Средняя Азия и Центральный Казахстан
Климатические особенности территории Средней Азии и Центрального Казахстана определяются: 1) их внутриматериковым положением и удаленностью от океанов — основных источников приносимой сюда атмосферной влаги; 2) расположением в сравнительно низких широтах, чем вызвана относительно большая величина радиационного баланса; 3) устройством поверхности, от которого во многом зависят особенности циркуляционных процессов.
Положение территории во внутренней части Евразии, на большом расстоянии от океанов 1 обусловливает резко выраженную континентальность, а связанная с южным положением интенсивная радиация придает резко континентальному климату низких равнин основной части территории аридный характер; в этих условиях развиваются пустынные ландшафты.
1 Ближайшим океаном является Индийский, но от него Средняя Азия отделена высокими горами, к тому же условия атмосферной циркуляции не благоприятствуют приносу влаги со стороны Индийского океана.
Величина суммарной радиации (прямой плюс рассеянной) на севере территории составляет около 100, на юге более 160 ккал/см2. Радиационный баланс на севере составляет около 22, а на юге — свыше 40 ккал/см2 в год.
На рассматриваемой территории преобладает воздух умеренных широт, который летом на ее большей части энергично трансформируется в тропический. На юге сезонная смена преобладающего зимой воздуха умеренных широт тропическим, который господствует летом, происходит вследствие характерного для субтропического пояса сезонного перемещения фронта умеренных широт.
Сезонными миграциями иранской ветви фронта умеренных широт определяется смена дождливых и сухих периодов на юге Средней Азии. Зимой фронт умеренных широт обычно располагается южнее границ Средней Азии, но его существование вызывает циклоническую деятельность и выпадение осадков, особенно интенсивное на юго-западных и западных склонах горных хребтов. Весной иранская ветвь фронта начинает продвигаться на север и, проходя через южные части Средней Азии, вызывает резко выраженный весенний максимум осадков (в марте — апреле), который создает благоприятные условия для развития в южных районах пустынь эфемеровой растительности. Летом фронт становится сильно размытым, так как происходящая на пустынных равнинах севера Туранской низменности и в казахстанских полупустынях трансформация воздуха умеренных широт в тропический сглаживает температурные различия между воздушными массами по обе стороны фронта. Это вызывает ослабление циклонической деятельности и приводит к установлению ясной сухой погоды. Циклоническая деятельность летом проявляется только в высокогорных районах, где под действием горных барьеров происходит активизация фронтов, и на севере Центрального Казахстана, подверженном действию западных циклонов и в летнее время года. Над пустынными же равнинами Средней Азии не выпадают даже конвективные осадки; уровень конденсации летом здесь находится на такой большой высоте, что термическая конвекция его не достигает.
Воздух умеренных широт на севере граничит с арктическим воздухом. Арктический фронт, располагающийся зимой в среднем на широте 65—70°, нередко заходит в Среднюю Азию, а иногда спускается даже в южные районы. Чаще же через Центральный Казахстан и север Средней Азии проходит западный отрог азиатского антициклона. Из его области зимой в Среднюю Азию вторгается севера и северо-востока холодный и сухой континентальный воздух.
Холодные воздушные массы беспрепятственно проникают в Центральный Казахстан и далее к югу, в западные районы Средней Азии. На востоке же Средней Азии их проникновению на юг препятствуют горные барьеры Тянь-Шаня. Холодные воздушные массы имеют обычно небольшую мощность, поэтому даже сравнительно невысокие хребты, например хребет Каратау, служат важными климаторазделами.
Годовое количество осадков в Средней Азии и Центральном Казахстане
Большое влияние на климат Средней Азии оказывают горные системы, расположенные за ее пределами. Это не только барьеры, защищающие Среднюю Азию с юга (от проникновения южноазиатских муссонов), но также горы, расположенные к западу и юго-западу (Большой и Малый Кавказ, Армянское нагорье, Загрос и др.). Они образуют преграду, превышающие по длине 3000 км, и оказывают деформирующее влияние на высотные фронтальные зоны, что существенно отражается на развитии циклонической деятельности в Средней Азии. Как показал климатолог И. В. Бут, обусловленные этим горным барьером атмосферные волны вызывают развитие сильных фенов, которые исключают выпадение осадков. Эффект действия таких процессов практически наблюдается над всей территорией Туркмении. Зимой с ними связана ясная сухая погода с резким повышением температуры. Горная преграда существенно снижает количество осадков, приносимых в Среднюю Азию западными и в особенности юго-западными (средиземноморскими) циклонами.
