Раздел 5. Общая циркуляция атмосферы (стр. 3 )

В нижней стратосфере среднее распределение температуры по меридиану в летнее время противоположно тропосферному. Полярная стратосфера летом очень тепла в сравнении с тропической и самые низкие температуры приходятся на экваториальную зону, а самые высокие - на полярную. Поэтому в стратосфере на высоте 18-20 км меридиональный градиент меняется на противоположный, направленный от полюса к экватору. Возникает околополярный антициклон и восточный перенос воздуха в летнем полушарии. Это явление получило название стратосферного обращения воздуха. В зимнем полушарии сохраняется западный перенос.

У земной поверхности и в нижней тропосфере (в слое трения) зональное распределение давления сложнее, что связано с распределением суши и моря (см. таблицу 5.1).

Таблица 5.1

Средние широтные величины приземного давления в гПа

Широта в Градусах	Северное полушарие	Южное полушарие
Январь	Июнь	Январь	Июнь
90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0	1012 1012 1013 1013 1014 1015 1014 1014 1017 1018 1020 1021 1020 1019 1016 1014 1012 1010 1010	1009 1010 1012 1012 1011 1010 1010 1011 1012 1013 1014 1014 1014 1012 1011 1010 1010 1011 1011	- - - - 990 988 991 998 1005 1011 1015 1019 1021 1020 1018 1016 1013 1012 -	- - - - 993 991 992 997 1004 1010 1015 1016 1015 1013 1012 1011 1010 1010 -

По обе стороны экватора имеется зона с пониженным давлением. В этой зоне в январе между 150 с. ш. и 250 ю. ш., а в июле между 350 с. ш. и 50 ю. ш. давление ниже 1013 гПа. При этом параллель с самым низким давлением приходится в январе на 5-100 ю. ш., а в июле - на 150 с. ш. Эта зона экваториальной депрессии, распространяющаяся больше на летнее полушарие.

В направлении высоких широт от этой зоны давление в каждом полушарии растет, и максимальное значение давления наблюдается в январе под 30-320 северном и южной широты, а в июле - под 33-370 с. ш и 26-300 ю. ш. Это две субтропические зоны повышенного давления, которые от января к июлю несколько смещаются к северу, а от июля к январю - югу. Средние значения давления в этой зоне 1018-1019 гПа.

От субтропиков к еще более высоким широтам давление падает. Под 70-750 с. ш. и под 60-650 ю. ш. наблюдается минимальное давление в двух субполярных зонах низкого давления, а еще дальше по направлению к полюсам давление снова растет. Средние годовые значения давления на уровне моря в высоких широтах составляют 1012 гПа в северном полушарии и 989 гПа - в южном. У полюсов давление снова растет и составляет 1014 гПа близ северного полюса и 991 гПа близ южного. Приведенные данные о положении широтных зон низкого и высокого давления свидетельствуют о различиях в их положении между полушариями. Так, зимой и летом ось субтропической зоны повышенного давления в южном полушарии расположена на 50 ближе к экватору, чем в северном. В связи с этим ось экваториальной ложбины большую часть года находится в северном полушарии, в среднем на год на широте около 50. От субтропической зоны повышенного давления спад давления в полярной ложбине происходит быстрее в южном полушарии, чем в северном, и по средним широтным значениям приземного давления южная полярная ложбина выражена резче, чем северная. В связи с сезонным изменением притока солнечной радиации происходит смещение планетарных зон давления к полюсу летом соответствующего полушария и к экватору зимой. Летом северного полушария экваториальная ложбина сдвигается к северу, а зимой возвращается к югу. Годовое смещение горизонтальной ее оси равно 200, сезонное смещение субтропических зон повышенного давления сравнительно мало. Принято считать, что от зимы к лету их горизонтальные оси смещаются на 50 широты.

