Атмосферное увлажнение. Коэффициент увлажнения Где самый низкий коэффициент увлажнения

Количество выпадающих осадков без уче­та ландшафтных условий - величина абст­рактная, потому что она не определяет усло­вий увлажнения территории. Так, в тундре Ямала и полупустынях Прикаспийской низмен­ности выпадает одинаковое количество осад­ков - около 300 мм, но в первом случае увлажнение избыточное, велика заболочен­ность, во втором - увлажнение недостаточ­ное, растительность здесь сухолюбивая, ксерофитная.

Под увлажнением территории понима­ют соотношение между количеством атмосфер­ных осадков (/?), выпадающих в данной мест­ности, и испаряемостью (Е н) за один и тот же период (год, сезон, месяц). Такое отношение, выраженное в процентах, или в долях от единицы, называют коэффициентом увлаж­нения (Куъ = К/Е н) (по Н. Н. Иванову). Коэф­фициент увлажнения показывает либо избы­точное увлажнение (/С ув >1), если осадки пре­вышают возможное при данной температуре испарение, либо различные степени недоста­точного увлажнения (/С ув <1), если осадки мень­ше испаряемости.

Характер увлажнения, т. е. соотношение тепла и влаги в атмосфере, - основная при­чина существования природно-растительных зон на Земле.

По гидротермическим условиям выделяют несколько типов территорий:

1. Территории с избыточным увлаж­нением - /С ув больше 1, т. е. 100-150%. Это зоны тундр и лесотундр, а при достаточ­ном количестве тепла - леса умеренных, тро­пических и экваториальных широт. Такие пе­реувлажненные территории называют гумид-ными, а заболоченные - экстрагумидными I лат. Нит1(1и8 - влажный) 1 .

2. Территории оптимального (доста­точного) увлажнения - это узкие зоны,
где К ув около 1 (примерно 100 %). В их пре­
делах наблюдается соразмерность между сум­мой осадков и испаряемостью. Это узкие по­лосы широколиственных лесов, редкостойные
переменно-влажные леса и влажные саванны.
Условия здесь благоприятны для произраста­ния мезофильных растений.

3. Территории умеренно-недостаточ­ного (неустойчивого) увлажнения. Выде­ляют разные степени неустойчивого увлажне­ния: территориям с А" ув -1- 0,6 (100-60%)
свойственны луговые степи (лесостепи) и са­ванны, с /С ув =0,6-0,3 (60-30%) - сухие сте­пи, сухие саванны. Им свойствен сухой сезон,
что затрудняет земледельческое освоение из-
за частых засух.

4. Территории недостаточного увлаж­нения. Выделяют аридные зоны (лат. аridis -
сухой) с К ув = 0,3-0,1 (30 – 10 %), здесь ти­пичны полупустыни, и экстрааридные зоны с К ув менее 0,1 (менее 10 %) - пустыни.

На территориях с избыточным увлажнени­ем обилие влаги отрицательно сказывается на процессах аэрации (вентиляции) почвы, т. е. на газообмене почвенного воздуха с атмосфер­ным. Недостаток кислорода в почве образует­ся вследствие заполнения пор водой, из-за чего воздух туда не поступает. Это нарушает биологические аэробные процессы в почве, нормальное развитие многих растений нару­шается или даже прекращается. На таких тер­риториях произрастают растения-гигрофиты и обитают животные-гигрофилы, которые при­способлены к сырым и влажным местообита-

1 Термины «гумидный» и «аридный» предложены не­мецким ученым А. Пенком.

ниям. Для вовлечения территорий с избыточ­ным увлажнением в хозяйственный, прежде всего сельскохозяйственный, оборот необхо­димы осушительные мелиорации, т. е. меро­приятия, направленные на улучшение водно­го режима территории, отвод избыточных вод (дренаж).

