическое положение способствуют яркому проявлению зональности. Полосы субширотного простирания с относительно однородными природными условиями закономерно сменяют друг друга от экватора к северу и югу. Особенно четко зональная структура проявляется в наиболее массивной и однообразной по рельефу северной части материка.

Еще за много веков до нашей эры побережье и внутренние районы материка посещали представители народов Азии и Северной Африки: финикийцы, египтяне, карфагеняне. В раннем средневековье в Восточную и Северную Африку проникли с Аравийского полуострова арабы [20]. В XV в. в поисках пути к Индии на побережье Африки побывали португальцы. С этого времени началось покорение европейцами африканских стран. В конце XVIII в. и в XIX в. Англия и Франция основали ряд колоний во внутренних частях материка, открывая и исследуя новые земли. В 1788 г. англичане создали «Ассоциацию для содействия открытию внутренних частей Африки», которая организовала крупные экспедиции. Положительным итогом исследований XIX в. было решение основных географических проблем, связанных с изучением бассейнов крупнейших рек Африки: Нигера, Нила, Конго и Замбези. Большой вклад в изучение Центральной и Южной Африки внес английский ученый Д. Ливингстон. В течение 30 лет (1843-1873) он изучал огромные пространства от Атлантического до Индийского океана и от Кейптауна почти до экватора.

Во второй половине XIX в. русский ученый В. В. Юнкер исследовал водораздел между Нилом и Конго. В первой половине XX в. были написаны крупные сводные работы по географии всего континента в целом и отдельных его частей или стран [12, 13, 20].

Большое оживление в исследовании Африки началось с 1960 г., когда на месте бывших колоний стали возникать молодые независимые государства. Правительства многих из них организовали работы, связанные с поисками и использованием богатейших природных ресурсов: полезных ископаемых, гидроэнергетических ресурсов, запасов пресных подземных вод и др. В настоящее время международные экологические организации, в частности ЮНЕП, занимаются проблемами антропогенных изменений природной среды в зоне Сахеля и бассейне Конго. Кроме того, в различных районах Африки проводят исследовательские работы, имеющие большое теоретическое значение: комплексное изучение рифтовых зон Восточной Африки, изучение палеогеографии четвертичного периода, в том числе предыстории человека, и т.д. Особенности климата Африки сформировались в результате действия системы различных факторов. Большая часть материка расположена между тропиками, и поэтому климат Африки характеризуется высокими значениями суммарной солнечной радиации. Соответственно, значительная часть материка имеет высокие температуры, и поэтому Африка считается самым жарким материком. Здесь есть области, где температура воздуха порой превышает 50°С.

В широтах Африки над океаном господствуют постоянные ветры - Пассаты, которые значительно влияют на распределение осадков. Юго-восточный Пассат дует из Индийского океана, поэтому приносит влажные воздушные массы. Северо-восточный Пассат - из Евразии, и вызывает сухую погоду. Юго-западные задерживают Капские горы, которые влияют на перераспределение осадков: большое количество их получают прибрежные районы, за горами осадков мало [9, 13, 14].

Рисунок 2 - Песок, выдуваемый ветром шерги из Сахары в сторону Канарских островов



В формировании климата побережья Африки значительную роль играют морские течения. Поэтому пониженная влажность характерна для северо-западного побережья (из-за холодного Канарского течения), юго-западное, восточное (Сомали). Наоборот, хорошо увлажненными являются западные и юго-восточные берега благодаря теплым течениям (соответственно Гвинейское и Мозамбикское).

В центральной части материка воздух равномерно прогревается в течение всего года. Колебания температур четко проявляются лишь в тропических и особенно в субтропических широтах. Климат отличается, главным образом, количеством и режимом осадков. Наибольшее их количество приходится на Экваториальные районы: бассейн реки Конго (Заир) и побережье Гвинейского залива - 2000-3000 мм в год, а на склонах гор - до 9000 мм. К северу от 20° с.ш. и южнее 18° ю.ш. Климат Африки тропический, в Северном полушарии пустынный, очень сухой. В Сахаре количество осадков уменьшается до 100 мм и меньше в год; Восточная Сахара - самый засушливый район Африки (10-20 мм осадков в год) (рисунок 2).

Африка лежит в пределах семи климатических поясов. Ввиду того, что экватор пересекает материк пополам, климатические условия зеркально повторяются от экватора до краев материка [9, 20].



2. Особенности климата Африки

Африка - единственный материк Земли, простирающийся примерно на одинаковое расстояние в северное и южное полушария. Эта особенность создает условия для формирования одинаковых типов климата на одних и тех же широтах в обоих полушариях.

Однако условия климатообразования в Африке к северу и югу от экватора неодинаковы. Во-первых, северная часть материка по площади вдвое превышает южную (расположенную к югу от экватора). Во-вторых, к северу и северо-востоку от Африки находится огромная суша Евразии, от которой Африку отделяют теплые межконтинентальные моря - Средиземное и Красное. В-третьих, южный субконтинент расположен между Атлантическим и Индийским океанами [6, 7].

Рисунок 3 - Климатические показатели Африки

Основная часть материка расположена между тропиками, получает в течение всего года большое количество солнечного тепла и сильно прогревается, особенно в северной, более массивной части. Вся Африка (за очень небольшим исключением) получает в год более 6700 МДж/мІ (160 ккал/смІ), а в северной части суммарная радиация превышает 8400 МДж/мІ (200 ккал/смІ). Это обусловливает преобладание высоких температур и делает Африку самым жарким материком Земли (рисунок 3).

