Морской сайт Россия нет 13 ноября 2016 Создано: 13 ноября 2016 Обновлено: 13 ноября 2016 Просмотров: 6134

Ветром называется движение воздуха из районов с более высоким давлением воздух в область более низкого давления. Скорость ветра определяется величиной разности атмосферного давления.

Влияние ветра в судовождении необходимо постоянно учитывать, т. к. он вызывает дрейф судна, штормовое волнение и т.п.
Из-за неравномерности нагревания различных частей земного шара существует система атмосферных течений планетарного масштаба (общая циркуляция атмосферы).

Воздушный поток состоит из отдельных вихрей, беспорядочно перемещающихся в пространстве. Поэтому скорость ветра, измеряемая в какой-либо точке,беспрерывно меняется во времени.
Наибольшие колебания скорости ветра наблюдаются в приводном слое. Для того чтобы иметь возможность сопоставлять скорости ветра, за стандартную высоту была принята высота 10 метров над уровнем моря.
Скорость ветра выражают в метрах в секунду, силу ветра - в баллах. Соотношение между ними определено шкалой Бофорта.

Колебания скорости ветра характеризуются коэффициентом порывистости,под которым понимается отношение максимальной скорости порывов ветра к его средней скорости, полученной за 5 – 10 минут.
С возрастанием средней скорости ветра коэффициент порывистости уменьшается. При больших скоростях ветра коэффициент порывистости равен примерно 1,2 - 1,4.

Пассаты - ветры, дующие весь год в одном направлении в зоне от экватора до 35° с. ш. и до 30° ю. ш. Устойчивы по направлению: в северном полушарии - северо-восточные, в южном - юго-восточные. Скорость - до 6 м/с.

Муссоны - ветры умеренных широт, летом дующие с океана на материк,зимой - с материка на океан. Достигают скорости 20 м/с. Муссоны приносят на побережье зимой сухую ясную и холодную погоду, летом - пасмурную, с дождями и туманами.

Бризы возникают вследствие неравномерного нагрева воды и суши в течение суток. В дневное время возникает ветер с моря на сушу (морской бриз). Ночью с охлажденного побережья - на море (береговой бриз). Скорость ветра 5 – 10 м/с.

Местные ветры возникают в отдельных районах вследствие особенностей рельефа и резко отличаются от общего воздушного потока: возникают в результате неравномерного прогрева (охлаждения) подстилающей поверхности. Подробные сведения о местных ветрах даются в лоциях и гидрометеорологических описаниях.

Бора - сильный и порывистый ветер, направленный вниз по горному склону. Приносит значительное похолодание. Наблюдается в местностях, где невысокий горный хребет граничит с морем, в периоды, когда над сушей увеличивается атмосферное давление и понижается температура по сравнению с давлением и температурой над морем.
В районе Новороссийской бухты бора действует в ноябре - марте со средними скоростями ветра около 20 м/с (отдельные порывы могут быть 50 - 60 м/с). Продолжительность действия от одних до трех суток.
Аналогичные ветры отмечаются на Новой Земле, на средиземноморском побережье Франции (мистраль) и у северных берегов Адриатического моря.

Сирокко - горячий и влажный ветер центральной части Средиземного моря сопровождается облачностью и осадками.

Смерчи - вихри над морем диаметром до нескольких десятков метров, состоящие из водяных брызг. Существуют до четверти суток и движутся со скоростью до 30 узлов. Скорость ветра внутри смерча может доходить до 100 м/с.

Штормовые ветры возникают преимущественно в областях с пониженным атмосферным давлением. Особенно большой силы достигают тропические циклоны, при которых скорость ветра нередко превышает 60 м/с.

Сильные штормы наблюдаются и в умеренных широтах. При движении воздушные теплые и холодные массы воздуха неизбежно соприкасаются друг с другом.

Переходная зона между этими массами называется атмосферным фронтом. Прохождение фронта сопровождается резким изменением погоды.

Атмосферный фронт может находиться в стационарном состоянии или в движении. Различают теплые, холодные фронты, а также фронты окклюзии. Основными атмосферными фронтами являются: арктические, полярные и тропические. На синоптических картах фронты изображают в виде линий (линия фронта).

Тёплый фронт образуется при наступлении теплых воздушных масс на холодные. На картах погоды тёплый фронт отмечается сплошной линией с полукругами вдоль фронта, указывающими в сторону более холодного воздуха и направление движения.
По мере приближения тёплого фронта начинает падать давление, уплотняются облака, выпадают обложные осадки. Зимой при прохождении фронта обычно появляются низкие слоистые облака. Температура и влажность воздуха медленно повышаются.

При прохождении фронта температура и влажность обычно быстро возрастают, ветер усиливается. После прохождения фронта направление ветра меняется (ветер поворачивает по часовой стрелке), падение давления прекращается и начинается его слабый рост, облака рассеиваются, осадки прекращаются.

Холодный фронт образуется при наступлении холодных воздушных масс на более теплые (рис.18.2). На картах погоды холодный фронт изображается сплошной линией с треугольниками вдоль фронта, указывающими в сторону более теплых температур и направление движения. Давление перед фронтом сильно и неравномерно падает, судно попадает в зону ливней, гроз, шквалов и сильного волнения.

Фронт окклюзии – это фронт, образованный слиянием теплого и холодного фронтов. Представляется сплошной линией с чередующимися треугольниками и полукругами.

Циклон - атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре. Воздух в циклоне циркулирует против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном.

Различают два основных вида циклонов - внетропические и тропические.

Первые образуются в умеренных или полярных широтах и имеют диаметр от тысячи километров в начале развития, и до нескольких тысяч в случае так называемого центрального циклона.

Тропический циклон - циклон, образовавшийся в тропических широтах, это атмосферный вихрь с пониженным атмосферным давлением в центре со штормовыми скоростями ветра.
Сформировавшиеся тропические циклоны движутся вместе с воздушными массами с востока на запад, при этом постепенно отклоняясь к высоким широтам.
Для таких циклонов характерен также т. н. «глаз бури» - центральная область диаметром 20 - 30 км с относительно ясной и безветреной погодой. В мире ежегодно наблюдается около 80 тропических циклонов.

На Дальнем Востоке и в Юго-Восточной Азии тропические циклоны называются тайфунами (от китайского тай фын – большой ветер), а в Северной и Южной Америке - ураганами (исп. huracán по имени индейского бога ветра).
Принято считать, что шторм переходит в ураган при скорости ветра более 120 км/час, при скорости 180 км/час ураган называют сильным ураганом.

Атмосферная циркуляция в зоне или области пассатов; часть общей циркуляции атмосферы. При этом подразумевается: либо 1) режим ветра в областях пассатов, либо 2) совокупность пассата и антипассата, рассматриваемая как замкнутая циркуляция между субтропиками и экватором (каковой в действительности она не является).[ ...]

Атмосферная циркуляция создается пространственными неоднородностями нагрева атмосферы солнечным теплом (непосредственно или от подстилающей поверхности): сравнивая теплый и холодный столбы воздуха, следует принять во внимание, что теплый воздух расширен, и потому его массы приподняты, так что на фиксированной высоте в теплом столбе давление больше, чем в холодном, и эта разность давлений должна создавать движение воздуха от теплого района к холодному. Таким образом, разность температур между экватором и полюсами должна создавать отток воздуха на верхних уровнях от экватора к полюсам, и, очевидно, компенсирующий приток воздуха из умеренных широт к экватору на нижних уровнях - пассатные ветры (аналогично этому разности температур между континентами и океанами, меняющие знак от зимы к лету, должны создавать отток воздуха на верхних уровнях от теплых областей к холодным, летом - от континентов к океанам, зимой - наоборот, и компенсирующие противоположные потоки воздуха на нижних уровнях - муссоны). Поток воздуха от экватора к полюсам на верхних уровнях сила Кориолиса должна поворачивать на восток, формируя западный перенос в верхней тропосфере умеренных широт.[ ...]

В атмосферном звене происходит перенос влаги в процессе атмосферной циркуляции и образование атмосферных осадков. Единовременный запас влаги в атмосфере невелик, всего 14 тыс. км3, но при постоянном возобновлении этой влаги в процессе испарения с поверхности Земли объем осадков, выпадающих на эту поверхность, равен 525 тыс. км3. Таким образом, в среднем каждые 10 суток влага атмосферы возобновляется.[ ...]