Показателем континентальности климата Средней Азии являются температурные условия. Летом в среднеазиатских пустынях жарче, чем в тропиках. Средняя июльская температура здесь 26—32°, тогда как в тропиках она равна 24—28°. Абсолютный максимум температуры воздуха достигает 50° (Юго-Восточные Каракумы, Термез на Амударье), а поверхность песка в пустыне нагревается до 79° (Репетек в Каракумах). Зато равнины Средней Азии имеют не соответствующую географической широте холодную зиму, и средние годовые амплитуды температуры воздуха здесь достигают очень высоких значений (32—40°). Характерны также большие колебания температур от года к году, резкие суточные колебания температур, резкость переходов от сезона к сезону (особенно от зимы к лету), малое количество атмосферных осадков (менее 200 мм за год, на значительных площадях — менее 100 мм, местами даже менее 75 мм), малая облачность, большое число часов солнечного сияния, сухость воздуха (в летние дни относительная влажность в среднем 20—25%, но спускается и значительно ниже).
Радиационный индекс сухости, характеризующий соотношение годового радиационного баланса и годового количества осадков, в пустынях Средней Азии составляет более 3 (крайне недостаточное увлажнение).
В Центральном Казахстане летняя жара несколько смягчается, а зима становится более суровой. Осадков выпадает немного больше. Радиационный индекс сухости от 2 до 3 в полупустыне (недостаточное увлажнение) и менее 2 на севере, в степной зоне (умеренно недостаточное увлажнение).
В горных областях Средней Азии проявляется высотная климатическая зональность. Нижние зоны находятся под воздействием тех же воздушных масс и циркуляционных процессов, что и соседние пустыни. На склонах гор происходит обострение фронтальных процессов. В верхних зонах усиливается роль западного переноса воздуха в средних слоях тропосферы. На наветренных склонах выдает значительное количество осадков (местами более 1600 мм), в «барьерной тени» оно резко падает (в Восточном Памире годовая норма осадков столь же мала, как и в наиболее безводных районах Туранской низменности).
Климатические области Средней Азии и Центрального Казахстана (по Б. П. Алисову)
1 — государственная граница; 2 — граница Средней Азии и Центрального Казахстана с Сибирью, Уралом и Прикаспийской низменностью; 3 — границы климатических поясов; 4 — границы климатических областей; 5 — степи и полупустыни; 6 — пустыни; 7 — субтропические пустыни с эфемеровой растительностью; 8 — горные леса; 9 — горные луга, лугостепи, холодные пустыни и горные тундры (названия областей 1—5 см. в тексте)
На территории Средней Азии и Центрального Казахстана Б. П. Алисов (1969) выделяет следующие климатические области (см. схему).
Умеренный пояс
1. Континентальная степная область 1. Климат этой области образуется при значительном воздействии радиационных факторов. Характерна быстро возрастающая засушливость к югу. Южная граница области совпадает с северной границей зоны пустынь. Температура января −18, −15°, июля 22—25°. Годовое количество осадков — 200—300 мм. Снежный покров маломощный.
1 На схеме Б. П. Алисова это часть обширной области, распространяющейся и на юг Западной Сибири.
2. Континентальная Северо-Туранская область занимает среднюю и северную части Туранской низменности и Прибалхашье. На формирование климата решающее влияние оказывают радиационные факторы, особенно в летнее время. Зимой преобладающие северо-восточные ветры приносят континентальный сибирский воздух. Летом северные и северо-западные ветры приносят континентальный воздух из Западной Сибири и юго-восточных районов Европейской части СССР. Эти воздушные массы в пределах области претерпевают вторую фазу трансформации, приближаясь по своим свойствам к тропическим воздушным массам. Температурные различия между этим трансформированным воздухом и тропическим воздухом южного происхождения сглаживаются, ослабляется циклоническая деятельность. Температура января — от −15° на севере до −3° на юге, температура июля 25—30°. Годовое количество осадков — 200—100 мм и менее.
3. Горная область Тянь-Шаня занимает основную часть этой горной системы. Климат складывается под действием циркуляционных процессов, развивающихся над Казахстаном и Западной Сибирью, и под влиянием высотной зональности. Горный рельеф усиливает циклоническую деятельность и осадки. Температура падает с высотой в январе на 0,5°, в июле — на 0,7° на каждые 100 м. На западных склонах в среднем за год выпадает около 800 мм осадков (местами свыше 1600 мм).