Слабая горизонтальная расчлененность и приподнятость окраин по сравнению с внутренними частями ограничивают влияние океанов и создают свойственную Африке континентальность климатов, особенно резко выраженную в северной части благодаря ее размерам и близкому соседству с Евразией.

Большая часть Африки находится под воздействием субтропических максимумов и пассатной циркуляции обоих полушарий. Пассаты северного полушария, приходящие с суши, несут континентальный воздух с низкой относительной влажностью. Пассаты южного полушария, приходящие со стороны Индийского океана, выносят на восточную окраину материка массы влажно-неустойчивого воздуха.

Западные окраины материка в северном и южном полушариях находятся под воздействием восточной периферии атлантических субтропических максимумов с присущей им пассатной инверсией, которая усиливается холодными течениями Атлантического океана. Это создает условия, неблагоприятные для выпадения осадков [11, 12].

В приэкваториальной части материка важнейшее значение имеет переход воздушных масс из одного полушария в другое. При этом на востоке материка пассаты перетекают из зимнего в летнее полушарие. На западе же (так как градиент давления всегда направлен от Южно-Атлантического максимума в сторону северного субконтинента Африки) проникновение южного пассата (юго-западного муссона) в северное полушарие наблюдается в течение всего года. Поэтому в полосе между 17° с.ш. и 20° ю.ш. летом каждого полушария проявляется воздействие экваториальных муссонов, несущих влажно-неустойчивый экваториальный воздух и осадки. Крайний север и крайний юг материка, заходящие в пределы субтропических поясов, зимой каждого полушария оказываются в условиях западной циркуляции, свойственной умеренным широтам.

В январе больше нагревается южная часть материка, а северная относительно охлаждена [12].

В связи с этим субтропический пояс высокого давления пересекает север Сахары и смыкается с Северо-Атлантическим максимумом. Крайний северо-запад материка попадает зимой под действие западной циклонической циркуляции умеренных широт.

В это время над южным полушарием устанавливается обширная депрессия, в сторону которой устремляется воздух как с соседних океанов, так и со стороны северного полушария.

Северный пассат движется от 25° с.ш. в сторону экватора в виде трех основных потоков нагретого воздуха с относительной влажностью от 30 до 15%. В большей восточной части это так называемое египетское течение северо-восточного направления проникает до северной части бассейна Конго, через экватор не переходит. Восточнее действует еще более сухой аравийский пассат, захватывающий полуостров Сомали и проникающий южнее экватора, где он сливается с юго-восточным пассатом, идущим с Индийского океана по периферии Южно-Индийского максимума. К западу от египетского течения в сторону Гвинейского побережья движется так называемый харматан, который в северной части Гвинейского залива встречается с юго-западным муссоном, оттекающим по восточной периферии Южно-Атлантического максимума. Как правило, харматан не достигает побережья Гвинейского залива, и там преобладают слабые юго-западные ветры (рисунок 4). Но на больших высотах пассат проникает дальше к югу и препятствует восходящим токам в юго-западном муссоне и выпадению осадков. Поэтому январь на Гвинейском побережье - самый сухой месяц [16, 19, 20].



Рисунок 4 - Мгла, вызванная харматаном, которая окружает Национальную мечеть Абуджа в Абудже, Нигерия

Южно-Индийский максимум в январе бывает сильно сдвинут на юг. Он захватывает крайний юг Африки и дает начало юго-восточному пассату, приносящему с Индийского океана обильные осадки на восточные склоны высоких нагорий Африки. Количество осадков резко убывает при движении вглубь материка, достигая минимума в центральной части Калахари [19, 20].

Западное побережье Африки находится под воздействием восточной периферии Южно-Атлантического максимума. В связи с приходом на прогретый материк относительно холодных воздушных масс, выносимых из более высоких широт ветрами южных румбов, осадки на западном побережье отсутствуют в полосе, протягивающейся почти до самого экватора.

В районе соприкосновения атлантического воздуха с массами, поступающими с Индийского океана, образуется фронт, в связи, с чем на западе Калахари количество осадков несколько возрастает по сравнению с более западными и восточными районами материка.

В июле сильнее нагревается северное полушарие. Поэтому все барические зоны сдвигаются к северу. Субтропический максимум северного полушария смещается на Средиземное море и Южную Европу, захватывая только крайний северо-запад Африки. В связи с сильным нагреванием над северной частью Африки образуется область пониженного давления, простирающаяся до экватора. Южная Африка вместе с соседними океанами входит в зону барического максимума южного полушария. Только крайний юг ее оказывается в условиях западной циркуляции умеренных широт южного полушария. В Северной Африке (Сахаре) дуют сухие северо-восточные и северо-западные ветры, вдоль Красного моря и долины Нила они проникают до 20, а на западе - до 18° с.ш. Навстречу им, со стороны Южно-Атлантического максимума, устремляется юго-западный муссон, несущий влажно-неустойчивый воздух на территорию Судана и Гвинейского побережья. В этих районах идут дожди [15, 17].