ТИПЫ АТМОСФЕРНОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ по Вангенгейму. Основные Т. А. Ц. во внетропических широтах Северной Атлантики и Евразии - западный (0, восточный (Е), меридиональный (С). Первый характеризуется западным переносом в тропосфере, второй - восточным переносом или развитием устойчивого антициклона на материке, третий - сильным междуширотным обменом. Для каждого типа и для перехода от одного типа к другому установлены характерные разновидности макросиноптических процессов.[ ...]

МЕСТНАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ. Атмосферная циркуляция над сравнительно небольшой площадью земной поверхности, обусловленная особенностями этой площади: наличием на ней резкого разрыва в температурных условиях, особой орографической обстановкой и пр. Примеры М. Ц.: бризы, горно-долинные ветры.[ ...]

Исследуя атмосферную циркуляцию, следует учитывать прежде всего скорость генерации кинетической энергии атмосферных движений. По современным оценкам она порядка 3 Вт/м1. Если считать, что лесные пожары будут длиться около месяца, то темп выделения энергии в указанной широтной зоне составит около 2,5 Вт/м1. Если же учесть локальный характер пожаров и то, что в этой зоне океаны занимают примерно половину площади, местные скорости генерации кинетической энергии возрастут во много раз. В итоге можно ожидать не только очень сильные локальные ветры (при взрывах атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки отмечались ветры до 50 м/с), но и заметную перестройку всей атмосферной циркуляции Северного полушария.[ ...]

Рассеяние атмосферных загрязнителей связано, вообще говоря, с двумя основными характеристиками атмосферной циркуляции: средней скоростью ветра и атмосферной турбулентностью. Атмосферная турбулентность до сих пор недостаточно исследована. Турбулентность в атмосфере обычно включает флюктуации ветра, которые имеют частоту более 2 цикл/ч. Более важные флюктуации имеют частоты от 1 до 0,01 цикл/с. Атмосферная турбулентность является результатом двух процессов: а) нагревания атмосферы, в связи с чем образуются естественные конвективные потоки (dp/dz), и б) «механической» турбулентности, которая является результатом ветрового сдвига du/dz). Хотя оба эффекта обычно имеют место в любых данных атмосферных условиях, как правило, преобладают механическая или тепловая (конвективная) турбулентность. Тепловые вихри чаще возникают в солнечные дни, когда скорость ветра невысока, а температурный градиент существенно отрицателен. Период таких циклических флюктуаций будет порядка минут. С другой стороны, механические вихри преобладают в периоды безразличной устойчивости в ветреные ночи, и флюктуации ветра в этом случае имеют порядок секунд. Механическая турбулентность формируется в результате движения воздуха над земной поверхностью, и на нее оказывают влияние размещение зданий и относительная шероховатость местности.[ ...]

Виллету - атмосферная циркуляция масштаба циклонов и антициклонов, в отличие от первичной, общей циркуляции атмосферы, и третичной, местной циркуляции типа бризов или грозы.[ ...]

Результатом циркуляции является перераспределение водяных паров, так как атмосфера захватывает их в одном месте (где вода испаряется), переносит и отдает в другом месте (где выпадают осадки). Если же в атмосферу поступают газы, в том числе загрязняющие, такие, как двуокись серы в промышленных районах, то система атмосферной циркуляции перераспределит их и они выпадут в других местах, растворенные в дождевой воде (рис. 4.34).[ ...]

Романов Ю. А. Особенности атмосферной циркуляции в тропической зоне океанов.[ ...]

Годовой ход интенсивности атмосферной циркуляции над территорией республики, а также сезонное смещение отдельных центров действия атмосферы предопределяют годовой ход скорости ветра. Как правило, в нем резко выражен один максимум (с небольшим уменьшением скорости ветра в январе) в декабре-марте, когда расширяется область сибирского антициклона, и один минимум в июле-сентябре.[ ...]

Естественно, что в процессе атмосферной циркуляции эти различия сглаживаются, однако в целом, как показывает обобщение данных исследований прошлых лет, с конца XIX в. вплоть до современных измерений С02 на станциях глобального мониторинга, содержание углекислого газа в атмосфере непрерывно растет (табл. 1.1).[ ...]

ТРОПИЧЕСКИЕ МУССОНЫ. Режимы атмосферной циркуляции типа муссона в некоторых регионах внутри тропиков и отчасти за их пределами. В таких областях характерный для тропиков режим пассатов заменяется зимним муссоном, в общем совпадающим по направлению с пассатом, и летним муссоном, более или менее противоположным по направлению (обычно с западной составляющей). В странах Южной Азии название муссона в обыденной жизни дается только летнему муссону.[ ...]

До недавних пор при рассмотрении атмосферных последствий основное внимание уделялось озонному слою атмосферы. Теперь началось изучение и других характеристик атмосферы, которые могут изменяться после взрывов и пожаров. Но картина здесь еще далеко не ясна. Ядерные взрывы и пожары также заметно изменят альбедо поверхности суши, привнесут в атмосферу огромное количество веществ, существенно повлияв, таким образом, на ее оптические свойства. Это, в свою очередь, приведет к изменениям в атмосферной циркуляции, а затем - из-за большого числа прямых и обратных связей в земной климатической системе - к климатическим эффектам в региональном и в глобальном масштабе. Все эти процессы и связи, как правило, нельзя рассматривать изолированно, изучены они недостаточно и могут давать эффекты различных знаков и интенсивности. Для оценки суммарного эффекта следовало бы использовать численные модели циркуляции атмосферы с учетом ее химических, оптических и других изменений. Но таких моделей пока не существует. Поэтому остановимся на отдельных процессах и вызываемых ими эффектах.[ ...]

Роль атмосферной циркуляции, - писал он, - следует рассматривать как регулирующую, иногда, возможно, усиливающую, но не порождающую крупнейшие климатические колебания» 3. Если морские течения, по меткому определению А. И. Воейкова, служат терморегуляторами климата, то этого нельзя сказать о макроциркуляциях атмосферы. Из всех климатообразующих факторов, как отмечал Б. Л. Дзердзеевский, они при своей динамичности являются наименее постоянным фактором.[ ...]

Представления Галлея о характере атмосферной циркуляции с подъемом теплого воздуха в тропиках и опусканием более холодного воздуха в более высоких широтах были, по-видимому, основаны на известных в то время закономерностях, присущих невращающимся жидкостям. Вместе с тем в невра-щающейся системе зонально симметричное распределение источников и стоков тепла не приводит к движению на восток или на запад и в этом и состоит основной недостаток схемы Галлея. Значение вращения позднее было осознано Гадлеем , который продемонстрировал, что принцип сохранения момента количества движения позволяет объяснить существование направленной на восток составляющей пассатов (хотя в своих построениях он ошибочно исходил из закона сохранения не углового момента, а угловой скорости). Последующее развитие моделей циркуляции обсуждалось в работе Лоренца . В девятнадцатом веке были предприняты большие усилия по построению моделей, которые позволяют качественно правильно воспроизвести поверхностные распределения и в общем соответствуют положениям, выдвинутым Гадлеем. В работе Веттина 1857 г. (см. ) был предложен существенно иной подход, в котором циркуляция атмосферы моделировалась с помощью вращающегося сосуда, в качестве рабочей жидкости был использован воздух, а движение генерировалось с помощью источников и стоков тепла (таких как лед). Несмотря на перспективность этого подхода он был развит лишь спустя примерно сто лет.[ ...]

Один из важных вопросов - каким образом атмосферная циркуляция переносит озон из одной области в другую и тем самым создается временная и пространственная изменчивость озона? Если ставить вопрос в самом широком смысле, имея в виду все возможные вариации содержания озона от сезонных до межсуточных, то следует привлечь как механизм результирующей циркуляции, например типа Мер-гатройда, так и механизм крупномасштабных/ вихрей и волн.[ ...]

Сложный горный рельеф Армянской ССР видоизменяет атмосферную циркуляцию. Большой Кавказский хребет задерживает распространение холодных воздушных масс с севера на территорию Закавказья. Меридионально расположенные хребты Малого Кавказа являются преградой на пути вхождения более влажных западных потоков во внутренние районы Армении. Преобладающий в субтропической зоне западный перенос под действием рельефа в нижнем слое тропосферы сильно искажается, и только на больших высотах преобладают западные потоки.[ ...]

