Поняття про мега-, мезо- і мікроклімат. Мезоклімат гірських ландшафтів

3.2.2. Поняття про мега-, мезо- і мікроклімат

Мегаклімат (від грецьк. мега – великий) – клімат великих територій: суші, океану, частини півкулі (континентальний, морський, аридний тощо). Основні особливості мегаклімату визначаються надходженням сонячної радіації, процесами циркуляції повітряних мас, характером підстилаючої поверхні.
Мега-, або макроклімат (регіональний клімат, за Мартонном, і великий клімат – за Гейгером), є наслідком географічного й орографічного місцерозташування. Можна говорити про мега- чи макроклімат Західного Лісостепу або Прикарпаття, Полісся чи Карпат. Але цей мегаклімат знаходиться під впливом деяких власних компонентів, які визначають мезоклімат (місцевий клімат Мартонна і малий клімат Гейгера). Клімат лісу, долини, схилу чи вершини гори – це мезоклімат (рис. 3.7).

Мікроклімат (за Уваровим – екоклімат) – це клімат на рівні організмів. Його вивчення на противагу мега- і мезоклімату має виявити значення середовища для організму чи угруповання організмів. Ці властивості можуть бути виявлені лише за допомогою спеціальної апаратури.

Рис. 3.7. Мезоклімати різних місцезростань:
1 – болота з Lasius flavus; 2 – вологі луки з L. підег, 3 – річні схили із заростями L. emarginatus, Dolichoderus, Componotus aethiops; 4 – листяний ліс із видами, що належать до родів Мугтіса і Formica; 5 – листяний ліс із F. ligniperda; 6 – хвойний ліс з С. herculaneus, F. rufa; 7 – зарості С. aethiops; 8 – степова рослинність вершини гори з Tetramorium, L. alienus.

Рис. 3.8. Схема зміни температури повітря в масштабах мегаклімату (1), мезоклімату (2) та мікроклімату (3) на прикладі середньої максимальної температури повітря в червні.

Залежно від величини досліджуваного біоценозу розглянуті кліматичні фактори можуть бути віднесені до мега-, мезо- і мікроклімату (рис. 3.8).

3.2.2.1. Мезоклімат гірських ландшафтів

Розрізняють (Госсен, 1955) дві основні категорії гірського клімату: ксе-ротермальний і гідротермальний. У першому випадку в окремих районах в горах спостерігається сухий період, протягом якого середньомісячна кількість опадів (у міліметрах) нижча подвійного ходу температур. У другому випадку сухий період не виражений. Першу категорію спостерігаємо, наприклад, поблизу тропіків або в Північній Африці (Атлаські гори в межах Марокко), другу – в помірному поясі Європи (Карпати).

Рис. 3.9. Схема взаємозв'язків між різноманітними кліматичними факторами в горах.

Атмосферний тиск зумовлює всі інші фактори (рис. 3.9), що змінюються з висотою над рівнем моря (висота, м) – 0, атмосферний тиск (в мм рт. ст.) – 760, відсоток кисню порівняно з рівнем моря – 100, для 1000 м відповідно: 674 і 89; для 2000 м: 595 і 89. В зв'язку з тим, що в основному хімічний склад повітря (4/5 азоту і 1/5 кисню) практично постійні, з висотою спостерігається значне падіння парціального тиску кисню. Це особливо відчувають люди і теплокровні тварини, які тому і не можуть підніматися порівняно з комахами і рослинами на значну висоту.
Розрідження повітря на великій висоті впливає на інші кліматичні фактори й особливо на сонячну радіацію, температуру і відносну вологість. Як відомо, сонячна радіація з висотою дещо підвищується. Одночасно сильно зростає частка ультрафіолетового та інфрачервоного проміння. Крім того, на висоті спостерігається триваліша інсоляція, що пояснює підвищену температуру ґрунту альпійських лук: на висоті 1800 м вона на 2-3°С вища, ніж температура повітря.
Температура повітря на кожні 100 м висоти над рівнем моря знижується на 0,5°С. Підйом у гори на 1000 м в зміні температури рівноцінний переміщенню на 1000 км на північ. Якщо взяти до уваги, що сніг на висоті 2500 м (Альпи) тане лише в кінці червня і навіть в липні, то зрозуміло, що період вегетації й активності тварин тут скорочується до трьох місяців.
У високих горах, починаючи з певної висоти, не існує такої чіткої сезонної зміни, як на рівнині. Зауважимо, що річна амплітуда, тобто різниця між найвищими і найнижчими середніми значеннями найтеплішого і найхолоднішого місяців, з висотою зменшується: на висотах 460 м – 19,4°С, 880 – 17,1, 1800 – 14,5, 2500 – 13,8, на 7700 м – усього 2°С.
У горах дуже велика різниця між температурами дня і ночі. За ніч відбувається сильне охолодження. Ці температурні скачки, які періодично в липні призводять до заморозків, відіграють важливу роль в житті організмів. Своєрідний морфологічний габітус високогірних рослин (сосна гірська сланка) вчені пояснюють впливом нічних заморозків.
Високо в горах спостерігаються часті зміни вологості і сухості повітря, причому сухість буває майже абсолютною. Цим можна пояснити ксерофільні адаптації гірських рослин і той факт, що багато комах ховаються під камінням, де не так сухо. На висоті 2000 м вологість повітря в 2 рази менша, ніж на рівнині, а на висоті 4000 м вона становить лише 1/4 частину від неї.
Значну роль у горах відіграє експозиція. Наприклад, різниця в рослинності добре освітленого південного і слабше північного схилів доводить це твердження. В Карпатах південні мегасхили вкривають букові ліси, а північні – ялицеві. Наприклад, межа вічних снігів в Альпах на південних схилах вища, ніж на північних.
Сніг у горах є важливим екологічним фактором. Сніговий покрив охороняє ґрунт від промерзання: під метровим шаром снігу температура -0,6°С, а на поверхні -33,7°С (Швейцарія). Різниця між нижньою межею вічних снігів і верхньою межею деревної рослинності становить приблизно 800 м. Межа вічних снігів залежить від широтності. В Альпах і Піренеях вона проходить приблизно на висоті 2500 м, а в горах тропічної зони піднімається до 5000 м.
Вітер є суттєвим кліматичним фактором, який часто досягає великої сили. Особливо це характерно для гірсько-долинних вітрів, які утворюються внаслідок стікання в гірські долини холодних мас повітря.