Территорий с недостаточным увлажнением на Земле больше, чем переувлажненных. В аридных зонах земледелие без полива не­возможно. Основным мелиоративным меро­приятием в них является орошение - искус­ственное пополнение запасов влаги в почве для нормального развития растений и обвод­нение - создание источников влаги (прудов, колодцев и других водоемов) для бытовых и хозяйственных нужд и водопоя скота.

В естественных условиях в пустынях и по­лупустынях произрастают растения, приспо­собленные к сухости, - ксерофиты. Они обычно имеют мощную корневую систему, спо­собную извлекать влагу из грунта, мелкие ли­стья, иногда превращенные в иголочки и ко­лючки, чтобы меньше испарять влаги, стебли и листья нередко покрыты восковым налетом. Особую группу растений среди них образуют суккуленты, которые накапливают влагу в стеблях или листьях (кактусы, агавы, алоэ). Суккуленты произрастают лишь в теплых тро­пических пустынях, где не бывает отрицатель­ных температур воздуха. Животные пустынь - ксерофилы тоже разным способом приспособ­лены к сухости, например впадают в спячку на самый сухой период (суслики), довольству­ются влагой, содержащейся в пище (некото­рые грызуны).

Территориям с недостаточным увлажнени­ем присущи засухи. В пустынях и полупусты­нях это ежегодные явления. В степях, кото­рые часто называют засушливой зоной, и в лесостепях засухи случаются летом один раз в несколько лет, иногда захватывают конец весны - начало осени. Засуха - это дли­тельный (1-3 месяца) период без дождя или с очень малым количеством осадков, при по-

вышенной температуре и пониженной абсо­лютной и относительной влажности воздуха и почвы. Различают атмосферную и почвенную засухи. Атмосферная засуха наступает рань­ше. Из-за высоких температур и большого де­фицита влаги резко возрастает транспирация растений, корни не успевают подавать листь­ям влагу, и они увядают. Почвенная засуха выражается в иссушении почвы, из-за чего нормальная жизнедеятельность растений пол­ностью нарушается и они погибают. Почвен­ная засуха короче атмосферной за счет весен­них запасов влаги в почве и грунтовых вод. Засухи обусловлены антициклональным режи­мом погоды. В антициклонах воздух опускает­ся, адиабатически нагревается и иссушается. По периферии антициклонов возможны вет­ры - суховеи с высокой температурой и низ­кой относительной влажностью (до 10-15 %), которые усиливают испарение и еще губитель­нее действуют на растения.

В степях наиболее эффективно орошение при достаточном стоке рек. Дополнительными мерами служат снегонакопление - сохра­нившаяся стерня на полях и посадка кустар­ников по бровке балок, чтобы в них не сду­вался снег, и снегозадержание - прикатывание снега, создание снежных валов, укрытие снега соломой с целью увеличения продолжи­тельности снеготаяния и пополнения запасов грунтовых вод. Эффективны также лесные по­лезащитные полосы, которые задерживают сток талых снеговых вод и удлиняют период снеготаяния. Ветрозащитные (ветролом-ные) лесные полосы большой длины, поса­женные в несколько рядов, ослабляют ско­рость ветров, в том числе суховеев, и тем са­мым уменьшают испарение влаги.

Помимо вышеназванного коэффициента увлажнения, применяются и другие коэффи­циенты для характеристики увлажнения тер­риторий, в частности радиационный ин­декс сухости, о котором будет сказано даль­ше в связи с зональностью географической оболочки.

1)По картам учебника и атласа установите, какие изменения в расположении зон растительности произошли на территории Русской равнины после четвертичного оледенения.

После оледенения сократилась площадь природной зоны тундры и лесотундры. Она сдвинулась на север. Увеличилась площадь лесных зон.

2)Какие страны ближнего зарубежья (бывшие республики СССР) расположены в пределах Русской равнины?

Белоруссия, Латвия, Литва, Эстония, Молдавия, Украина, Польша, Румыния, Казахстан.

Вопросы в параграфе

*По рисунку 85 определите, какие зональные природные комплексы выделяют на Русской равнине. Какие из них занимают наибольшую площадь? Какие наименьшую?