П. П. Лазарев в 1927 г. построил модель океанических и атмосферных циркуляций. Эта модель показала, что океанические течения, проходя через Северный полюс и принося в полярную область большое количество тепла, отепляют ее. Отдавая должное советскому экспериментатору, англичанин Брукс отмечал: «Когда модель отображала современное распределение суши и моря, возникавшие в бассейне течения до мелочей оказывались сходными с ныне существующими течениями... В моделях, воспроизводивших условия теплых периодов, океанические течения проходили через полюс, между тем как в моделях холодных периодов ни одно течение не пересекало полюса» 2.[ ...]

С давних пор известно, что арктические льды под влиянием атмосферных процессов и течений перемещаются с востока на запад и через пролив между Шпицбергеном и Гренландией выносятся в Атлантический океан. Анализ путей дрейфа станций (СП-2, СП-8, Т-3 США и др.) обнаружил наличие антициклонической циркуляции (по часовой стрелке) в районе Канадских Арктических островов. Она представляет часть обширной замкнутой антициклонической циркуляции, охватывающей значительную область Американо-Азиатского бассейна Северного Ледовитого океана. Дрейф арктических льдов и происходит, с одной стороны, под влиянием стокового трансарктического течения, направленного от материкового берега Евразии к проливу между Шпицбергеном и Гренландией, с другой, - наблюдается их вращательное антициклоническое движение по направлению обширной американской антициклонической циркуляции; кроме того, льды дрейфуют против часовой стрелки по направлению местных циклонических круговоротов, расположенных на севере советских арктических морей. Сложное взаимодействие между атмосферной циркуляцией над Северным Ледовитым океаном и за его пределами, взаимодействие атлантических и тихоокеанских вод, поступающих в Северный Ледовитый океан в результате водообмена, создают весьма сложную картину распределения, дрейфа и выноса льдов в этом районе (см. рис.16 а).[ ...]

В отдельные годы, когда наблюдается повышенная активность атмосферной Циркуляции, число дней с сильным ветром может значительно возрастать. Так, максимальное число дней в году На возвышенностях возрастает до 100, в горных долинах до 10-30.[ ...]

Годовой ход скорости ветра связан с годовым ходом интенсивности атмосферной циркуляции. Наибольшей интенсивности атмосферная циркуляция достигает в зимний период, тогда же наблюдается и максимальная скорость ветра. На большей части территории максимальная скорость ветра наблюдается в январе, а в некоторых районах скорости ветра в течение зимы почти не меняются. Минимальная скорость ветра наблюдается в августе и июле.[ ...]

Годовой ход скорости ветра определяется годовым ходом интенсивности атмосферной циркуляции и региональными центрами действия атмосферы. В Таджикистане минимум скорости ветра в основном наблюдается зимой или осенью, а максимум - весной или летом.[ ...]

Годовой ход скорости ветра определяется годовым ходом интенсивности атмосферной циркуляции, а также региональных центров действия атмосферы. В условиях сильно пересеченного рельефа эта зависимость проявляется в следующем: в высокогорной зоне наибольшие скорости наблюдаются зимой, наименьшие - летом. В замкнутых долинах и котловинах наблюдается обратный годовой ход скорости ветра: максимальные скорости приходятся на лето, тогда как зимой они очень малы. В целом годовой ход скорости ветра здесь выражен довольно слабо. В открытых долинах и на склонах максимум приходится на весенне-летний период, минимум - на зимний.[ ...]

Основными климатообразующими факторами являются: солнечная радиация, атмосферная циркуляция и характер подстилающей поверхности.[ ...]

Загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу, участвуют в глобальной атмосферной циркуляции. Осаждение атмосферных загрязняющих веществ на поверхность водных объектов приводит к их загрязнению. Осаждение атмосферных загрязнений на поверхность растений вызывает загрязнение биоты (внекорневое поступление загрязнений).[ ...]

Аккумулированное Атлантическим океаном тепло переносится океанической и атмосферной циркуляцией в более высокие широты и является фактором смягчения климатических условий Западной Европы и в некоторой степени Европейской территории России. Во Внутритропической зоне конвергенции (ВЗК) над Атлантикой вследствие развития мощнейших кучево-дождевых облаков потоки суммарной радиации невелики. Так, по нашим данным, полученным в период экспедиции «Тролэкс-72» с борта НИС«Академик Курчатов», за сутки в ВЗК в виде суммарной радиации поступает от 14 до 20 МДж/м2, в зависимости от интенсивности ВЗК, проявляющейся прежде всего в развитии кучево-дождевых облаков и выпадении ливневых осадков. Сочетание малых значений поглощенной океаном суммарной радиации и больших затрат на испарение с его поверхности ведет к формированию под облачностью ВЗК отрицательного теплового баланса.[ ...]

Вследствие неоднородных, изменяющихся от сезона к сезону влияний суши и моря атмосферная циркуляция носит резко выраженный муссонный характер. В холодный период, когда над центральными районами Восточной Сибири устанавливается мощный антициклон, на восточной периферии его возникает устойчивый перенос континентального воздуха, сопровождающийся ветрами северных, северо-западных и западных направлений (зимний муссон). Это особенно ярко выражено на севере Сахалина, где нет искажающего действия рельефа. Повторяемость северных и северо-западных ветров на Сахалине в холодное полугодие составляет около 40%. Наряду с северо-западными часто наблюдаются ветры смежных (западных и северных) направлений. Искажение ветра наблюдается на некоторых прибрежных станциях (Александровск-Сахалинский, Крильон, мыс, Стародубское и др.), где направление ветра повторяет очертания береговой линии. В долинах рек Тыми и По-роная, Сусуи и Найбы преобладающие ветры имеют северное направление, соответствующее ориентации долин (рис. 1).[ ...]

Гидродинамическая теория Н. Е. Кочина-Е. Н. Блиновой обеспечивала расчет глобальных атмосферных циркуляций - зональной и муссонных. Характеристики синоптических процессов в этой теории не рассчитывались - эффекты указанных процессов «параметризовались» заданием коэффициентов турбулентной теплопроводности (Е. Н. Блинова) и вязкости (Н. Е. Кочин); возможность отрицательной макротурбулентной вязкости еще не учитывалась. В более детальной теории синоптические процессы желательно не параметризовать, а описывать явно - либо статистически, методами теории турбулентности, рассматривая уравнения для осред-ненной циркуляции совместно с уравнениями для статистических моментов синоптических пульсаций гидродинамических полей (аналоги уравнений Рейнольдса и Фридмана-Келлера), либо индивидуально, при помощи достаточно полных уравнений гидродинамики (9.1) - (9.7), с последующим нахождением средних по времени статистических характеристик полученных решений (вариант метода Монте-Карло, в теории климата называемый методом численных экспериментов с физико-математическими моделями общей циркуляции атмосферы). В последнее двадцатилетие особенно широкое применение приобрел второй из этих подходов.[ ...]

В условиях сильно пересеченного рельефа (см. краткую характеристику ветрового режима) атмосферная циркуляция сильно искажается. Кроме этого, следует учесть различную защищенность флюгера на метеорологический площадках. Поэтому при необходимости определить повторяемость направлений ветра в пунктах, не помещенных в Справочнике, следует учесть защищенность интересующего пункта и подобрать станцию, расположенную в аналогичных условиях рельефа и защищенности. Розы открытости по румбам даны по классификации В. Ю. Милевского. Построенные розы открытости являются обобщением описания окружения станций и поэтому являются неплохой характеристикой разнообразия условий местоположения станции. Однако при горно-долинной циркуляции ветры дуют вниз или вверх по склону, при фёнах ветры переваливают хребты, а на розе открытости этот румб будет иметь меньший класс (см. рис. 4, 4а, 46).[ ...]

Годовой ход вероятности ветра различной скорости определяется годовым ходом интенсивности атмосферной циркуляции и региональных центров действия атмосферы, поэтому для территории Якутии, как и для большей части территории СССР, характерен годовой ход скорости ветра. Кроме минимума скорости ветра, наблюдаемого в холодное время года (XI-II), наблюдается также некоторое уменьшение скорости ветра в августе - сентябре (в конце летнего и начале осеннего сезонов). Кроме весенне-летнего (май - июнь) максимума отмечается увеличение скорости ветра осенью (табл. 3).[ ...]