Почти во всей южной части Африки в пределах пояса высокого давления с ослабленной пассатной деятельностью погода в это время сухая, особенно во внутренних районах. Исключение составляет Капская область, для которой характерна активизация циклонической деятельности по полярному фронту. Высокие температуры в течение всего года на основной части Африки зависят от высоты солнца над горизонтом и сильной инсоляции. На значительной части материка средняя годовая температура превышает 20°С. Северная часть Африки более массивна, поэтому в целом она нагревается сильнее, чем южная, и там бывает самая высокая средняя месячная (35 ...40°С), а также наиболее высокая максимальная температура (до 58°С), наблюдаемая на Земле [2, 3].

Для всей Африки характерны значительные суточные колебания температуры как проявление континентальности климата. Например, в Сахаре суточные амплитуды температуры могут достигать 50°С.

Осадки распределяются по территории материка крайне неравномерно. Регулярные и обильные конвективные дожди выпадают в приэкваториальной части, примерно между 5° с.ш. и 10° ю.ш. Максимальные осадки в Африке (около 10000 мм) отмечены на склонах массива Камерун, обращенных в сторону господствующих юго-западных ветров (рисунок 5).



Рисунок 5 - Климатограммы Африки

В областях к северу и югу от экватора, примерно до 17° в обоих полушариях, осадки связаны с экваториальным муссоном и выпадают летом каждого полушария; годовые суммы их сильно колеблются в зависимости от географического положения и рельефа. Еще дальше на север и юг от экватора (до 30°) расположены области с очень малым годовым количеством осадков.

На крайнем севере и крайнем юге материка, в субтропическом поясе количество осадков вновь возрастает, и их максимум на северо-западе и юго-западе приходится на зиму, и на юго-востоке - на лето [1].

Таблица 1 - Региональные различия климата Африки

Регион	Территория	Воздушные массы	Средняя температура, °С	Количество осадков, мм
		лето	зима	июль	январь
Северная Африка	Атласские горы	троп.	умер.	+24- +28	+5- +8	от 200-300 до 800
	Сахара	троп.	троп.	+30- +35	+10- +15	менее 50 до 100-150
	Судан	экват.	троп.	+25- +30	+15- +20	350-250 (сев.) 1500-2000 (юг)
Западная Африка	Северо-Гвинейская возв.			+24- +25	+23- +27	2000-3000
Восточная Африка	Эфиопско-Сомалийская страна	экват.	троп.	+16- +18	+14	1500-2000
	Восточно-Африканское плоскогорье	экват.	троп.	+23	+28	от 750-1000 до 2000-3000
Центральная Африка	Впадина Конго	экват.	троп.	+23- +25	+23- +25	от 1500-1700 до 2000
Южная Африка	Южно-Африканское плоскогорье			+20- +25	+10- +16	1500 (сев.ч.) 500-1000 (вост. ч.)
	Капские горы	троп.	умер.	+12	+21	1800 (зап.) 800 (вост.)
	Мадагаскар			+20 (сев.) +13 (юг)	+27 (сев.) +33 (юг)	1500-3000 (вост. ч.) 500-1000 (запад)

В связи с вышеизложенным Африка отличается большим разнообразием типов климата.

Область влажного экваториального климата охватывает значительную часть бассейна Конго, примерно между 5° с.ш. и 5° ю.ш., а также Гвинейское побережье до 7-8° с.ш. В бассейне Конго в связи с сильным нагреванием поверхности выпадают конвективные осадки в течение всего года. В режиме их ясно выражены два максимума, связанные с наиболее высоким положением солнца. На побережье Гвинейского залива осадки связаны с господствующими юго-западными ветрами и годовое их количество велико. Высокие и равномерные температуры (24...28°С), большое количество осадков, в 1,5-2 раза превышающее испаряемость, и высокая относительная влажность воздуха создают условия постоянного избыточного увлажнения. Из-за этого климат экваториальной части Африки тяжело переносят не только непривычные к нему европейцы, но и местные жители [8, 9].

Субэкваториальный пояс в Северной Африке простирается на север до 17° с.ш. В южном полушарии пояс субэкваториального климата не доходит до Атлантического океана, на юг распространяется почти до 20° ю.ш. В летнее время каждого полушария господствует муссон, который приносит влажный экваториальный воздух и обильные осадки. Зимой субэкваториальный пояс оказывается под воздействием пассата, приносящего массы сухого тропического воздуха. Это период полного отсутствия дождей и очень низкой относительной влажности.

Продолжительность влажного периода, годовые суммы осадков и увлажнение в пределах пояса изменяются от экватора в сторону тропиков и в направлении с запада на восток. От экватора к тропикам постепенно уменьшается продолжительность влажного периода от 10 до 2-3 месяцев. С запада на восток сокращается количество осадков в связи с ослаблением муссона. Наиболее засушливые районы в пределах субэкваториального пояса северного полушария находятся на полуострове Сомали, который загражден от экваториального муссона Эфиопским нагорьем, и в северной части Судана, на границе с тропическим поясом. Температуры в субэкваториальных поясах высокие в течение большей части года, но годовые различия выражены ярче, чем в экваториальном поясе. Самое жаркое время бывает в начале дождливого сезона, когда средняя температура превышает 30°С. Однако даже в самые прохладные месяцы средняя температура не бывает ниже 20°С.

Большие пространства Африки, особенно в северном полушарии, характеризуются аридным тропическим климатом.