Субтропический пояс
4. Континентальная Южно-Туранская область занимает южную часть Туранской низменности, соответствуя южной субтропической пустынной зоне. Основные климатообразующие факторы — радиация и циклоническая деятельность иранской ветви фронта умеренных широт. Температура января изменяется от −3° на севере до +2° на юге (между западной оконечностью Копетдага и Каспием +4°), температура июля 30—32°. Годовое количество осадков — 150—200 мм. Характерны весенние осадки и резкая смена погодных условий зимой.
5. Горная область Памиро-Алая. Основные климатообразующие факторы — радиация, циклоническая деятельность иранской ветви фронта умеренных широт и высотная зональность. Средняя температура января в предгорьях — от −5° на севере до +2° на юге, на высоких плато (около 4000 м) — до −20°. Средняя температура июля в предгорьях 25—30°, на высоких плато (около 4000 м) 8°. В высотной зоне с лесными массивами выпадает более 1000 мм осадков за год, местами более 1600 мм, на леднике Федченко в Западном Памире — 2236 мм, на плато Восточного Памира — около 100 мм.
Климатические условия Средней Азии и Центрального Казахстана таковы, что на основной части территории возможно только поливное земледелие. Лишь на севере Центрального Казахстана, а также в горах Средней Азии и отчасти на приподнятых подгорных равнинах юга, где благодаря влиянию соседних гор несколько увеличивается количество осадков, земледелие ведется без полива.
Сухие субтропики юга Средней Азии отличаются очень высокой суммой годовых температур и продолжительностью безморозного Периода (200—230 дней в году). Здесь могут вызревать растения, требующие большого количества тепла: тонковолокнистый хлопчатник, инжир, гранат и др. Более скороспелые сорта хлопчатника проникают в Средней Азии далее к северу. Но даже в южных районах культивирование ряда многолетних субтропических растений затруднено из-за случающихся зимних похолоданий 1. Поэтому для субтропического земледелия особенный интерес представляют те южные районы, которые защищены от холодных северных ветров горами, — долины Атрека и Сумбара на западе Туркмении, юго-западный Таджикистан.
1 Естественная травянистая растительность обычно вегетирует и зимой, так же как и озимые зерновые культуры богары. К северу количество вегетационных зим постепенно уменьшается.
В сухом и жарком климате Средней Азии хорошо растут и плодоносят легко переносящие низкие зимние температуры плодовые деревья — яблони, груши, сливы, абрикосы, персики. Прекрасно вызревают виноград, бахчевые культуры (дыни, арбузы). Обилие света и тепла способствует повышению сахаристости плодов. Сухая осень благоприятна для сбора урожая хлопка и фруктов.
Неустойчивость зимней погоды, смена оттепелей морозами иногда приводят к образованию гололеда. На пустынных пастбищах Казахстана и Узбекистана скот, выпасавшийся прежде только на подножном корму, зимой не мог добывать себе пищу из-под ледяной корки. Массовая гибель скота от бескормицы в результате гололеда была известна под названием «джут». Сейчас с этим бедствием борются путем заготовки страховых запасов зимних кормов.
Сухой климат Средней Азии с обилием солнечного света, несмотря на температурные контрасты, в общем благоприятен для здоровья человека. Летняя жара из-за сухости воздуха переносится сравнительно легко. Жаркий климат среднеазиатских равнин противопоказан лишь людям с заболеванием легких и сердца. Климатические условия горных районов благоприятны для создания курортов.
Продолжительность солнечного сияния и интенсивность радиации летнее время делают территорию Средней Азии перспективной отношении технического использования солнечной энергии. Пока ведутся опыты ее использования главным образом для бытовых нужд и опреснения соленой воды. Перспективно использование энергии солнца для борьбы с насекомыми — вредителями хлопчатника. Ночью они стремятся к свету. Чтобы уничтожить их, устраивают светоловушки с отравляющими веществами. Источником питания электрической лампочки в ловушке служит аккумулятор, заряжаемый днем с помощью солнечной установки. Разрабатывается проблема прямого превращения солнечной энергии в электрическую с помощью полупроводников. Наиболее эффективные преобразователи — термоэлектрические, фотоэлектрические и термионные генераторы, которые менее громоздки, чем теплосиловые машины. В будущем солнечная энергия должна широко использоваться для освоения природных богатств пустынь.