Для исследования отдельных закономерностей изменчивости применялись также и численные модели общей циркуляции атмосферы. Например, в работе с помощью задания сезонных изменений инсоляции и температур поверхности моря исследовался сезонный цикл. Воодушевленные успехом указанной работы, Манабе и Кан применили ту же модель для моделирования ледникового периода и установили, что тропические зоны континентов были в тот период значительно суше. Модели применялись и для исследования отдельных проявлений «южной осцилляции». Годы низких индексов (один из них представлен на рис. 11.27) соответствовали высоким температурам поверхности в тропиках восточной части Тихого океана, большие аномалии которой были характерны для лет Эль-Ниньо. На рис. 11.12 можно увидеть очень большие температурные различия между годом Эль-Ниньо и предыдущим годом (который к тому же был аномально холодным). Бьеркнесс показал, что в теплые аномальные годы (т. е. годы малых контрастов температуры между западом и востоком) ячейка Уолкера в Тихом океане бывает ослаблена. Он обсудил некоторые последствия этого эффекта. Исследование влияния положительных аномалий температуры воды на атмосферную циркуляцию с помощью моделей (например, ) показали, что оно не ограничивается тропической областью. Существенные изменения вызываются также в средних и высоких широтах.[ ...]

Из числа важных результатов МГГ можно указать открытие радиационного пояса Земли, исследования ледового щита и атмосферной циркуляции в Антарктике, открытие новых океанических течений и подводных хребтов, исследование связей между атмосферной и океанической циркуляцией и пр.[ ...]

Почти такое же объяснение пассатов было дано в 1735 г. английским ученым Дж. Хэдли с той лишь разницей, что он рассматривал атмосферную циркуляцию от экватора до полюсов. В честь него тропический круговорот воздуха называют ячейкой Хедли.[ ...]

Евсеева Л. С., Самойленко В. С., Снопков В. Г. Турбулентный и адвективный перенос водяного пара в тропических широтах океана//Атмосферная циркуляция и ее взаимодействие с океаном. М.: Наука, 1981, с. 140- 174.[ ...]

Следует отметить, что процессы, связанные со взаимодействием в системе Эль-Ниньо - Южное колебание, и влияние этих процессов на глобальную атмосферную циркуляцию положены, в основу идейной части одного из крупнейших современных международных проектов исследования короткопериодных колебаний климата - TOGA (Tropical Ocean and Global Atmosphere). В планы проекта, рассчитанного на десятилетие, входит анализ самых разнообразных данных о тропической зоне всех океанов, включая данные об уровне, и модельный диагноз отклика атмосферной циркуляции на аномальные процессы во внутритропиче-ских районах.[ ...]

РАДИОАКТИВНЫЕ ТРАССЕРЫ. Естественные и искусственные радиоактивные изотопы, по распространению которых в атмосфере можно делать заключения об атмосферной циркуляции и об обмене между атмосферными слоями.[ ...]

Ветер на определенной территории обусловливается, с одной стороны, рельефом и характером подстилающей поверхности, а с другой - распределением атмосферной циркуляции над ней.[ ...]

В концепции «отрицательной вязкости» одним из основных является вопрос, откуда черпают энергию сами крупномасштабные вихри, поддерживающие зональную циркуляцию, в данном случае - дифференциальное вращение. Существует принципиальная возможность , что энергия к ним поступает непосредственно от мелкомасштабной конвекции, однако физически этот механизм не вполне ясен и тем более трудно как-то количественно оценить его эффективность. К подобного рода возможностям от носится и гипотеза о неизотропно-сти турбулентной вязкости. Другая возможность, осуществляющаяся в атмосферах планет, заключается в переносе не кинетической, а потенциальной энергии с последующим превращением ее в кинетическую. Как уже говорилось, благодаря влиянию собственного вращения Солнца средняя температура на определенных горизонтальных (эквипотенциальных) уровнях может быть неодинаковой на всех широтах, что должно приводить к возникновению крупномасштабных движений, переносящих в конце концов тепло к более холодным широтам . Эта вторая возможность по существу перекликается с идеями Фогта и Эддингтона . Все эти обстоятельства позволяют говорить о близости некоторых основных черт атмосферной циркуляции на Солнце и планетах.[ ...]

Кроме фронтальных, могут наблюдаться малоразвитые и малоподвижные местные циклоны, возникающие над теплой подстилающей поверхностью; их повторяемость и роль в атмосферной циркуляции очень ограничены. Подстилающая поверхность также является дополнительным фактором в развитии фронтальных внетропических циклонов. Повторяемость и глубина их зимой больше, чем летом. Над северной Атлантикой и Европой в год наблюдается около 60 серий циклонов, из нескольких отдельных циклонов каждая. Средняя скорость циклонов порядка 30- 40 км/ч. В океанических районах она мало меняется в течение года; в материковом климате зимой она больше, чем летом. Скорости молодых циклонов иногда могут достигать 80 км/ч и более; после окклюзии скорость убывает. Перемещение Б.Ц. происходит в общем от западной половины горизонта к восточной, в направлении господствующего западного переноса воздуха.[ ...]

Наиболее интересны в Скалистых горах характеристики осадков, особенно снегопадов, и режим ветра. Анализ данных об осадках вдоль упомянутого разреза на восточном склоне Передового хребта подчеркивает большую роль крупномасштабной атмосферной циркуляции и ее взаимодействия с топографией . В зимние месяцы преобладает западная циркуляция, причем тихоокеанские штормы воздействуют преимущественно на западный склон хребта и его наиболее высокие участки. Тем не менее временами меридиональные течения создают на восточном склоне потоки вверх по склону. Весной, а также осенью, меридиональные барические ложбины и иногда глубокие холодные изолированные циклоны переносят влажный воздух с Мексиканского залива к северу. Температурная стратификация в этот период потенциально неустойчива, и вынужденный подъем по восточному склону вызывает на нем сильные осадки, выпадающие в виде снега на больших высотах и даже у подножия гор. Например, 14-15 апреля 1921 г. сильная буря при такой циркуляции дала рекордный для США снегопад - 193 см за 24 ч у оз. Силвер-Лейк в округе Боулдер (3170 м). Летом здесь наблюдаются осадки преимущественно конвективного типа, хотя для реализации неустойчивости при нагревании или под влиянием орографии сюда поступает, вероятно, достаточно влаги. В это время года кривые вертикального распределения эквивалентной потенциальной температуры показывают резкие градиенты близ Скалистых гор, причем ее большие значения характеризуют теплый влажный воздух к востоку от хребта, играющего роль климатической границы .[ ...]

Итак, в результате потепления уменьшится перепад температур между экватором и полюсами. А это - главный двигатель, благодаря которому происходит движение атмосферы, переносящее тепло от экваториальных зон к полярным. Если увеличивается перепад температур, то и интенсивность атмосферной циркуляции увеличивается. Если уменьшается - циркуляция атмосферы делается более вялой, уменьшается влагопе-ренос. Значит, засушливые зоны становятся еще более засушливыми, продуктивность биоты падает.[ ...]

Климат и океанологический режим Охотского моря подвержены большой межгодовой изменчивости, вызывающей цепь соответствующих изменений в условиях обитания и воспроизводства морских организмов, а тем самым и результативности промысла. Гидрометеорологический режим определяется такими составляющими, как атмосферная циркуляция, ветер, теплообмен, температура, соленость и плотность воды, приливные явления, ледовые условия и т.д. Первичным климатообразующим фактором является взаимодействие главных барических элементов - алеутской депрессии и северотихоокеанского антициклона, определяющих количество циклонов, интенсивность притока океанических вод, ледовитость. В холодные годы (при ослаблении циклонической циркуляции над северной частью Охотского моря) наблюдается раннее очищение ото льдов прибрежных нерестилищ, а в теплые (при доминировании южных ветров) происходит нанос льдов на нерестилища. Изменчивость условий обитания и воспроизводства вызывает ответные изменения состояния морских биоресурсов.[ ...]