В северном полушарии жаркий сухой тропический климат характерен для Сахары. Летом поверхность Северной Африки сильно нагревается и туда устремляется северо-восточный пассат, приносящий воздух с относительной влажностью 15-30%. В зимнее время над Северной Африкой устанавливается антициклональный режим, следовательно, в течение всего года условия над Сахарой не благоприятствуют выпадению осадков. Сухость воздуха и крайне малая облачность в сочетании с почти полным отсутствием растительности создают условия для резких суточных колебаний температур. Испаряемость примерно в 20-25 раз превышает фактическое испарение. Крайне засушлив также климат у побережья Красного моря и Аденского залива. Зимний северо-восточный пассат, проносясь над Красным морем, почти не насыщается влагой и дает лишь немного осадков на самом побережье. Летний муссон, несущий осадки в область Судана, оставляет огромное количество влаги на западных и юго-западных склонах Эфиопского нагорья. На восточное побережье он проникает в виде фена и осадков не дает. Поэтому на берегах Красного моря и Аденского залива находятся одни из самых жарких и сухих районов Земли [13, 14, 20].

Особенно большое количество осадков этот пассат приносит на побережье Мозамбикского пролива и склоны Драконовых гор (рисунок 6). В связи с этим на восточной окраине тропического пояса южного полушария в Африке выделяется область влажного пассатного климата [4].

Рисунок 6 - Драконовы горы в провинции Квазулу-Натал, ЮАР

Для западных окраин материка в тропическом поясе северного и южного полушарий, где у берегов сказывается воздействие восточной периферии атлантических максимумов, характерен климат береговых пустынь. Господствующие ветры, дующие в сторону экватора, создают на поверхности океана потоки относительно холодных вод - Бенгельское и Канарское холодные течения. Формирующийся над ними охлажденный воздух восточной периферии атлантических максимумов притекает на прогретую поверхность материка, создавая инверсию температуры. Воздух, приходящий с океана, содержит значительное количество водяных паров, но при инверсии конденсация этих паров не происходит и осадков выпадает очень мало, хотя относительная влажность воздуха велика. Температуры низкие (среднемесячная, как правило, ниже 21°С), и суточные амплитуды менее значительны, чем в континентальных пустынях. Дожди в юго-западной части Африки (пустыня Намиб) выпадают даже реже, чем в Сахаре, но зато часто бывают обильные росы и туманы, влагу которых поглощают некоторые растения. Влажность и духоту прибрежных пустынь человек переносит труднее, чем сухую палящую жару континентальной пустыни.

Пояса субтропического климата охватывают крайний север и юг Африки. На северо-западе и юго-западе материка выделяются области субтропического климата с сухим летом. В это время окраины Африки, расположенные в субтропических широтах, попадают под влияние тропических антициклонов с устойчивым состоянием атмосферы, высокими температурами и отсутствием дождей. В зимний период господствует циклоническая деятельность, и выпадают осадки. Для северо-запада Африки характерны более значительные температурные различия по сезонам, чем для юго-запада. На побережье Средиземного моря средняя июльская температура достигает 27...28°С, а средняя температура января 11... 12°С. На Капском побережье средняя температура самого теплого месяца не превышает 21°С, а самого прохладного 13... 14°С (таблица 1).

Субтропический климат юго-востока Африки характеризуется равномерным распределением осадков в течение года. Зимой они связаны с западным переносом, а летом на всем юго-восточном побережье дуют ветры с Индийского океана, оставляющие значительное количество влаги на восточных склонах Драконовых гор [2, 3, 4].



2.1 Атмосферная циркуляция

Циркуляция атмосферы обусловлена неодинаковым нагреванием земной поверхности. Зональное распределение солнечной радиации в связи с шарообразной формой Земли и отклоняющая сила вращения Земли определяют зональный характер циркуляции. Африканский континент почти полностью находится в области тропической (пассатной и экваториально-муссонной) циркуляции. Площадь материка в южном полушарии почти в два раза меньше, чем в северном за счет обширного Гвинейского залива. Это вносит существенные различия в циркуляционные условия на западе и на востоке материка и в целом в климатические условия Северной и Южной Африки. Особенности географического положения материка, его горизонтального и вертикального расчленения влияют на особенности циркуляции. Циркуляция воздушных масс подчиняется распределению барических центров атмосферы.

Анализ барических карт Африки на уровне земной поверхности показывает, что основными барическими центрами материка, оказывающими влияние на особенности циркуляции, являются динамические субтропические антициклоны (Азорский, Южно-Атлантический и Южно-Индийский) и полоса пониженного давления в экваториальной зоне (экваториальная депрессия). Их положение и интенсивность зависят от сезона года и характера подстилающей поверхности. Летом в северном полушарии барические центры смещаются к северу, а зимой - к югу [14].

Январь (зима в Северном полушарии, лето - в Южном). Над Африкой на уровне моря область высокого давления в виде отрога Азорского антициклона, очерчиваемого изобарой 1020 Гпа, занимает север материка. В южном полушарии полоса высокого давления над материком разрывается вследствие сильного прогрева в летние месяцы и образования термической депрессии с давлением в центре 1009 Гпа. Термическая депрессия представлена в виде глубокой ложбины приэкваториальной депрессии, расположенной над центральными районами континента непосредственно у экватора и имеющей давление в центре 1008 Гпа. Над Мозамбикским проливом и Мадагаскаром наблюдается область пониженного давления (1010 Гпа), которая в основном является следствием влияния орографии, так как горный хребет, тянущийся вдоль Мадагаскара, служит значительным препятствием для пассатного потока. Область низкого давления наблюдается во все сезоны, но в январе она наиболее обширна. Это можно объяснить тем, что в январе здесь часто проходят циклоны.