Зональные природные комплексы – тундра и лесотундра, тайга, смешанные и широколиственные леса, лесостепи и степи, пустыни и полупустыни.

Наибольшую площадь занимают леса – тайга, смешанные и широколиственные. Наименьшую – пустыни и полупустыни.

*По профилю и графику определите, какие температуры преобладают в этом природном комплексе зимой, летом. Какая существует зависимость между температурой воздуха и коэффициентом увлажнения? Объясните, почему почвы степной зоны имеют самый мощный гумусовый горизонт.

Для Русской равнины характерно повышение температур в направлении с севера на юг. Зимние температуры в среднем составляют -100-00С, летние температуры – от +5 до 300С. Коэффициент увлажнения так же изменяется. В северных районах наблюдается переувлажнение, средняя полоса имеет достаточное увлажнение, южные районы – дефицит увлажнения. В общем с ростом температур коэффициент увлажнения уменьшается. В степях осадков выпадает немного, а испаряемость в 2 раза превышает количество осадков, здесь нет условий для вымывания перегноя в глубину почвенных горизонтов. В степи распространены черноземы с очень темной окраской и с зернистой структурой.

*Вспомните, каков механизм образования солонцов и солончаков.

Причина образования солончаков - большое испарение воды с поверхности почв в условиях выпотного типа водного режима. При близком расположении грунтовых вод к поверхности расход воды на испарение компенсируется за счет их притока. Если грунтовые воды минерализованы, то после испарения воды в капиллярах остаются соли, которые постепенно накапливаются. Причиной генезиса солончаков могут быть и засоленные почвообразующие породы, импульверизация, принос солей ветром, неправильное орошение, минерализация растений-галофитов, богатых натрием, серой, хлором. Солонцы образуются при рассолении солончаков в условиях большого количества натриевых солей и периодического промачивания почвы

Вопросы в конце параграфа

1. Какие крупные природные комплексы расположены на Русской равнине?

Тундра и лесотундра, тайга, смешанные и широколиственные леса, лесостепи и степи, пустыни и полупустыни.

2. Объясните, как изменение хотя бы одного из компонентов природы, например коэффициента увлажнения, меняет облик всего природного комплекса.

Все компоненты природного комплекса тесно взаимосвязаны между собой. К примеру, при изменении коэффициента увлажнения в сторону уменьшения происходит изменение растительности: леса сменяются лесостепью, лесостепи – степями, степи - полупустынями, полупустынями – пустынями. С растительным покровом неразрывно связан животный мир. Под разными видами растительности формируются разные типы почв.

3. Расскажите, какие из природных комплексов Русской равнины наиболее сильно изменены человеком.

Наиболее сильно изменены человеком степи Русской равнины. Они почти повсеместно распаханы.

Как известно, равновесие влажности в природе поддерживается круговоротом испарения воды и выпадения осадков. Местности, где за год выпадает мало дождей или снега, считаются засушливыми, а районы, в которых наблюдаются обильные частые осадки, могут даже страдать от избыточного уровня влажности.


Но для того, чтобы оценка увлажнения была достаточно объективной, географами и метеорологами используется специальный показатель – коэффициент увлажнения.

Что такое коэффициент увлажнения?

Степень увлажненности любой территории зависит от двух показателей:

— количества выпадающих за год ;

— количества испарившейся с поверхности почвы влаги.

В самом деле, увлажненность зон с прохладным климатом, где испарение из-за невысокой температуры происходит медленно, может быть более высокой, чем увлажненность территории, расположенной в жарком климатическом поясе, при одинаковом количестве выпадающих за год осадков.

Как определяется коэффициент увлажненности?

Формула, по которой вычисляется коэффициент увлажненности, достаточно проста: годовое количество осадков необходимо разделить на годовую величину испарения влаги. Если результат деления меньше единицы – значит, местность недостаточно увлажнена.