Часть Мирового океана, расположенная между отдельными материками и отличающаяся своеобразной конфигурацией береговой.линии и особенностями подводного рельефа, отражающего историю формирования данного участка земной коры, называется «океаном. Основными признаками океанов являются самостоятельная система течений и атмосферной циркуляции и структура;водных масс с характерным пространственным и вертикальным распределением океанологических элементов. По этим признакам Мировой океан условно подразделяют на четыре части: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны . Границы океанов отчетливо выражены лишь береговыми линиями суши, омываемой ими. Морские же границы носят до некоторой ■степени условный характер.[ ...]

Хэдли, дав объяснение средним направлениям потоков воздуха в полосе широт от 30-40 до 60-70°. Это, в частности, объяснило природу возникновения ураганных западных ветров у поверхности океана в Южном полушарии, известных как «ревущие сороковые». В честь У. Феррела названа ячейка атмосферной циркуляции в средних широтах с обратным направлением потоков (рис. 7.10).[ ...]

Согласно расчетам при таких темпах годовое потепление для суши будет около 1 ккал /см2 в год. Исходя из этого к 2025 г. вероятное повышение средней глобальной температуры составит 2,5°С, а к 2050 г. - 3...4°С. При этом рост температуры будет несколько выше для Северного полушария Земли. Расчеты показывают, что увеличение средней глобальной температуры даже на ГС приведет к значительному изменению атмосферной циркуляции и условий увлажнения почвы. Последствием потепления будет подъем уровня Мирового океана на 0,5...1,5 м, что приведет к затоплению громадных прибрежных территорий, увеличению частоты и силы тайфунов, ураганов, торнадо и других глобальных возмущений атмосферы.[ ...]

Для теплого периода характерным является усиление циклонической деятельности над континентом и установление над Охотским морем области повышенного давления. Господствующим является перенос на континент влажного морского воздуха (летний муссон), сопровождающийся ветрами южных и юго-восточных направлений (рис. 2). В долинах преобладают ветры южных направлений. Весной и осенью происходит перестройка атмосферной циркуляции и смена прибрежных ветров. Сезонная смена направлений ветра с северо-западного на юго-восточное хорошо выражена и на Курильских островах.[ ...]

Для металлического натрия возможно проникновение его через метеориты, с одной стороны, так как он является характерным телом в спектре комет , но возможно и его земное происхождение. На Земле мы имеем образование коллоидальных натрия и калия под влиянием радиоактивных излучений (что подтверждено опытом), синеокрашенных каменной соли и сильвина. Другую возможную реакцию указывают Франк и Рике : соляная пыль из океана во время вертикальной атмосферной циркуляции попадает в озоновый слой и разлагается его ультрафиолетовыми лучами на хлор и натрий.[ ...]

Несмотря на вынужденную схематизацию явлений, рассмогрзнных в главе 5-й, достаточно четко выявилось мощное влияние океана на климат материков, влияние материков на тепловые и динамические явления в океане и взаимное влияние океана и материков на изменения погоды в нижней тропосфере. Совсем недавно И. Бьеркнес обнаружил самую тесную связь между изменениями теплового режима в экваториальной зоне Тихого океана и резкими изменениями теплового режима и атмосферной циркуляции не только над материком Северной Америки, но и Гренландским морем, всей Северной частью Атлантического океана и даже западной частью Европейской территории Союза ССР. Еще большее влияние на изменения климата и погоды в нашей стране, несомненно, должен оказывать мощный «очаг тепла», который был исследован В. В. Шулейкиным, уже после верстки настоящей книги , неподалеку от берегов Скандинавского полуострова. Выяснилось, что этот «очаг тепла», питаемый Северо-Атлантическим и Норвежским течениями, посылает на Европейскую территорию СССР примерно х/4 всего тепла, поступающего со всего Атлантического океана. Для прогностических целей необходимо организовать систематические ежегодные исследования теплового режима этого «очага» и дебита Северо-Атлантического и Норвежского течений. Столь же необходимо проводить систематические исследования вдоль меридиана 30° Зап. долготы, пересекающего все важнейшие течения Атлантики,- в том числе и циклические потоки, о которых говорилось в § 24 настоящей главы.

Атмосфера - наиболее подвижная, динамичная часть географической оболочки. Это объясняется, во-первых, ее газообразным состоянием, во-вторых, спецификой ее теплового режима. Атмосфера нагребается преимущественно снизу, от земной поверхности, поэтому в ней часто возникают вертикальные, а следовательно, и горизонтальные движения.

Тепловые машины. В механическую энергию атмосферных движений переходит 1-2 % усваиваемой земной поверхностью солнечной энергии. Переход осуществляется в процессе работы так называемых тепловых машин. Разработка идеи о тепловых машинах географической оболочки принадлежит советскому ученому академику В. В. Шулейкину. Тепловой машиной называют систему, в которой тепловая энергия превращается в механическую. Каждая тепловая машина состоит из двух основных элементов нагревателя и холодильника, которые связываются между собой потоком вещества - теплоносителя. Благодаря разности температур теплоноситель перемещается от нагревателя к холодильнику, а вместе с ним переносится и теплота, часть теплоты при этом расходуется на движение теплоносителя.

Наиболее крупной тепловой машиной в географической оболочке является система экватор - полюсы. Ее называют тепловой машиной первого рода. С ней связаны наиболее масштабные движения в атмосфере. Различия в нагревании материков и океанов приводят к возникновению тепловых машин второго рода. С ними связывают возникновение муссонов в умеренных и субтропических широтах. Однако существуют и другие представления о природе возникновения муссонов.

В географической оболочке существует множество других тепловых контрастов: внутренний водоем - окружающая его суша, горы - равнины, ледники - поверхности без льда и т. д. В каждом таком случае можно говорить о своего рода тепловой машине, в которой происходит преобразование части тепловой энергии в механическую.

Коэффициент полезного действия тепловых машин в географической оболочке невелик. Это объясняется как небольшой разницей температур нагревателей и холодильников, так и большими потерями энергии на теплообмен с окружающей средой. Возникновение движения воздуха в атмосферных тепловых машинах рассмотрим на упрощенном примере.

Как известно, давление в любой точке атмосферы равно весу вышележащего столба воздуха. При равномерном нагревании земной поверхности и атмосферы изменение давления с высотой происходит одинаково во всех точках, что можно изобразить с помощью изобар (линий, соединяющих точки с одинаковым атмосферным давлением), проведенных на вертикальном разрезе атмосферы (рис. III. 6, а). Поступление дополнительного тепла в точку В приведет к расширению воздуха и к подъему изобар вверх (рис. III. 6, б). Это не вызовет изменения давления у земной поверхности, однако в атмосфере возникнет разность давления по горизонтали, причем горизонтальный барический градиент будет направлен в сторону точки А. Перенос воздуха в этом направлении на высоте приведет к увеличению массы воздуха над точкой А, а следовательно, и к увеличению давления воздуха в этой точке (т. е. на уровне земной поверхности). Теперь уже у земной поверхности возникает барический градиент, но направленный в противоположную сторону, т. е. к точке Б (рис. III. 6, в). Соответственно в этом направлении начнется перенос воздуха у земной поверхности.

Таким образом в теплых районах у земной поверхности возникают области пониженного давления, в холодных - повышенного, а на высоте - наоборот. Так образуются замкнутые вертикальные конвективные ячейки (кольца) циркуляции - элементарные тепловые машины.

Крупномасштабные вертикальные кольца циркуляции наблюдаются в низких широтах. В экваториальной зоне воздух поднимается вверх. В верхней тропосфере он направляется в сторону тропиков в виде антипассата. На широте 30-35° происходит опускание воздуха, откуда он направляется к экватору в виде пассата (см. рис. III. 8). Это вертикальное кольцо циркуляции было названо ячейкой Гадлея в честь английского ученого XVIII в., изучавшего пассатную циркуляцию. В наше время выяснилось, что пассаты и антипассаты связаны не только с процессами в вертикальных конвективных ячейках, т. е. с процессами термической природы, но и с динамическими процессами. Подробнее этот вопрос разбирается на занятиях по метеорологии и климатологии.

Основные закономерности атмосферной циркуляции. Совокупность движений атмосферного воздуха образует атмосферную циркуляцию. Основа ее возникновения - неравномерное распределение тепла в атмосфере, т. е. термический фактор. Возникающие движения преобразуются далее под влиянием отклоняющей силы вращения Земли (силы Кориолиса), трения о земную поверхность и ряда других факторов и приобретают сложную структуру.

