Погодные условия в пустынях: глобальный гид

Пустыни, занимающие примерно одну пятую часть суши Земли, определяются своей засушливостью – получением очень малого количества осадков. Их погодные условия уникальны и часто экстремальны, формируясь под влиянием сложного взаимодействия географических факторов, атмосферных условий и локальных эффектов. В этом гиде представлен всесторонний обзор погоды в пустынях, рассматривающий её характеристики, причины и глобальные вариации.

Что определяет пустыню?

Основной определяющей характеристикой пустыни является низкий уровень осадков. Хотя конкретные определения могут различаться, общепринятый порог – это среднегодовое количество осадков менее 250 миллиметров (10 дюймов). Однако одни лишь осадки не дают полной картины. Потенциальная эвапотранспирация (количество воды, которое могло бы испариться и выделиться через растительный покров при его наличии) также имеет решающее значение. Пустыни – это районы, где потенциальная эвапотранспирация значительно превышает количество осадков.

Кроме того, важно различать разные типы пустынь:

• Жаркие пустыни: Характеризуются высокими температурами круглый год. Примеры: пустыня Сахара в Африке и Аравийская пустыня на Ближнем Востоке.
• Холодные пустыни: Имеют жаркое лето, но также холодные, часто морозные, зимы. Примерами являются пустыня Гоби в Азии и Патагонская пустыня в Южной Америке.
• Прибрежные пустыни: Расположены вдоль побережий, где холодные, поднимающиеся из глубин океанические течения стабилизируют атмосферу, подавляя выпадение осадков. Пустыня Атакама в Чили и Перу – самая сухая пустыня в мире, во многом благодаря влиянию течения Гумбольдта.
• Пустыни дождевой тени: Формируются на подветренной стороне горных хребтов, где воздушные массы теряют влагу, поднимаясь над горами, создавая сухую зону в их «тени». Пустыня Мохаве в США – классический пример.

Ключевые характеристики погоды в пустыне

1. Экстремальные температуры

Возможно, наиболее известной характеристикой погоды в пустыне являются экстремальные колебания температуры. Эти колебания могут быть суточными или сезонными. Отсутствие облачного покрова и растительности позволяет интенсивному солнечному излучению быстро нагревать поверхность днём. Ночью отсутствие этих изолирующих факторов приводит к быстрому остыванию.

• Высокие дневные температуры: В жарких пустынях дневные температуры могут превышать 50°C (122°F). В пустыне Сахара, например, летом регулярно регистрируются температуры в этом диапазоне. Долине Смерти в Калифорнии принадлежит рекорд самой высокой зарегистрированной температуры воздуха на Земле: 56.7°C (134°F).
• Значительный суточный диапазон температур: Разница между дневными максимумами и ночными минимумами может быть огромной, иногда превышая 30°C (54°F). Это связано с тем, что сухой воздух и отсутствие растительности позволяют земле быстро излучать тепло после захода солнца.
• Низкие температуры в холодных пустынях: В холодных пустынях зимой наблюдаются значительные падения температуры. В пустыне Гоби, расположенной в высокоширотном регионе Азии, температура может опускаться ниже -40°C (-40°F).

2. Низкий и нерегулярный уровень осадков

Определяющей чертой пустынь является низкий уровень осадков. Однако распределение дождей также крайне изменчиво и непредсказуемо.

• Низкое среднее количество осадков: Как уже упоминалось, в пустынях обычно выпадает менее 250 мм (10 дюймов) дождя в год. Некоторые пустыни, такие как Атакама, могут годами не регистрировать никаких осадков.
• Нерегулярные дожди: Дожди часто бывают редкими и интенсивными. Пустыня может получить всё годовое количество осадков за одну грозу. Это затрудняет адаптацию растений и животных.
• Внезапные наводнения: Интенсивность дождей в сочетании с сухой, уплотнённой почвой часто приводит к внезапным наводнениям. Эти внезапные и мощные потоки могут быть очень разрушительными, вымывая каньоны и перенося большие объёмы отложений.

3. Низкая влажность

Недостаток водяного пара в воздухе приводит к очень низкому уровню влажности в пустынях. Эта низкая влажность способствует экстремальным колебаниям температуры, так как меньше водяного пара поглощает и удерживает тепло.

• Сухой воздух: Относительная влажность в жарких пустынях днём часто может опускаться ниже 10%.
• Усиленное испарение: Сухой воздух также способствует быстрому испарению, что затрудняет удержание влаги растениями и животными.

4. Сильные ветры

Пустыни часто являются ветреными средами. Отсутствие растительности и большие температурные градиенты создают благоприятные условия для сильных ветров.