В январе над территорией Северной Африки преобладающим воздушным потоком является северо-восточный пассат, или харматан, обусловленный северной периферией Азорского антициклона. С северо-восточным пассатом на территорию поступает континентальный тропический воздух с очень низким влагосодержанием. В этот период в Северной Африке повсеместно сухой сезон. Харматан иногда прорывается на побережье Гвинейского залива, вызывая здесь резкое уменьшение осадков. Однако это наблюдается редко. Как правило, Гвинейское побережье в январе находится под влиянием морского тропического воздуха (МТВ) - юго-западного муссона. Тем не менее, январь и здесь самый засушливый месяц в году. Дело в том, что юго-западный муссон отличается незначительной мощностью, и уже на высоте 1000-1500 м преобладают воздушные массы северо-восточного пассата. Поэтому зимние дожди выпадают только на склонах гор при благоприятной ориентации берега [20].

Крайний север материка в субтропическом поясе зимой находится под влиянием циклонов, образующихся на средиземноморской ветви полярного фронта.

На Сомалийский полуостров поступает в виде северо-восточного пассата сухой воздух из Аравии, вследствие чего на побережье осадки бывают не каждый год и лишь на Эфиопском нагорье отмечается в среднем два дня с осадками за месяц. Южнее Сомалийского полуострова северо-восточный пассат Аравии сливается с северо-восточным потоком, являющимся продолжением зимнего индийского муссона, но прошедшим большой путь над теплыми водами Индийского океана и потому достаточно увлажненным. Этот поток, пересекая экватор, проникает далеко в южное полушарие, образуя над Мозамбикским проливом и Мадагаскаром зону конвергенции с юго-восточным индийским пассатом, а над восточным бассейном Конго - с южным атлантическим пассатом.

Вместе с юго-восточным индийским пассатом северо-восточные ветры приносят в январе на большую часть Южной Африки, за исключением юго-западного побережья, наибольшее в году количество осадков (рисунок 7).

Юго-запад и запад Южной Африки находятся под воздействием восточной периферии Южно-Атлантического антициклона, то есть юго-восточных пассатов. Здесь в условиях низких температур холодного Бенгельского течения формируется ярко выраженная устойчивая стратификация воздушных масс, что препятствует конвекции и выпадению осадков в пустыне Намиб. Инверсионный слой располагается здесь уже на высоте 550 м и до высоты 1230 м температура повышается в среднем на 7°.

Июль (лето в Северном полушарии, зима - в Южном). Основным барическим центром к северу от экватора является область низкого атмосферного давления над Сахарой и Аравией (995 Гпа). Внутритропическая зона конвергенции пересекает Сахару с запада на восток под 20° с. ш. В это время вся северная часть Африки, вплоть до 20° с. ш., находится под влиянием северо-восточного пассата. На западе Сахары ветры дуют вдоль побережья: они, как возникающие на восточной периферии Азорского максимума, содержат мало водяных паров; кроме того, их сухость усиливается холодным Канарским течением [9, 10, 11].

Под влиянием муссонной циркуляции, связанной с барической депрессией над Сахарой, находятся полуостров Сомали и Эфиопское нагорье. Особенно обильные дожди выпадают на востоке нагорья, где они обусловлены орографией. В Южной Африке июль-август, почти повсеместно, - самые сухие месяцы, так как доминирующее значение имеет область высокого давления с центром над Преторией. В июле, как и в январе, на атлантическом побережье Южной Африки в пустыне Намиб - сухо. Причины сухости этой территории те же, что и летом: формирование пассатной инверсии, и неблагоприятные условия для внутримассовой конвекции.

Крайний юго-запад материка в это время находится под влиянием западного переноса воздуха и циклонов, образующихся на полярном фронте, что обусловливает зимний максимум осадков.

Анализ циркуляционных факторов климатообразования позволяет выделить несколько циркуляционных зон [17].

В субтропических поясах атмосферная циркуляция определяется перемещением субтропических антициклонов (Северо-Атлантического и Южно-Атлантического) и зимним положением полярного фронта. Здесь в течение года сменяется два типа воздушных масс - континентальный тропический и морской воздух умеренных широт - вносимый полярно-фронтовыми циклонами.

Зона пассатной циркуляции тропического пояса, где в течение всего года господствует континентальный тропический воздух, вносимый северо-восточным пассатом в северное полушарие и юго-восточным пассатом - в южное [15, 16].



Рисунок 7 - Карта направлений преобладающий ветров на территории Африки

В субэкваториальных поясах наблюдается смена двух циркуляционных потоков - пассатов и экваториальных муссонов. Континентальный тропический воздух пассатов зимой северного полушария проникает далеко на юг вслед за смещением линии внутритропической конвергенции. Летом северного полушария экваториальный воздух юго-западного муссона проникает вплоть до 20° с. ш.

В экваториальном поясе в течение года преобладает экваториальная воздушная масса и конвективные токи воздуха.

2.2 Количество и интенсивность осадков

Атмосферные осадки являются основным элементом режима увлажнения. Количество осадков, их сезонное и географическое распределение во взаимосвязи с термическим режимом обусловливают характер растительного покрова, активность вегетации растений, интенсификацию сельскохозяйственного производства и его специализацию. Специализация сельского хозяйства и урожаи культивируемых растений, в известной мере, влияют и на развитие промышленности, особенно легкой. В итоге осадки оказываются весьма важным климатическим элементом, от которого зависит функционирование природно-территориальных комплексов.

