Климатическая картография
Климатические карты в их современном понимании начали создаваться в России во второй половине XIX в. Особенно большие картографические работы появились в 80-90-е годы. Этому в значительной мере способствовало совершенствование методики обработки первичных материалов, расширение сети метеостанций, в том числе в горных районах и, конечно же, успехи русской климатологии как науки. У истоков климатологической картографии стоит основоположник русской климатологии, крупнейший ученый А. И. Воейков.
Первые климатические карты, точнее — отдельных метеоэлементов, появились в начале 80-х годов. Так, в 1881-1882 гг. Г. И. Вильдом публикуются карты температур России, а в 1887 г. — атлас осадков. В 1890 г. выходит в свет атлас атмосферного давления А. А. Тилло, а в 1897 г. — его же атлас осадков по речным бассейнам. В 1900 г. Главная физическая обсерватория издает Климатический атлас Российской империи.
Ко времени появления первых климатических карт территория России была уже обеспечена географическими картами-основами, в том числе и сводными картами на страну в целом. Это существенно облегчало географическое размещение сети метеостанций, анализ данных метеонаблюдений и их картографическое изображение. Картографическая форма изложения результатов климатических исследований получала все большее распространение.
Но в ту пору еще не было сводных карт с изображением рельефа в горизонталях. Поэтому в основе проведения изолиний метеоэлементов — температур воздуха и осадков — господствовал принцип линейной интерполяции данных наблюдений. Вследствие этого первые климатические карты — температур и осадков — отличались большой схематичностью.
Широкое развитие климатическое картографирование получает в годы Советской власти. Основной исполнитель этой работы — Главная физическая обсерватория вскоре после победы Октября приступает к составлению климатических справочников и атласов, и в течение ряда лет их было опубликовано несколько.
Дальнейшие работы в области климатологии и совершенствование картографических методов позволили подготовить целые серии климатических карт, которые вошли в качестве научных обобщений в такие крупные издания, как Большой советский атлас мира (1937 г.), Морской атлас (1953 г.), Физико-географический атлас мира (1964 г.) и др. Общее количество карт климата в комплексных атласах иногда доходит до 30% всего объема.
По своему содержанию карты климата весьма многочисленны. Среди них большую группу составляют карты отдельных метеорологических элементов, на которых отображаются; 1) средние температуры воздуха, отнесенные ко дню, месяцу, сезону, году или другим интервалам; 2) отклонения температуры от средних значений, также рассчитываемые на те или другие временные сроки; 3) даты начала, окончания и продолжительности периодов с характерной температурой (например, длительность безморозного периода, период с температурой выше +10°С, вегетационный период и др.); 4) ветры и воздушное давление; 5) влажность воздуха и испарение; 6) туманы, облачность, грозы; 7) количество осадков (твердых и жидких), рассчитываемое на разные временные периоды, и т. д.
Далее существуют карты климатического районирования и типов погоды. Они, естественно, менее многочисленны, чем карты элементов климата, но для практики также нужны. На таких картах показываются климатические районы и более мелкие составляющие их территориальные единицы 2-го, 3-го порядка. Каждый из районов выделяется по сумме определенных показателей метеорологических элементов, географическому положению, например по степени удаленности от океана, по высоте над уровнем моря и т. п.
При характеристике типов погоды районы выделяются по таким показателям, как температуры, осадки, давление, снежный покров, и др. Обычно типы погоды характеризуются на картах крайними показателями: например, особенностями лета — жаркого и сухого, холодного и дождливого; января — теплого и холодного.
Карты климата почти всегда сопровождаются различными графиками. Это могут быть кривые, столбчатые и линейные диаграммы, графики комплексные и точечные, а также структурные диаграммы. При помощи графического материала содержание соответствующих карт климата дополняется такими сведениями, которые нельзя получить с карты. Это может быть ход (непрерывный) во времени температуры, относительной влажности воздуха, осадков и т. д.
Для современного состояния климатического картографирования характерным является укрупнение масштабов создаваемых карт с привлечением для этой цели материалов дополнительных кратковременных наблюдений. Это стремление представляет собою логическое развитие всего предшествующего периода, весьма специфичного и во многом отличного от других видов тематической картографии.
Ведь в отличие от многих видов тематических карт природы, составление которых начинается обычно с крупномасштабного картографирования, в климатологии тематические карты первоначально создаются в мелких и очень мелких масштабах. При этом по ряду метеоэлементов на картах показывались величины, приведенные к уровню моря. Это был первый этап. Далее, с развитием климатологии, карты стали отображать распространение явления (например, температуры воздуха) на уровне земной поверхности. И только после того, как было изучено влияние подстилающей поверхности на климатоформирующие процессы и установлены основные закономерности их географического распространения, оказалось возможным составление крупномасштабных климатических карт.
В настоящее время уже имеются целые районы, которые хорошо изучены в географическом отношении и обеспечены густой сетью метеорологических наблюдений. Это делает возможным составление климатических карт в таких крупных масштабах, как 1 : 100 000—1 : 500 000.
В зависимости от поставленных целей в климатологической картографии применяются два метода построения карт, которым свойственны и разные группы масштабов. По одному из методов создаются так называемые фоновые карты, на которых распределение климатических элементов показано с учетом таких крупных климатообразующих факторов, как общая циркуляция атмосферы, климатические различия, обусловленные географической широтой местности и соотношениями процессов, происходящих между материком и океаном. Примерами могут служить карты: давлений и температур, приведенные к уровню моря, распределения заморозков, скоростей ветра и др. Фоновые карты всегда мелкомасштабны.
По второму методу разрабатываются так называемые реальные карты. Их масштаб обычно на порядок крупнее масштаба фоновых карт. Такие карты дают, возможно, точную картину фактического распределения метеовеличин, например температур воздуха на уровне земной поверхности. Реальные карты обычно предназначаются для практических целей. Они используются при составлении планов проведения сельскохозяйственных работ в земледелии, садоводстве, при строительстве промышленных зданий и сооружений и в других целях. Карты климатических метеоэлементов все более широко используются при планировании распределения одежды, обуви и других товаров по районам страны. Они способствуют более рациональному распределению топливных ресурсов по стране и решению многих других вопросов, непосредственно связанных с нашей повседневной жизнью.
Разработка реальных карт стала возможной потому, что в качестве географической основы начали использоваться карты с изображением рельефа горизонталями. В свою очередь, благодаря таким картам-основам обнаружены определенные зависимости между размещением элементов климата и характером рельефа. Особый интерес с точки зрения климатических карт представляют парные связи типа «рельеф-температуры» и «рельеф-осадки». Обнаружение таких зависимостей показало, что для построения карт отдельных метеоэлементов, например температур и осадков, кроме данных наблюдений метеостанций и гидропостов необходимы также сведения о строении рельефа, его высотных характеристиках. Это особенно важно при составлении карт на горные районы, где густота размещения станций метеосети мала, а зависимости распределения температур и осадков от строения рельефа очень велики.