• Песчаные и пыльные бури: Сильные ветры могут поднимать в воздух большие объёмы песка и пыли, создавая песчаные и пыльные бури. Эти бури могут снижать видимость почти до нуля и представлять серьёзную угрозу для здоровья. Пустыня Сахара является основным источником пыли, которая может перемещаться на тысячи километров через Атлантический океан, влияя на качество воздуха в Америке.
• Эрозия: Ветровая эрозия является значительной силой, формирующей пустынные ландшафты. Песок, переносимый ветром, может истирать скалы и другие поверхности, создавая уникальные геологические образования.

5. Ясное небо и интенсивное солнечное излучение

Пустыни известны своим ясным небом, которое позволяет интенсивному солнечному излучению достигать поверхности. Это высокое солнечное излучение способствует высоким дневным температурам, а также влияет на типы растений и животных, которые могут выжить в пустыне.

• Высокий УФ-индекс: Отсутствие облачного покрова означает, что в пустынях часто наблюдается очень высокий ультрафиолетовый (УФ) индекс, что увеличивает риск солнечных ожогов и рака кожи.
• Потенциал солнечной энергии: Обилие солнечного света делает пустыни идеальными местами для производства солнечной энергии. Многие крупные солнечные электростанции расположены в пустынных регионах по всему миру.

Факторы, влияющие на погоду в пустыне

Несколько факторов способствуют формированию и поддержанию погодных условий в пустынях:

1. Атмосферная циркуляция

Циркуляционные системы атмосферы Земли играют решающую роль в распределении пустынь. Ячейки Гадли, представляющие собой крупномасштабные циркуляционные системы в тропиках, создают пояса высокого давления примерно на 30 градусах северной и южной широты от экватора. Эти зоны высокого давления связаны с нисходящими потоками воздуха, которые подавляют образование облаков и осадков, что приводит к формированию многих крупнейших пустынь мира, таких как Сахара, Аравийская и Австралийские пустыни.

2. Океанические течения

Холодные океанические течения также могут способствовать формированию пустынь. Как уже упоминалось, на пустыню Атакама влияет холодное течение Гумбольдта, которое стабилизирует атмосферу и препятствует выпадению осадков. Бенгельское течение у побережья Намибии играет аналогичную роль в формировании пустыни Намиб.

3. Топография

Горные хребты могут создавать пустыни дождевой тени. Когда воздушные массы вынуждены подниматься над горами, они охлаждаются и отдают свою влагу на наветренной стороне. Подветренная сторона гор получает очень мало осадков, что создаёт сухую, пустынную среду. Пустыня Мохаве и пустыня Большого Бассейна на западе США являются примерами пустынь дождевой тени.

4. Континентальность

Расстояние от океана также может влиять на формирование пустынь. Районы, расположенные далеко от побережья, как правило, имеют более экстремальные колебания температуры и меньшее количество осадков, поскольку океан оказывает смягчающее воздействие на климат. Пустыня Гоби, расположенная в глубине азиатского континента, является примером пустыни, на которую влияет континентальность.

Микроклиматы в пустынях

Несмотря на общие суровые условия, в пустынях могут наблюдаться значительные микроклиматические различия. Эти микроклиматы – это локализованные участки с отличающимися от окружающей среды условиями температуры, влажности и ветра. Они могут быть решающими для выживания растений и животных.

• Оазисы: Оазисы – это участки, где грунтовые воды доступны на поверхности или вблизи неё, создавая островки растительности и предоставляя убежище для дикой природы и людей. Они часто связаны с источниками или колодцами.
• Каньоны и русла пересохших рек: Каньоны и русла могут обеспечивать тень и собирать дождевую воду, создавая несколько более прохладные и влажные микроклиматы. Эти участки могут поддерживать большее разнообразие растительной и животной жизни.
• Под камнями и кустарниками: Даже мелкомасштабные элементы, такие как камни и кустарники, могут создавать микроклиматы, обеспечивая тень и уменьшая испарение. Многие пустынные животные ищут убежище под ними, чтобы спастись от экстремальной жары.

Адаптации к погоде в пустыне

Растения и животные, живущие в пустынях, выработали разнообразные приспособления для выживания в экстремальных условиях.

Адаптации растений

• Накопление воды: Многие пустынные растения, такие как кактусы и суккуленты, имеют специализированные ткани для хранения воды.
• Уменьшенная площадь листьев: У некоторых растений маленькие листья или колючки вместо листьев для уменьшения потери воды через транспирацию.
• Глубокие корни: Многие пустынные растения имеют глубокие корневые системы, которые могут достигать источников грунтовых вод.
• Засухоустойчивость: Некоторые растения могут переносить сильное обезвоживание и выживать в течение длительных периодов без воды.
• Эфемерный жизненный цикл: Некоторые растения, называемые эфемерами, имеют короткий жизненный цикл, приуроченный к периодам дождей. Они быстро прорастают, растут, цветут и производят семена, а затем погибают с наступлением сухого сезона.