На территории Африки значение осадков еще больше возрастает, поскольку почвенные условия благоприятны, а в тепловых ресурсах нет недостатка ни в одной части материка. Исключение составляют лишь горы, высота которых более 4000-5000 м (рисунок 8).

Африка характеризуется исключительно неравномерным распределением осадков [4, 5, 6].

Самой засушливой частью Африки является Ливийская пустыня и прилегающие к ней районы с юга, где в среднем выпадает 10-20 мм осадков в год. Местами они настолько незначительны, что многолетние средние годовые величины не превышают 1 мм. В нагорье Ахаггара и далее на запад осадки также незначительны. Однако местами их годовые величины увеличиваются до 25-50 мм. Такой климат продолжается над открытой частью Атлантики на западе и над Красным морем на востоке, где годовое количество осадков не превышает 50 мм [8].

Одной из закономерностей в распределении осадков в тропиках является уменьшение их количества от экватора к тропикам от 1500 мм до 100-200 мм, при этом по 20° в.д. через каждые 100 км осадки уменьшаются на 350-400 мм. Влажным районом среди засушливых областей северо-востока является Эфиопское нагорье с количеством осадков свыше 1200 мм. Но уже на полуострове Сомали количество осадков уменьшается до 100-200 мм.

В тропической Высокой Африке зональное распределение осадков от 1200 до 400 мм характерно только для водораздельного плато Конго-Замбези.

Изогиеты 400-500 мм делят Южную Африку на две части - восточную, с количеством осадков более 500 мм, и западную, с постепенным уменьшением осадков до 25 мм в пустыне Намиб. Несколько больше увлажнена Калахари, от 250 до 300 мм, и это количество осадков уменьшается по ее территории, как и по всей Южной Африке, с северо-востока на юго-запад. Восток материка к югу от экватора увлажнен больше, чем запад.

Самым влажным районом в Африке считается побережье Гвинейского залива, где в местечке Дебунджа выпадает более 10000 мм осадков в год [9].

В субтропическом поясе северного полушария годовые суммы осадков распределяются весьма неравномерно, что объясняется изрезанностью береговой полосы, пересеченностью рельефа, сложной орографией. На северных и западных склонах Атласа средние годовые суммы осадков составляют 600-800 мм. К востоку от 10° в.д. рельеф становится равнинным, и количество осадков уменьшается до 100-300 мм.

Рисунок 8 - Среднемесячное количество осадков в Африке, мм



Для субтропиков Южной Африки характерны другие закономерности в изменении количества осадков: они уменьшаются с востока на запад от 1000 мм до 400 мм. Важное значение имеет сезонная ритмика осадков. Типы годового хода осадков в тропиках вообще выделены Н.Н. Ивановым, а в Африке в частности - в монографии Климаты Африки (1967). В соответствии с циркуляционными зонами на Африканском континенте выделяются следующие типы годового хода осадков:

1) экваториальный. Теоретические представления о распределении осадков в приэкваториальной полосе как идеально равномерном в течение всех месяцев года в Африке почти не оправдываются. Экваториальный тип характеризуется двойными максимумами и минимумами. При этом максимумы приходятся на дни равноденствия - переходные сезоны, а более сухими являются зимние и летние месяцы.

Макоку находится в верховьях реки Ивиндо, абсолютная высота - 460 м. Средняя годовая температура 23,7°С. Максимум осадков приходится на апрель (200 мм) и октябрь (400 мм). Минимум совпадает с июлем - 10 мм.

2) субэкваториальный тип отличается крайне неравномерным распределением осадков в течение года. Количество осадков во влажный сезон в 40-50 раз больше, чем в сухой. Влажный сезон приходится на лето соответствующего полушария в соответствии с экваториально-муссонной циркуляцией. Самыми влажными месяцами являются в северном полушарии август, а в южном - январь. Продолжительность сезона дождей, как и количество осадков, уменьшается зонально - от экватора к тропикам.

3) сахарский тип. Для этого типа свойственна нерегулярность осадков, бездождье многих лет подряд и возможность выпадения дождей в любой месяц года. Однако в переходных зонах регулярность осадков возрастает. Так, в Сахаре более регулярными являются летние дожди, а в средиземноморско-сахарской полосе осадки чаще выпадают зимой. Зимние месяцы являются наиболее влажными и на невысоких горных массивах побережья Красного моря.

Тимимун - поселок, расположенный на северо-западе от плато Тадемаит на 29,3° с. ш., абсолютная высота станции 313 м. Средняя годовая температура 23,5°С. Во все месяцы года количество осадков очень мало, минимум выявляется в июле.

4) субтропический средиземноморский тип характеризуется резким различием между сухим летом и влажной зимой. Обильные дожди в зимний период способствуют избыточному увлажнению, что усугубляется уменьшением испарения в связи с более низкими температурами. Причиной является то, что в зимний период тёплые, насыщенные влагой воздушные массы приходят со Средиземного моря. Данный тип характерен как для средиземноморского побережья, так и для юго-западной части материка [18, 19, 20].

Алжир - столица Алжира, лежит на 37,5° с. ш., абсолютная высота станции 23 м. Средняя годовая температура выше 17°С. Наблюдается один максимум (декабрь - 100 мм) и один минимум (июль - 5 мм) выпадения осадков.