Общее представление о закономерностях движений воздуха можно получить на основе анализа среднего многолетнего распределения атмосферного давления и преобладающих ветров у земной поверхности в январе и июле (см. Физико-географический атлас мира, с. 40-41). В распределении атмосферного давления проявляются две основные закономерности: с одной стороны, зональность, с другой - влияние материков и океанов. Зональность четко прослеживается на рис. III. 7, где приведена осредненная по широте величина атмосферного давления. Наблюдается чередование зон высокого и низкого давления. В области экватора давление ниже, чем в окаймляющих его тропических и субтропических областях. Высокое давление в этих поясах сменяется низким в умеренных и субполярных широтах. К полюсам происходит небольшое увеличение давления. Соответственно такому распределению давления формируется система ветров (см. Физико-географический атлас мира, с. 40-41). От субтропической области высокого давления в сторону экватора направлены пассаты, отклоняющиеся от градиента давления под действием силы Кориолиса и приобретающие восточную составляющую. В умеренных широтах господствующий перенос - западный, в полярных- восточный. Следует подчеркнуть, что это - осредненная картина, которая полностью совпадает с реальным распределением лишь в отдельные моменты. Изменчивость и непостоянство - характерные черты атмосферной циркуляции.

Не следует думать, что в природе существует простая причинная цепь: неоднородность в распределении тепла - распределении давления - распределении ветров. В общем виде такая последовательность возникновения цепи физических воздействий действительно наблюдается, однако реальное распределение трех названных характеристик зависит от их взаимодействия между собой и со многими другими факторами. Например, исходное распределение тепла мы связываем обычно с поступлением солнечной радиации на земную поверхность. Оно создает термическую неоднородность и тем самым обусловливает возникновение разности атмосферного давления, а следствием последней является ветер. Ветер, возникнув как результат перечисленных выше факторов, сам становится мощным фактором, воздействующим на первые два. Воздушные массы переносят тепло, влагу, минеральные соли и тем самым перераспределяют энергию на поверхности Земли. Последнее в свою очередь вызывает перераспределение атмосферного давления и системы ветров. На эти процессы влияет облачность - мощный регулятор радиационного и теплового обмена между земной поверхностью, атмосферой и космическим пространством. В результате картина настолько усложняется, что однозначно невозможно определить цепь причинно-следственных событий.

В средних и высоких широтах перенос воздуха в больших масштабах осуществляется в виде вихревых потоков - циклонов и антициклонов. Циклон - движущаяся восходящая система потоков воздуха, образующих спираль, закручивающуюся в южном полушарии по часовой стрелке, в северном - против часовой стрелки. Поэтому в северном полушарии при перемещении циклонов с запада на восток (это доминирующее направление движения циклонов в широкой полосе от 40 до 80° широты) в передней части циклона происходит перенос воздуха с юга на север, в тыловой - с севера на юг. В южном полушарии наблюдается аналогичный процесс с той лишь разницей, что в передней части наблюдается заток воздуха с севера на юг, в тыловой - с юга на север. Одновременно в циклонах осуществляются вертикальные движения - в центральной части циклона воздух поднимается вверх.

В антициклонах воздух движется по спирали от центра, где наблюдается высокое давление. Одновременно происходит опускание воздуха над центром антициклона.

В циклонах и антициклонах формируются особые погоды. На территории, занятой циклоном, наблюдается низкое давление, как правило, выпадают атмосферные осадки, происходит резкая смена направления и скорости ветра. Для антициклонов характерно высокое давление, чаще всего малооблачная устойчивая погода без осадков.

Распространение циклонов и антициклонов на земной поверхности характеризуется определенными закономерностями. В областях преимущественного распространения циклонов на климатических картах вырисовываются минимумы давления (Физико-географический атлас, с. 40-41), в областях распространения антициклонов - максимумы давления. Соответственно минимумам и максимумам распределяются атмосферные осадки (там же, с.42- 43). Увеличение осадков в циклонах связано с поднятием воздуха на атмосферных фронтах. В процессе поднятия воздух охлаждается. При определенной температуре происходит конденсация или сублимация содержащегося в воздухе водяного пара. Образовавшиеся водяные капли или кристаллы льда при достижении достаточных размеров падают на земную поверхность. В антициклонах воздух опускается, сжимается, благодаря этому нагревается и удаляется от точки насыщения.

В экваториальной зоне вследствие малых значений силы Кориолиса (sin ф составляет один из множителей в выражении, определяющем эту силу) циклоны и вообще вихревые системы не образуются. Большое количество атмосферных осадков в этой зоне связано с конвективным поднятием воздуха.

Таким образом, основные (фоновые) закономерности распределения атмосферных осадков связаны с характером циркуляционных процессов. Карта атмосферных осадков позволяет увидеть множество деталей в их распределении, связанных с влиянием рельефа и других факторов.

На рис. III. 8 дана схема общей циркуляции атмосферы с учетом основных типов движения в атмосфере (пассатов, вихревых систем, восточных ветров в полярных районах и вертикальных колец). В целом циркуляция атмосферы складывается из зональных, меридиональных и вертикальных движений. Зональные движения (вдоль параллелей) преобладают. Они на порядок интенсивнее меридиональных и на два порядка - вертикальных. Хотя меридиональные движения и слабее зональных, их значение велико. Меридиональные потоки осуществляют межширотный обмен воздуха. Именно благодаря меридиональному переносу (который имеет место и в океане) реальное распределение температуры на земной поверхности менее контрастное, чем солярное, - теоретически рассчитанное по радиационному переносу энергии (табл. III. 1).

Вертикальные движения (их главные потоки изображены на рис. III. 8 в виде колец) сильно уступают горизонтальным движениям по интенсивности. Однако они также играют исключительно важную роль, поскольку без них вообще была бы невозможна циркуляция атмосферы.

Типы атмосферной циркуляции. В отдельные периоды соотношение между зональными и меридиональными потоками в атмосфере меняется. Соответственно этому исследователи выделяют несколько типов атмосферной циркуляции, которые можно свести к двум основным - широтному (зональному) и меридиональному.

При широтном типе циркуляции контрасты между низкими и высокими широтами возрастают, а погодные условия характеризуются сравнительно слабой изменчивостью. При меридиональном типе циркуляции обмен воздушными массами между теплыми и холодными районами обусловливает резкую изменчивость погоды, а вследствие этого - и резкую изменчивость всего комплекса физико-географических процессов.

Типы атмосферной циркуляции постоянно сменяют друг друга. Однако в течение нескольких, следующих друг за другом лет (до 15) часто наблюдается преобладание (иногда весьма четко выраженное) одного типа циркуляции. Причина чередования типов не совсем ясна. Возможно, что она связана с солнечной активностью. Высказываются предположения и о существовании в атмосфере (лучше сказать в системе атмосфера - океан - земная поверхность) собственных ритмов.

В последние 15-20 лет на земном шаре отмечено учащение экстремальных явлений погоды (сильные засухи и одновременно исключительно дождливые сезоны, частые ураганы, жестокие морозы и др.). Некоторые ученые связывают их с деятельностью человека, все в более широких масштабах воздействующего на природную среду. Другие считают, что они обусловлены преобладанием в современную эпоху меридионального типа циркуляции (один из этапов колебания климата), вызывающего экстремальные процессы в атмосфере вследствие более активного обмена холодных полярных и теплых тропических масс воздуха.

В атмосфере наблюдаются также местные циркуляции - движения воздуха, связанные с формами рельефа, ледниками, взаимодействием суши и водоемов и другими факторами. Они получили название горно-долинных, склоновых и ледниковых ветров, бризов, фенов и др. Их роль в перераспределении на земной поверхности тепла, влаги и других параметров также значительна, хотя и имеет локальный характер.

Однако, несмотря на постоянные переносы воздуха, в целом ат-мосфера сохраняет состояние, близкое к равновесному. Все переносы связаны между собой и образуют гигантский атмосферный круговорот. Механическая энергия атмосферы постепенно рассеивается и превращается в теплоту, которая затем преобразуется в длинноволновое излучение и направляется в Космос или к земной поверхности. Другая часть механической энергии передается океану при трении воздушных масс о водную поверхность.