При коэффициенте увлажненности, равном или близком к единице, уровень влаги считается достаточным. Для влажных климатических зон коэффициент увлажненности существенно превышает единицу.

В разных странах используют различные методики определения коэффициента увлажненности. Основное затруднение состоит в объективном определении количества испаренной за год влаги. В России и странах СНГ со времен Советского Союза принята методика, разработанная выдающимся советским почвоведом Г.Н.Высоцким.

Она отличается высокой точностью и объективностью, так как учитывает не фактический уровень испарения влаги, который не может быть больше, чем количество пролитых осадков, а возможную величину испарения. Европейские и американские почвоведы используют метод Тортвейта, более сложный по определению и не всегда объективный.

Для чего нужен коэффициент увлажненности?

Определение коэффициента увлажненности – один из основных инструментов для синоптиков, почвоведов и ученых других специальностей. На основании этого показателя составляются карты обеспечения водными ресурсами, разрабатываются планы мелиорации – осушения болотистых местностей, улучшения почв для выращивания сельскохозяйственных культур и т.д.


Метеорологи составляют свои прогнозы с учетом множества показателей, в том числе и коэффициента увлажненности.

Важно знать, что увлажненность зависит не только от температуры воздуха, но и от высоты над уровнем моря. Как правило, для горных местностей характерны высокие значения коэффициента, так как там всегда выпадает , чем на равнинах.

Неудивительно, что в горах берет начало множество мелких, а иногда и достаточно крупных рек. Для районов, находящихся на высоте 1000-1200 метров над уровнем моря или выше, коэффициент увлажненности нередко достигает 1,8 – 2,4. Избыточная влага стекает вниз в виде горных речек и ручьев, принося дополнительную влагу в более засушливые долины.

В природных условиях величина коэффициента увлажняемости соответствует рельефу местности и наличию водных ресурсов. В зонах достаточной увлажненности протекают крупные и небольшие реки, имеются озера и ручьи. При избыточной увлажненности нередко образуются болота, подлежащие осушению.


В районах недостаточного увлажнения водоемы встречаются редко, так как почва отдает всю выпадающую на нее влагу в атмосферу.

Нетрудно видеть, что на земной поверхности постоянно происходят два противоположно направленных процесса - орошение местности осадками и иссушение ее испарением. Оба эти процесса сливаются в единый и противоречивый процесс атмосферного увлажнения, под которым понимается соотношение количества осадков и испаряемости.
Существует более двадцати способов его выражения. Показатели называются индексами и коэффициентами или сухости воздуха, или атмосферного увлажнения. Наиболее известны следующие:

1. Гидротермический коэффициент Г. Т. Селянинова.
2. Радиационный индекс сухости М. И. Будыко.
3. Коэффициент увлажнения Г. Н. Высоцкого - Н. Н. Иванова. Лучше всего его выразить в %. Например, в европейской тундре осадков выпадает 300 мм, а испаряемость только 200 мм, следовательно, осадки превосходят испаряемость в 1,5 раза, атмосферное увлажнение равно 150%, или =1,5. Увлажнение бывает избыточным, больше 100%, или /01,0, когда осадков выпадает больше, чем может их испариться; достаточным, при котором сумма осадков и испаряемость приблизительно равны (около 100%), или С = 1,0; недостаточным, меньше 100%. или К<1,0, если испаряемость превосходит количество осадков; в последней градации полезно выделить ничтожное увлажнение, в котором осадки составляют ничтожную (13% и меньше, или К = 0,13) долю испаряемости.
4. В Европе и США пользуются коэффициентом Ч. У. Тортвейта, довольно сложным и весьма неточным; рассматривать его здесь нет необходимости. Обилие способов выражения увлажнения воздуха говорит о том, что ни один из них не может считаться не только точным, но и более верным, чем другие. Довольно широко пользуются формулой испаряемости и коэффициентом увлажнения Н. Н. Иванова и для целей землеведения он наиболее выразителен.