5) субтропический летневлажный характерен только для юго-востока материка - предгорий Драконовых гор и равнины Наталь. Сезонный режим осадков здесь мало выражен, хотя летом осадков выпадает несколько больше, чем зимой.

Порт-Элизабет находится на юго-восточном побережье Индийского океана на 34° ю. ш., Абсолютная высота станции 60 м. Средняя годовая температура 17,5°С. Выделяются один максимум (август - 75 мм) и минимум (январь - 35 мм), различия между ними составляют 40мм.

Итак, осадки Африки отличаются исключительно резко выраженным сезонным распределением. При годовых суммах осадков от 100-200 до 1500-5000 мм продолжительность сухого периода, соответственно, варьирует от 10-11 до 1-2 месяцев.

Увлажнение зависит от количества осадков и испаряемости, т.е. теплового режима, и выражается различными способами. Наиболее часто в качестве показателя увлажнения используется коэффициент увлажнения Н. Н. Иванова, равный отношению годовой суммы осадков к испаряемости. Наибольших значений испаряемость достигает в тропическом поясе и составляет 5000 мм, хотя испаряется всего 100 мм, т.е. испарение лимитируется осадками, в связи с чем в тропических пустынях Африки создаются крайне аридные условия увлажнения, и отсутствует сезонный ритм климатических элементов.

В экваториальном поясе испаряемость практически равна испарению, здесь увлажнение избыточное в течение всего года, ритмика климатических элементов не выражена [17, 19].

В субэкваториальных поясах ритм климатических элементов выражен четко: в сухой сезон (зима соответствующего полушария) испаряемость превышает количество выпадающих осадков, и формируются аридные условия увлажнения; летом соответствующего полушария - увлажнение избыточное.

В субтропических поясах отмечается сезонный ритм не только увлажнения, но и термического режима [20].

2.3 Преобладающие воздушные массы

На территории Африки господствуют тропические воздушные массы. Морской воздух формируется над самим материком из масс тропического воздуха. Он характеризуется высоким влагосодержанием и слабыми температурными амплитудами в течение года. Морской тропический воздух приносится на территорию Африки юго-восточным пассатом со стороны Индийского океана. По своим свойствам он практически не отличается от экваториального. Континентальный тропический воздух формируется над материком в тропических широтах и приносится северо-восточным пассатом со стороны евроазиатской суши (рисунок 9). Он отличается малым влагосодержанием и значительными суточными и годовыми амплитудами колебания температур. На крайнем севере и на крайнем юге Африки наблюдается сезонное воздействие морского воздуха умеренных широт, приносимого западными ветрами зимой каждого полушария.

Условия циркуляции воздушных масс, распределение осадков и температур складываются различно для обоих полушарий в январе и в июле.

В январе больше нагревается южное полушарие, а та часть Африки, которая расположена в северном полушарии, относительно охлаждена. В связи с этим над Северной Африкой, за исключением крайнего северо-запада, устанавливается область высокого давления, являющаяся частью субтропического пояса высокого давления северного полушария. Крайний северо-запад попадает зимой под действие западной циклонической циркуляции умеренных широт [14, 15].

В южном полушарии в это время лето и в связи с сильным нагреванием низкое давление распространяется от экватора почти на всю южную часть материка.

Рисунок 9 - Карта Африки с направлением движения воздушных масс и прибрежных течений



Из субтропического пояса высокого давления северного полушария происходит приток воздуха в сторону экватора. Это северо-восточный пассат, несущий горячий и сухой континентальный тропический воздух. Пассатный воздух северного полушария затягивается в южное полушарие. Проносясь над постоянно влажной приэкваториальной областью, он трансформируется, насыщаясь влагой и теряя часть своего тепла. Уже в виде экваториального муссона он проникает в южное полушарие, меняя восточную составляющую на западную и принося к югу от экватора обильные осадки.

Субтропический пояс высокого давления южного полушария в январе бывает сильно сдвинут на юг. Он захватывает крайний юг Африки и дает начало юго-восточному пассату, приносящему с Индийского океана обильные осадки на восточные склоны высоких нагорий Восточной Африки [6, 8].

Западное побережье материка бомбардируется восточной периферии атлантического антициклона. Из-за этого, сюда на материк устремляются массы холодного воздуха, формирующихся над областью холодного течения и осадки в полосовой прибрежной западной части, которая протягивается до самого экватора, отсутствуют протягивающейся почти до самого экватора.

В июле больше прогревается Северное полушарие. Все барические зоны сдвигаются в связи с этим к северу. В Северном полушарии полоса субтропического максимума отодвигается к Средиземному морю и Южной Европе, захватывая территорию на крайнем северо-западе Африканского материка. Так как северная часть Африки очень сильно прогревается, то образуется область барического минимума, которая продолжается до экватора. Вместе с соседним океанами Южная Африка входит в зону Внетропической зоны Конвергенции. Только юг остаётся под влиянием западной циркуляции.

В сторону северной части Африки затягиваются воздушные массы из областей повышенного давления. Северо-восточный пассат по-прежнему приносит массы континентального тропического воздуха и создает крайнюю сухость на территории Сахары. Из южного полушария в область пониженного давления северного полушария устремляется юго-восточный пассат, преобразующийся к северу от экватора в юго-западный экваториальный муссон, несущий осадки на территорию Судана и Гвинейского побережья. К югу от экватора сказывается воздействие юго-восточного пассата, оставляющего осадки на восточных горных окраинах материка, но являющегося сухим воздушным потоком в его внутренних частях.