Если бы поступление солнечной энергии не возобновляло термическую неоднородность земной поверхности, атмосферная циркуляция вскоре бы прекратилась (примерно за две недели). Еще быстрее это произошло бы на невращающейся Земле при отсутствии силы Кориолиса. Однако непрерывное поступление солнечной радиации к Земле приводит к постоянному воспроизведению основных элементов циркуляции.

Атмосферные осадки принадлежат к числу метеорологических элементов, сильно зависящих от целого ряда местных особенностей ландшафта.

Попытаемся, однако, проследить, какие условия влияют на их распределение.

В первую очередь необходимо отметить значение температуры воздуха. Температура убывает от экватора к полюсам; следовательно, в том же направлении убывают как интенсивность испарения, так и влагоёмкость воздуха. В холодных областях испарение невелико, да и холодный воздух не в состоянии растворить в себе много водяного пара; следовательно, при конденсации из него и не может выделиться большое количество осадков. В тёплых областях сильное испарение и большая влагоёмкость воздуха приводят при конденсации водяного пара к обильному выделению осадков. Таким образом, на Земле неизбежно должна проявляться закономерность, заключающаяся в том, что в тёплых областях осадков особенно много, в холодных же их мало. Закономерность эта в действительности и проявляется, но, как и прочие явления в природе, она осложнена, а местами и вовсе затушёвана целым рядом других воздействий и прежде всего циркуляцией атмосферы, характером распределения суши и моря, рельефом, высотой над уровнем океана и морскими течениями.

Зная условия, необходимые для конденсации водяного пара, можно предугадать, каким образом сказывается циркуляция атмосферы на распределении осадков. Так как воздух является переносчиком влаги, а его движение охватывает огромные пространства на Земле, то это неизбежно ведёт к сглаживанию различий в количестве осадков, обусловливаемых распределением температурив областях, где воздух испытывает поднятия (над экватором, в циклонах, на наветренных склонах горных хребтов), создаётся обстановка, благоприятная для выпадения осадков, и все остальные факторы становятся подчинёнными. В тех же местах, где преобладают нисходящие движения воздуха (в субтропических максимумах, в антициклонах вообще, в области пассатов, на подветренных склонах гор и т. п.), осадков бывает гораздо меньше.

Принято считать, что количество осадков в данной местности в высокой степени зависит от её близости к морю или удалённости от моря. На самом же деле известно немало примеров, когда на океанических побережьях располагаются очень сухие районы Земли и, наоборот, вдали от моря, внутри страны (как, например, на восточном склоне Анд в верховьях Амазонки), выпадает огромное количество осадков. Дело здесь не столько в удалении от моря, сколько в характере циркуляции атмосферы и устройстве поверхности, т. е. в отсутствии или наличии горных хребтов, мешающих передвижению воздушных масс, несущих влагу. При юго-западном муссоне в Индии воздушные массы проходят над пустыней Тар, не орошая её дождями, так как равнинный рельеф не препятствует движению воздуха, а нагретая пустыня оказывает на воздушные массы скорее иссушающее влияние. Но тот же муссон на наветренном склоне Западных Гат, не говоря уже о южных склонах Гималаев, оставляет огромное количество влаги.

Необходимость выделения в особый тип орографических осадков свидетельствует об исключительно большой роли устройства земной поверхности в распределении осадков. Правда, в этом случае, как и во всех остальных, рельеф имеет значение не только сам по себе, как механическое препятствие, но в сочетании с абсолютной высотой и циркуляцией атмосферы.

Проникновение тёплых морских течений в высокие широты способствует образованию атмосферных осадков вследствие того, что с тёплыми течениями связана циклоническая циркуляция атмосферы. Холодные же течения оказывают противоположное действие, так как над ними развиваются обычно отроги высокого давления.

Разумеется, ни один из перечисленных факторов не влияет на распределение осадков независимо от других. В каждом случае выпадение атмосферной влаги регулируется сложным и подчас противоречивым взаимодействием как общих, так и местных агентов. Однако, если отвлечься от деталей, к числу главных условий, определяющих размещение осадков в ландшафтной оболочке, всё же необходимо отнести температуру, общую циркуляцию атмосферы и рельеф.

Структура общей циркуляции атмосферы в целом весьма сложна как во времени, так и в пространстве. Для нее характерно чередование зональных и меридиональных движений, что затрудняет составление ее схем. Общая циркуляция атмосферы к тому же еще в деталях недо­статочно изучена. В пособии рассматриваются лишь географи­ческие особенности циркуляции нижней половины атмосферы, где со­средоточена основная масса (до 90% и более) содержащейся в ней влаги.

На высотах в несколько километров над большей частью земного шара преобладают западные ветры . Это связано с уменьшением темпе­ратур к высоким широтам; в более же холодном воздухе давление по вертикали падает быстрее, и на высотах над полярными районами давление оказывается пониженным. Лишь между экватором и тропи­ками (и то не везде или не во все сезоны) преобладают восточные ветры, о чем можно судить по картам потоков влаги. У поверхности земли картина более сложная. В высоких широтах вы­деляется зона ветров с восточной составляющей. В более низких широтах возникают сезонные особенности ветров, обусловленные разли­чиями температур между полушариями, между океанами и сушей, ко­торые в самом общем смысле можно назвать муссонными. Взаимодей­ствие муссонных и зональных ветров общей циркуляции приводит к ее усложнению. Материки могут испытывать в разные сезоны влияние воз­душных потоков со стороны различных океанов (например, Восточная Азия в первую половину года испытывает влияние Индийского океана, а во вторую половину-Тихого). Муссонные потоки могут не получать компенсации в более верхних слоях, там муссонная составляющая по­давляется общим зональным переносом. По этой же причине в умерен­ных и субтропических широтах муссонные тенденции, характерные для восточных побережий, слабо проявляются на западных частях мате­риков, где преобладают зональные составляющие общей циркуляции. В экваториальных районах западные побережья материков могут испы­тывать муссонные влияния даже больше восточных.

В самом общем виде режим осадков и переноса влаги по широтным географическим зонам может быть описан, согласно Б. П. Алисову , следующим образом.

Экваториальная зона характеризуется относительно слабыми ветрами и переносом влаги. Однако районы, где сильны муссонные тенденции и циркуляционные зоны в течение года мигри­руют по широте, по очереди испытывают влияние пассатов обоих полушарий. Причем летом переход пассата через экватор при­водит к превращению его в ветер с западной составляющей. В этом процессе участвуют и ветры более высоких слоев атмосферы (на карте экваториальная зона в подобных районах прервана).

Ход осадков относительно равномерный с тенденцией к максимуму весной и осенью. Однако в условиях со сложной оро­графией и взаимодействием муссонов, например в Индонезии, годовой ход осадков сильно различается даже на близких расстояниях. В зави­симости от того, является ли район наветренным или подветренным к орографическим препятствиям, осадки существенно различаются, однако экстремальные значения для материков здесь не отмечаются.

Зона экваториальных муссонов характеризуется существенными переносами влаги, меняющими направление по сезонам. В большей части зоны, особенно у побережий и орографических пре­пятствий, осадки очень велики (Черапунджи в Индии, Дебунджа в Ка­меруне, Андагойа в Колумбии). Осадки в основном выпадают летом, зима сухая. Исключение составляют восточные берега материков, где летний муссон приходит с суши, переваливая через горы (Вьетнам, Сомали), а зимний идет с океана по западной периферии океанического антициклона. Осадки в течение года выпадают здесь относительно равно­мерно.

На восточных побережьях материков (остров Мадагаскар и Австра­лия) много осадков приносят тропические циклоны, приходящие чаще всего осенью (в Бенгальском заливе весной и осенью, в Аравийском - несколько больше весной, впрочем, в последнем циклоны очень редки).

Пассатная зона обеих полушарий располагается от оси субтропиче­ских антициклонов к экватору. В нижних слоях атмосферы области высокого давления, так называемые «стационарные антициклоны» (азорский, гавайский и антициклоны в каждом из трех океанов в южном полушарии), сохраняются только над океанами. Летом над материками в нижних слоях атмосферы они исчезают, сохраняясь в более высоких слоях в виде незначительных нисходящих движений. Это затрудняет образование осадков в пассатной зоне, а над тропическими пустынями образуются замкнутые области пониженного влагосодержания атмо­сферы.

