Основные процессы, формирующие К. Климатические условия на Земле создаются в результате следующих основных взаимосвязанных, циклов геофизических процессов глобального масштаба: теплооборота, влагооборота и общей циркуляции атмосферы.
Теплооборот слагается из притока к Земле электромагнитной солнечной радиации, лучистая энергия которой при поглощении радиации в атмосфере и на земной поверхности переходит в теплоту; из обмена теплотой между атмосферой и земной поверхностью путем длинноволнового излучения, теплопроводности и фазовых преобразований воды (затраты теплоты почвой и водоемами на испарение воды и освобождение скрытой теплоты испарения при конденсации в атмосфере); из перераспределения теплоты на Земле путём переноса её воздушными и океаническими течениями; из отдачи как отражённой и рассеянной солнечной радиации, так и собственного длинноволнового излучения Земли и атмосферы в космическое пространство (см. также статьи Теплообмен в атмосфере, Теплообмен в море
и Теплообмен в почве).
Влагооборот заключается в испарении воды в атмосферу с водоёмов и суши, включая и транспирацию растений; в переносе водяного пара в высокие слои атмосферы (см. Конвекция), а также воздушными течениями общей циркуляции атмосферы; в конденсации водяного пара в виде облаков и туманов; в переносе облаков воздушными течениями и в выпадении из них осадков; в стоке выпавших осадков и в новом их испарении, и т.д. (см. Влагооборот).
Общая циркуляция атмосферы создаёт в основном режим ветра. С переносом воздушных масс общей циркуляцией связан глобальный перенос теплоты и влаги, Местные атмосферные циркуляции (бризы, горно-долинные ветры и пр.) создают перенос воздуха лишь над ограниченными районами земной поверхности, налагающийся на общую циркуляцию и влияющий на климатические условия в этих районах (см. Циркуляция атмосферы).
Воздействие географических факторов на К. Климатообразующие процессы происходят при воздействии ряда географических факторов, основными из которых являются: 1) Географическая широта, определяющая зональность и сезонность в распределении приходящей к Земле солнечной радиации, а с нею и температуры воздуха, атмосферного давления и пр.; широта влияет на условия ветра и непосредственно, поскольку от неё зависит отклоняющая сила вращения Земли. 2) Высота над уровнем моря. Климатические условия в свободной атмосфере и в горах меняются в зависимости от высоты. Сравнительно малые различия в высоте, измеряемые сотнями и тысячами м, эквивалентны в своём влиянии на К. широтным расстояниям в тысячи км. В связи с этим в горах прослеживаются высотные климатические пояса (см. Высотная поясность). 3) Распределение суши и моря. Вследствие различных условий распространения тепла в верхних слоях почвы и воды и благодаря разной их поглощательной способности создаются различия между К. материков и океанов. Общая циркуляция атмосферы приводит затем к тому, что условия морского К. распространяются с воздушными течениями в глубь материков, а условия континентального К. — на соседние части океанов, 4) Орография. Горные хребты и массивы с различной экспозицией склонов создают крупные возмущения в распределении воздушных течений, температуры воздуха, облачности, осадков и пр. 5) Океанические течения. Теплые течения, попадая в высокие широты, отдают теплоту в атмосферу; холодные течения, продвигаясь к низким широтам, охлаждают атмосферу. Течения влияют и на влагооборот, содействуя или препятствуя образованию облаков и туманов, и на атмосферную циркуляцию, поскольку последняя зависит от температурных условий. 6) Характер почвы, в особенности её отражательная способность (альбедо) и влажность. 7) Растительный покров в определённой степени влияет на поглощение и отдачу радиации, увлажнение и ветер, 8) Снежный и ледовый покров. Сезонный снежный покров над сушей, морские льды, постоянный ледовый и снежный покров таких территорий как Гренландия и Антарктида, фирновые поля и ледники в горах существенно влияют на температурный режим, условия ветра, облачности, увлажнения. 9) Состав воздуха. Естественным путём за короткие периоды он существенно не меняется, если не считать спорадических влияний вулканических извержений или лесных пожаров. Однако в промышленных районах отмечается повышение содержания углекислого газа от сжигания топлива и загрязнение воздуха газовыми и аэрозольными отходами производства и транспорта.