Коэффициент увлажнения - соотношение между количеством выпадающих атмосферных осадков за год или другое время и испаряемостью определенной территории. Коэффициент увлажнения является показателем соотношением тепла и влаги.

Количество осадков еще не дает полного представления об обеспеченности территории влагой, так как часть атмосферных осадков испаряется с поверхности, а другая часть просачивается в почву.
При различных температурах с поверхности испаряется различное количество влаги. Количество влаги, которое может испаряться с водной поверхности при данной температуре, называется испаряемостью. Она измеряется в миллиметрах слоя испарившейся воды. Испаряемость характеризует возможное испарение. Фактическое же испарение не может быть больше годовой суммы осадков. Поэтому в пустынях Средней Азии оно составляет не более 150-200 мм в год, хотя испаряемость здесь в 6-12 раз выше. К северу испарение возрастает, достигая 450 мм в южной части тайги Западной Сибири и 500-550 мм в смешанных и широколиственных лесах Русской равнины. Далее к северу от этой полосы испарение вновь уменьшается до 100-150 мм в прибрежных тундрах. В северной части страны испарение ограничивается не количеством осадков, как в пустынях, а величиной испаряемости.
Для характеристики обеспеченности территории влагой используется коэффициент увлажнения - отношение годовой суммы осадков к испаряемости за этот же период.
Чем меньше коэффициент увлажнения, тем суше климат. Близ северной границы лесостепной зоны количество осадков примерно равно годовой испаряемости. Коэффициент увлажнения здесь близок к единице. Такое увлажнение считается достаточным. Увлажнение лесостепной зоны и южной части зоны смешанных лесов колеблется от года к году в сторону то увеличения, то понижения, поэтому оно неустойчивое. При коэффициенте увлажнения меньше единицы увлажнение считается недостаточным (степная зона). В северной части страны (тайга, тундра) количество осадков превышает испаряемость. Коэффициент увлажнения здесь больше единицы. Такое увлажнение называют избыточным.
Коэффициент увлажнения выражает соотношение тепла и влаги на той или иной территории и является одним из важных климатических показателей, так как определяет направление и интенсивность большинства природных процессов.
В районах избыточного увлажнения много рек, озер, болот. В преобразовании рельефа преобладает эрозия. Широко распространены луга и леса.

Высокие годовые значения коэффициента увлажнения (1,75-2,4) характерны для горных территорий с абсолютными отметками поверхности 800-1200 м. Эти и другие, более высокогорные, районы находятся в условиях избыточного увлажнения с положительным балансом влаги, избыток которой составляет 100 - 500 мм в год и более. Минимальные значения коэффициента увлажнения от 0,35 до 0,6 свойственны степной зоне, подавляющая часть поверхности которой расположена на отметках менее 600 м абс. высоты. Баланс влаги здесь отрицателен и характеризуется дефицитом от 200 до 450 мм и более, а территория, в целом - недостаточным увлажнением, типичным для полуаридного и даже аридного климата. Основной период испарения влаги длится с марта по октябрь, а ее максимальная интенсивность приходится на наиболее жаркие месяцы (июнь - август). Наименьшие значения коэффициента увлажнения наблюдаются именно в эти месяцы. Нетрудно заметить, что величина избыточного увлажнения горных территорий сопоставима, а в некоторых случаях и превышает суммарное количество атмосферных осадков степной зоны. 

В его основе - два взаимосвязанных процесса: увлажнение земной поверхности осадками и испарение из нее влаги в атмосферу. Оба эти процесса как раз и определяют коэффициент увлажнения для конкретной территории. Что такое коэффициент увлажнения и как его определяют? Именно об этом пойдет речь в данной информационной статье.

Коэффициент увлажнения: определение

Увлажнение территории и испарение влаги с её поверхности во всем мире происходят абсолютно одинаково. Однако на вопрос, что такое коэффициент увлажнения, в разных странах планеты отвечают совершенно по-разному. Да и само понятие в такой формулировке принято не во всех странах. К примеру, в США это "precipitation-evaporation ratio", что можно дословно перевести как "индекс (соотношение) увлажнения и испаряемости".