Адаптации животных

• Ночной образ жизни: Многие пустынные животные ведут ночной образ жизни, то есть активны ночью, когда температура ниже.
• Сохранение воды: Некоторые животные имеют физиологические приспособления, позволяющие им экономить воду, например, производя высококонцентрированную мочу.
• Рытьё нор: Рытьё нор позволяет животным спасаться от дневной жары и ночного холода.
• Камуфляж: Камуфляж помогает животным избегать хищников и сливаться с окружающей средой.
• Миграция: Некоторые животные мигрируют в районы с большим количеством воды и пищевых ресурсов в сухой сезон.

Влияние изменения климата на погоду в пустыне

Ожидается, что изменение климата окажет значительное влияние на погодные условия в пустынях. Хотя конкретные последствия могут варьироваться в зависимости от региона, ожидаются некоторые общие тенденции:

• Повышение температур: В пустынях, вероятно, будет наблюдаться ещё более высокая температура, что усугубит и без того экстремальные условия.
• Изменения в режиме осадков: Хотя некоторые пустыни могут стать суше, в других может увеличиться количество осадков или интенсивность дождей. Изменения в режиме осадков трудно предсказать с уверенностью.
• Увеличение частоты и интенсивности засух: Многие пустынные регионы уже сталкиваются с продолжительными засухами, и ожидается, что изменение климата увеличит их частоту и интенсивность.
• Опустынивание: Опустынивание, процесс, при котором земля становится всё более засушливой, является серьёзной проблемой во многих частях мира. Ожидается, что изменение климата ускорит опустынивание, особенно в районах, уже уязвимых к деградации земель.
• Влияние на биоразнообразие: Изменения погодных условий в пустынях, вероятно, окажут значительное влияние на растительный и животный мир. Некоторые виды могут оказаться неспособными адаптироваться к изменяющимся условиям, что приведёт к сокращению биоразнообразия.

Примеры погоды в пустынях по всему миру

Рассмотрим несколько конкретных примеров погоды в пустынях в разных частях мира:

1. Пустыня Сахара (Северная Африка)

Сахара – самая большая жаркая пустыня в мире. Она характеризуется чрезвычайно высокими температурами, низким уровнем осадков и сильными ветрами. Дневные температуры летом могут превышать 50°C (122°F), а годовое количество осадков обычно составляет менее 250 мм (10 дюймов). Сахара также является крупным источником пыли, которая может перемещаться на большие расстояния через Атлантический океан.

2. Пустыня Атакама (Южная Америка)

Атакама – самая сухая пустыня в мире. В некоторых её районах никогда не регистрировались осадки. Пустыня расположена в зоне дождевой тени, а также находится под влиянием холодного течения Гумбольдта. Температуры относительно умеренные из-за прибрежного расположения, но крайняя засушливость делает её очень сложной средой для жизни.

3. Пустыня Гоби (Азия)

Гоби – холодная пустыня, расположенная в высокоширотном регионе Азии. Она характеризуется жарким летом и холодной зимой, с температурами, часто опускающимися ниже -40°C (-40°F). Осадки низкие и нерегулярные, и пустыня также подвержена сильным ветрам и пыльным бурям.

4. Аравийская пустыня (Ближний Восток)

Аравийская пустыня – это жаркая пустыня, характеризующаяся высокими температурами и низким уровнем осадков. Пустыня расположена в зоне субтропического высокого давления, что способствует её засушливости. Песчаные бури являются обычным явлением, а в ландшафте преобладают песчаные дюны и скалистые плато.

5. Австралийские пустыни (Австралия)

В Австралии есть несколько крупных пустынь, включая Большую пустыню Виктория, Большую Песчаную пустыню и пустыню Симпсона. Эти пустыни характеризуются высокими температурами, низким уровнем осадков и песчаными почвами. Пустыни являются домом для множества уникальных растений и животных, приспособленных к суровым условиям.

Заключение

Погодные условия в пустынях сложны и увлекательны, они формируются под влиянием множества факторов, включая атмосферную циркуляцию, океанические течения и топографию. Понимание этих закономерностей имеет решающее значение для прогнозирования последствий изменения климата для пустынных регионов и для разработки стратегий по смягчению последствий опустынивания. От палящего зноя Сахары до ледяных зим Гоби, пустыни по всему миру представляют уникальные вызовы и возможности, демонстрируя устойчивость жизни перед лицом экстремальных условий.

Изучая погоду в пустынях, мы получаем ценные сведения о динамике климатической системы нашей планеты и о важности адаптации к изменениям окружающей среды. Поскольку изменение климата продолжает преобразовывать наш мир, понимание этих хрупких экосистем становится как никогда важным.