В северном полушарии океанические антициклоны лучше выражены летом, в южном-зимой, что связано с перераспределением воздуха между полушариями. В южном полушарии сезонное перераспределение воздуха между материками и океанами из-за незначительности пло­щади суши в этих широтах существенной роли не играет. В зоне пас­сатов до значительных высот в тропосфере господствуют восточные ветры, вызывающие достаточно большие переносы влаги. Сухость пас­сатных ветров в нижних слоях и ясное небо при большом притоке сол­нечной радиации приводят в этой зоне к большому испарению с океа­нов, которое значительно превышает осадки.

Во всех остальных зонах имеет место обратное соотношение. В боль­шей части пассатной зоны осадков выпадает мало, а местами они практически отсутствуют. Осадки малы как из-за нисхо­дящих движений, так и из-за пассатной инверсии, особенно низко опускающейся на восточной периферии океанических антициклонов.

На западных берегах океанов, подветренных к пассату, океаниче­ский воздух попадает на материк лишь в процессе бризовой циркуля­ции. Уменьшению осадков способствует выход у побережий холодных глубинных вод, а также холодные течения и опускание воз­духа по склонам береговых горных цепей материка (Анды). Наи­меньшее количество осадков в этой зоне наблюдается в глубине ма­териков и на их западных побережьях. При этом область уменьшения осадков проникает глубоко в океан, захватывая как прибреж­ные острова, так и центральную его часть. Лишь в западных частях океанов и на восточных побережьях материков (например, в Центральной Америке), где пассат увлажняется и теряет свою меридиональную со­ставляющую, а инверсия поднимается и ослабляется, наветренные гористые участки увлажняются обильно (на Гавайских островах в одном из пунктов около 12000 мм за год), в подветренных же ча­стях островов выпадает всего несколько сот миллиметров. На восточные побережья здесь проникают еще тропические циклоны (в Центральной Америке из-за узости суши они проходят и на Тихоокеанское побережье).

Субтропическая зона циркуляции располагается на внешней перифе­рии пассатной зоны. Ее особенности проявляются в основном в летнее время. Зимой здесь преобладает изменчивая циркуляция умеренных широт. В этой зоне переносы влаги летом сохраняют восточное, а зи­мой западное направление. Над океанами, остро­вами и в западных частях материков лето сухое, а зима влажная, с ча­стым прохождением циклонов умеренных широт (Средиземноморье и др.).

В глубине материков максимум осадков переходит на весну, когда при более высокой температуре в воздухе содержится больше влаги, а циклоническая деятельность на фронте умеренных широт наиболее развита. Однако в глубине материков, кроме высокогорных районов, сухо (преобладает ландшафт степи и пустыни). В благоприятных оро­графических условиях годовая сумма осадков уменьшается до несколь­ких миллиметров (пустыня Такла-Макан, Долина Смерти).

На восточных побережьях Азии, Африки и Северной Америки и в этой зоне развивается муссонная циркуляция, приводящая к их обильному увлажнению с преобладающим летним максимумом осад­ков.

В зоне умеренных широт господствующим является западный перенос. В нижних слоях на южной периферии зоны (северное полушарие) он может быть и восточным, преобладающее направление здесь слабо выражено, а на некоторой высоте перенос сменяется западным, что и определяет общий поток влаги. В этой зоне приток радиации по срав­нению с предыдущими зонами существенно ослабевает, и во все сезоны за исключением лета он сильно меняется с широтой. Это приводит к большим контрастам температуры, интенсивной атмосферной цирку­ляции и изменчивости погоды изо дня в день. В этой зоне возникают также большие годовые и особенно сезонные различия температуры между материками и океанами, вызывающие формирование зимой внутри материков антициклонов (наиболее мощного в Евразии). Летом над материками давление понижено. Над океанами сезонный ход давления обратный. Сезонные минимумы давления сдвинуты на периферию зоны в субполярные районы. Из-за больших сезонных различий между мате­риками и океанами в потоках влаги возникают довольно большие мери­диональные составляющие.

Атмосферная циркуляция и скорости воздушных потоков в соответ­ствии с температурными контрастами в холодное время больше, чем летом, что несколько уменьшает годовой ход переносов влаги, обус­ловленный различиями влагосодержания. В среднем почти весь год влагосодержание атмосферы в соответствующих широтах над океаном больше, чем над сушей (или близко к нему). Количество осадков и их годовой ход разнообразны. Преобладание осадков над испарением, как правило, нарастает к полярным районам.

Над океанами и прибрежными районами (а также в горах) зимой выпадает осадков больше, чем летом и весной, но по направлению в глубь материка под влиянием зимнего выхолаживания (а в дальней­шем и увеличения антициклональности) летние (или весенние) осадки начинают преобладать над зимними. В центральных и восточных ча­стях материка осадков зимой (например, в Азии) может выпадать совсем мало. Муссонные тенденции в восточной части материка при­водят к увеличению меридиональных составляющих зимой (от поляр­ных, а летом от экваториальных широт). Это приводит к боль­шому годовому ходу влагосодержания: зимой оно мало, а летом очень велико.

В западных частях материков меридиональные составляющие цирку­ляции выражены слабее и характеризуются обратным годовым ходом, в котором различия между летом и зимой сглажены. В южном полушарии в этой зоне почти нет суши. Узкая полоса суши южной Америки, юга Тасмании и южного острова Новой Зеландии слишком незначительна и резко выраженных сезонных особенностей не вызывает, кроме Анд, в орографической тени которых уменьшается влагосодержание атмосферы. Влияние материков, расположенных север­нее (в других климатических зонах) распространяется и на зоны уме­ренных широт (например, в Тасмановом море). Субарктическая зона, где летом четко выражена циркуляция умеренных широт, а зимой полярных, выделяется лишь в северном полушарии. В южном океаниче­ском полушарии сезонные изменения границ циркуляции малы. Осо­бенности этой зоны целесообразно рассмотреть вместе с циркуляцией арктической зоны.

В полярных зонах обоих полушарий циркуляция имеет ряд общих черт и существенные различия, связанные главным образом с распре­делением океанов и суши. Характерной чертой этих частей обоих полу­шарий является господство льдов - материковых ледников на суше и плавучих айсбергов на морях. Ледники значительно увеличивают высоту суши. Кроме того, суша в этих районах (Гренландия на севере, Антарктида на юге) гориста и высока. Это создает весьма суровые климатические условия на суше, низкие температуры в течение всего года, незначительное влагосодержание, а в центральных частях Ант­арктиды очень малые осадки. Материки и крупные острова этих широт круглый год являются центрами холода. Зимой, в полярную ночь, это происходит в связи с большим выхолаживанием по сравнению с той же высотой в свободной атмосфере-летом из-за большой отражательной способности снега и льда при низких температурах. Поэтому крупные участки суши имеют тенденцию становиться центрами циркуляционных процессов.

Морские льды также являются источниками выхолаживания, но это влияние сильнее проявляется летом. Зимой же они оказываются даже теплее суши, но намного холоднее незамерзшей части океана. Граница полярных льдов во времени неустойчива. С этим фактором связаны многолетние колебания климата. В полярных областях, особенно над сушей, имеется тенденция к образованию антициклонов, а на внешней границе воздушных масс, сформировавшихся в этих областях, возникает арктический (в южном полушарии-антарктический) фронт и развива­ется циклоническая деятельность. На периферии полярных областей увлажнение довольно значительно. Поскольку условия этих областей в какой-то мере определяют межширотные контрасты температур, они влияют на увлажнение умеренных и даже низких широт и участвуют в формировании многолетних колебаний осадков. Циклоны проникают и в глубь полярных областей, особенно в Арктике. Переносы влаги в нижних слоях атмосферы в полярных областях обоих полушарий имеют преимущественно восточную составляющую, но с высотой ветер быстро переходит на западные румбы, и общий поток влаги летом при­обретает западную составляющую. Зимой потоки влаги очень малы и в высоких широтах имеют направление с востока на запад.

Таким образом, главная роль атмосферной циркуляции в водном балансе земного шара - это формирование осадков и переноса тепла и влаги. Воздушные течения, создаваемые общей циркуляцией, пере­мешивают водяной пар, формирующийся над океаном и сушей, упоря­дочивают поверхностные течения в океанах и усиливают испарение.

ГЛАВА 2. ВОДНЫЙ БАЛАНС ЕВРОПЫ