Но всё же, что такое коэффициент увлажнения? Это определенное соотношение между величиной осадков и уровнем испарения на данной территории за конкретный отрезок времени. Формула вычисления этого коэффициента очень простая:

где О - количество осадков (в миллиметрах);

а И - величина испаряемости (тоже в миллиметрах).

Разные подходы к определению коэффициента

Как определить коэффициент увлажнения? На сегодня известно около 20 разных способов.

В нашей стране (а также на постсоветском пространстве) чаще всего используется методика определения, предложенная Георгием Николаевичем Высоцким. Это выдающийся украинский учёный, геоботаник и почвовед, основоположник науки о лесе. За свою жизнь он написал свыше 200 научных трудов.

Стоит отметить, что в Европе, а также в США используют коэффициент Тортвейта. Однако методика его вычисления намного сложнее и имеет свои недостатки.

Определение коэффициента

Определить данный показатель для конкретной территории совсем не сложно. Рассмотрим эту методику на следующем примере.

Дана территория, для которой нужно рассчитать коэффициент увлажнения. При этом известно, что за год эта территория получает 900 мм а испаряется из нее за тот же период времени - 600 мм. Для вычисления коэффициента следует поделить количество осадков на испаряемость, то есть 900/600 мм. В результате мы получим значение 1,5. Это и будет коэффициент увлажнения для этой территории.

Коэффициент увлажнения Иванова-Высоцкого может равняться единице, быть ниже или же выше 1. При этом если:

• К = 0, то увлажнение для данной территории считается достаточным;
• К больше 1, то увлажнение избыточное;
• К меньше 1, то увлажнение недостаточное.

Величина этого показателя, разумеется, будет напрямую зависеть от температурного режима на конкретной территории, а также от количества атмосферных осадков, выпадающих за год.

Для чего используется коэффициент увлажнения?

Коэффициент Иванова-Высоцкого - это крайне важный климатический показатель. Ведь он способен дать картину обеспеченности местности водными ресурсами. Этот коэффициент просто необходим для развития сельского хозяйства, а также для общего экономического планирования территории.

Он также определяет уровень сухости климата: чем он больше, тем В районах с избыточным увлажнением всегда наблюдается обилие озер и заболоченных территорий. В растительном покрове преобладает луговая и лесная растительность.

Максимальные значения коэффициента характерны для высокогорных районов (выше 1000-1200 метров). Здесь, как правило, наблюдается избыток влаги, который может достигать 300-500 миллиметров в год! Такое же количество атмосферной влаги получает степная зона за год. Коэффициент увлажнения в горных регионах достигает максимальных значений: 1,8-2,4.

Избыточное увлажнение также наблюдается в тундры, лесотундры, а также умеренных В этих районах коэффициент не более 1,5. В зоне лесостепи он колеблется в пределах от 0,7 до 1,0, а вот в степной зоне уже наблюдается недостаточное увлажнение территории (К = 0,3-0,6).

Минимальные значения увлажнения характерны для зоны полупустынь (всего около 0,2-0,3), а также для (до 0,1).

Коэффициент увлажнения в России

Россия - огромная страна, для которой характерно широкое разнообразие климатических условий. Если говорить о коэффициенте увлажнения, то его значения в пределах России колеблются в широких пределах от 0,3 до 1,5. Самое скудное увлажнение наблюдается в Прикаспии (около 0,3). В степной и лесостепной зоне оно несколько выше - 0,5-0,8. Максимальное увлажнение характерно для зоны лесотундры, а также для высокогорных районов Кавказа, Алтая, Уральских гор.

Теперь вам известно, что такое коэффициент увлажнения. Это достаточно важный показатель, который играет очень важную роль для развития народного хозяйства и агропромышленного комплекса. Данный коэффициент зависит от двух значений: от количества атмосферных осадков и от объемов испаряемости за определенный отрезок времени.