2.4 Местные ветры

Сахарские ветры - пыльные и песчаные североафриканские бури (самум, сирокко, хабуб, хамсин, харматан и др.), а также система ветров, обусловленная эволюцией термических и циркуляционных условий в пассатных широтах (рисунок 10).

Самун, симун, мериси, шобе, огненный ветер, дыхание смерти - горячая, сухая, внезапно начинающаяся пыльная буря в пустынях Малой Азии, Аравии, Сахары, южного побережья Средиземного моря и северо-западного побережья Африки, Марокко (в отличие от пыльных бурь типа сирокко, дующих из пустынь). Обычно сопровождается западными или юго-западными шквалами. Длится до 20 мин. Представляет собой вихрь раскаленного воздуха, насыщенного пылью и песком. Сопровождается резкими изменениями атмосферного давления.

Самум возникает в теплом секторе циклона, который движется вдоль Средиземного моря к востоку и связан с активным атмосферным фронтом, на котором могут возникать ливни (иногда на расстоянии до 100 км от очага пыльных бурь). Возникновение самума может быть обусловлено также развитием мощной конвекции в термической депрессии. О приближении самума можно судить по нарастающему шуму в раскаленном песке, поднятом бурей. Температура при самуме повышается до 50°С, относительная влажность воздуха понижается практически до нуля. Все предметы приобретают красноватую окраску, солнце, кажется багрово-красным, в воздухе повисает красновато-желтая мгла [9].

Сирокко, широко - удушающий, обжигающий (до 35°С ночью), очень пыльный ветер южного, юго-восточного или восточного (иногда даже юго-западного) направления, порой достигающий штормовой силы. Дует из пустынь, в отличие от самума и других африканских бурь, дующих в пустынях и степях. Типичен для Северной Африки и всего Средиземноморского бассейна. В очагах формирования, на плоскогорьях Северной Африки и на склонах гор, сирокко имеет характер фена. Сирокко усиливается после полудня, а вечером и ночью ослабевает. Обычно дует по 2-3 дня подряд. Действует на людей угнетающе [10, 11].

Рисунок 10 - Карта Африки с направлением движения местных ветров



Сирокко приносит тропический воздух, сформированный над пустынями в теплых секторах циклонов, центры которых проходят над северными районами Африки. Сирокко переносит красную и белую пыль из Сахары в более северные районы, где она выпадает в виде окрашенных кровавых и молочных дождей [20].

Хабуб - сильная песчаная и пыльная буря в пустынях Египта и Аравии (на севере Судана, в бассейне Верхнего Нила). В дождливый сезон хабуб предшествует сильному грозовому ливню, который обычно начинается не более чем через 2 часа после начала бури. Xабуб связан со стремительным движением (до 60 км/ч) холодного атмосферного фронта, впереди которого образуется облако в виде стены пыли высотой до 1,5 км и шириной до 30 км. Пыль поднимается вверх на несколько километров. Этот ветер представляет собой часть вихря в мощных кучево-дождевых облаках, нижнюю часть дугового шквала, наклоненного смерча. Так же называют и летние бури на равнинах Индии. Хамсин - изнуряющей жаркий, сухой, и знойный ветер в основном южных направлений, иногда достигающий силы шторма. Дует на северо-востоке Африки (Египет, Ливан и сопредельные страны). Чаще всего продолжается в течение пятидесяти дней (с перерывами) после весеннего равноденствия, в марте - мае. Иногда наблюдается зимой, изредка - осенью. Возникает впереди циклона, который движется к востоку вдоль Средиземноморского бассейна в хамсинной депрессии. Признаком начала хамсина служат понижение атмосферного давления, быстрое уменьшение относительной влажности воздуха (особенно интенсивное ночью) и появление высоких легких перистых облаков впереди циклона. Затем следует усиление юго-западного ветра. Вслед за прохождением теплого атмосферного фронта воздух настолько насыщается песком и пылью, что в середине дня в помещениях приходится зажигать свет. Температура запыленного воздуха резко повышается, дышать становится трудно. После прохождения центра циклона ветер становится северо-западным или северным. С холодным фронтом приходит более чистый воздух. Северное направление хамсина нередко имеет на Синайском полуострова и над Красным морем. Хамсин часто сопровождается такими оптическими явлениями, как миражи, фата-моргана. Имеет ряд местных названий: гибли, чебили, чили и др [18].

Харматан - очень сухой и пыльный, жаркий, иссушающий северо-восточный пассат, дующий из Сахары. В сухое время года (ноябрь-март) он охватывает зону южнее 20° с. ш., включая Верхнюю Гвинею, Алжир, Марокко, а также о-ва Зеленого Мыса и Гвинейский залив. Сезонность харматана позволяет рассматривать его как зимний африканский муссон. Наблюдается иногда по 2-3 месяца подряд (с небольшими ослаблениями ветра). Повторяемость харматана в Атаре 97%, в Бамако и Ниамей 88%. Осредненная южная граница распространения ветра пролегает примерно на параллели 5° с. ш. в январе и 10° с. ш. в июле. Дождь в зоне ветра харматан выпадает 1-3 раза за десятилетие. Пыль, поднятая этим ветром, распространяется на значительную высоту и выносится в океан на сотни и даже тысячи километров, вплоть до берегов Америки.