Климат и человек. Типы К. и их распределение по земному шару, оказывают самое существенное влияние на водный режим, почву, растительный покров и животный мир, а также на распространение и урожайность с.-х. культур. К. в известной мере влияет на расселение, размещение промышленности, условия жизни и здоровье населения. Поэтому правильный учёт особенностей и влияний К. необходим не только в сельском хозяйстве, но и при размещении, планировании, строительстве и эксплуатации гидроэнергетических и промышленных объектов, в градостроительстве, в транспортной сети, а также в здравоохранении (курортная сеть, климатолечение, борьба с эпидемиями, социальная гигиена), туризме, спорте. Изучение климатических условий, как в целом, так и с точки зрения определённых потребностей народного хозяйства, обобщение и распространение данных о К. в целях их практического использования в СССР осуществляются учреждениями Гидрометеорологической службы СССР.
Человечество пока еще не может существенно влиять на К. путем непосредственного изменения физических механизмов климатообразующих процессов. Активное физико-химическое воздействие человека на процессы образования облаков и выпадения осадков уже является реальностью, но климатического значения оно по своей пространственной ограниченности не имеет. Индустриальная деятельность человеческого общества приводит к возрастанию содержания в воздухе углекислого газа, промышленных газов и аэрозольных примесей. Это влияет не только на жизненные условия и здоровье людей, но и на поглощение радиации в атмосфере и тем самым на температуру воздуха. Постоянно возрастает и приток тепла в атмосферу за счет сжигания горючего. Эти антропогенные изменения К. особенно заметны в больших городах; в глобальном масштабе они еще незначительны. Но в близком будущем можно ждать их значительного возрастания. Помимо этого, воздействуя на тот или иной из географических факторов К., т. е. изменяя среду, в которой протекают климатообразующие процессы, люди, сами того не зная или не учитывая, с давних пор ухудшали К. нерациональным сведением лесов, хищнической распашкой земель. Напротив, проведение рациональных оросительных мероприятий и создание оазисов в пустыне улучшало К. соответствующих районов. Задача сознательного, направленного улучшения К. поставлена главным образом в отношении микроклимата и местного К. Реальным и безопасным способом такого улучшения представляется целенаправленное расширение воздействий на почву и растительный покров (насаждение лесных полос, осушение и орошение территории).
Изменения климата. Исследования осадочных отложений, ископаемых остатков флоры и фауны, радиоактивности горных пород и др. показывают, что К. Земли в различные эпохи существенно менялся. В течение последних сотен миллионов лет (до антропогена) Земля, по-видимому, была более тёплой, чем в настоящее время: температура в тропиках была близка к современной, а в умеренных и высоких широтах гораздо выше современной. В начале палеогена (около 70 млн. лет назад) температурные контрасты между экваториальными и приполярными областями начали возрастать, однако до начала антропогена они были меньше ныне существующих. В антропогене температура в высоких широтах резко снизилась и возникли полярные оледенения. Последнее сокращение ледников в Северном полушарии закончилось, по-видимому, около 10 тыс. лет назад, после чего постоянный ледовый покров остался главным образом в Северном Ледовитом океане, в Гренландии и на др. арктических островах, а в Южном полушарии — в Антарктиде.
Для характеристики К. нескольких последних тыс. лет имеется обширный материал, полученный с помощью палеографических методов исследования (дендрохронология, палинологический анализ и пр.), на основании изучения археологических данных, фольклорных и литературных памятников, а в более позднее время — и летописных свидетельств. Можно заключить, что за последние 5 тыс. лет К. Европы и близких к ней районов (а вероятно, и всего земного шара) колебался в сравнительно узких пределах. Сухие и тёплые периоды несколько раз сменялись более влажными и прохладными. Примерно за 500 лет до н. э. осадки заметно увеличились и К. стал более прохладным. В начале н. э. он был сходен с современным. В 12—13 вв. К. был более мягким и сухим, чем в начале н. э., но в 15—16 вв. опять произошло значительное похолодание и увеличилась ледовитость морей. За последние 3 столетия накоплен всё возрастающий материал инструментальных метеорологических наблюдений, получивших глобальное распространение. С 17 до середины 19 вв. К. оставался холодными влажным, ледники наступали. Со 2-й половины 19 в. началось новое потепление, особенно сильное в Арктике, но охватившее почти весь земной шар. Это так называемое современное потепление продолжалось до середины 20 в. На фоне колебаний К., охватывающих сотни лет, происходили кратковременные колебания с меньшими амплитудами. Изменения К. имеют, таким образом, ритмический, колебательный характер.