Попытки количественно объяснить географическую привязанность широтных зон повышенного и пониженного давления делались давно, но удовлетворительного ответа еще нет. Поэтому в современных эмпирических моделях общей циркуляции атмосферы географическое положение зон разного давления принимается как данное. Образование зон высокого давления в субтропиках и зон низкого давления в субполярных широтах объясняют особенностями циклонической деятельности. Так, антициклоны, возникающие в умеренном поясе при общем западном переносе, при своем перемещении смещаются к более низким широтам и там усиливаются, создавая зону повышенного давления. Циклоны же, наоборот, при своем движении в тех же средних широтах смещаются в более высокие широты, образуя субполярную зону низкого давления. Такая сепарация циклонов и антициклонов зависит от изменения отклоняющей силы вращения Земли (силы Кориолиса) с широтой.

Направление переноса воздушных масс в нижних слоях тропосферы связано с зональным размещением зон повышенного и пониженного давления. По обращенной к полюсу периферии субтропической зоны в средних широтах создается западный перенос, он простирается до оси субполярной зоны, т. е. до 60-650 с. и ю. ш. Наиболее хорошо западный перенос выражен над океанами в южном полушарии. Над материками повторяемость ветров западного направления реже.

По периферии субтропической зоны высокого давления, обращенной к экватору, т. е. в тропиках, барический градиент у земной поверхности направлен к экватору и здесь господствует восточный перенос, охватывающий всю тропическую зону. Это так называемые пассаты - устойчивые восточные тропические ветры.

В полярном районе барический градиент направлен от полюса к субполярным широтам, что создает восточный перенос воздуха. Наиболее отчетливо преобладание восточных ветров выражено в Антарктиде, где есть районы с постоянными восточными ветрами.

5.9.Центры действия атмосферы.

Зональные закономерности распределения давления близ поверхности Земли нарушаются из-за неравномерного распределения суши и моря. В результате этого в каждой широтной зоне барическое поле распадается на отдельные ячейки, отдельные области повышенного или пониженного давления. Эти области получили название центров действия атмосферы. Они подразделяются на перманентные (действующие в течение всего года) и сезонные (существующие в отдельные сезоны года).

В январе наиболее отчетливо выражена экваториальная депрессия с давлением ниже 1015 гПа. Она распадается на три отдельные области над Южной Америкой, Южной Африкой и Австралией, Индонезией. Причем районы с наиболее низким давлением лежат не на самом экваторе, а под 150. ю. ш. над прогретыми участками материками южного полушария. По обе стороны от экваториальной депрессии обнаруживаются субтропические области высокого давления. В южном полушарии они распадаются на отдельные субтропические антициклоны с давлением выше 1020 гПа и центрами под 30-350 ю. ш. над океанами. Над материками, более теплыми, чем океаны, они заменяются областями с пониженным давлением. В северном полушарии также обнаруживаются субтропические антициклоны над северными частями Атлантического (Азорский максимум) и Тихого океанов (Гонолульский максимум). Над Азией в субтропических и тропических широтах давление также повышено, но здесь господствует не самостоятельный тропический антициклон, а отроги зимнего Азиатского антициклона с максимумом в центре Монголии.

В умеренных и субполярных районах южного полушария к югу от субтропических антициклонов располагается сплошная зона низкого давления. В соответствующих широтах северного полушария низкое давление обнаруживается только над океанами: это два минимума - Исландская и Алеутская депрессии с давлением менее 1000 гПа

В полярных широтах давление повышено, особенно хорошо выражена область высокого давления над Антарктидой - антарктический антициклон. В северном полушарии область повышенного давления (до 1000 гПа) наблюдается только над Гренландией.

В июле экваториальная депрессия смещается к северу и самое низкое давление уже в северном полушарии, причем над материками Азией и Северной Америкой центры низкого давления наиболее далеко сместились к северу, почти под 30-ю параллель. Эти части экваториальной депрессии, вышедшие за пределы тропиков, называют Южно-Азиатской и Мексиканской депрессиями.

Зоны высокого давления в субтропиках южного полушария захватывают теперь не только океаны, но и холодные теперь материки. В летнем северном полушарии антициклоны остаются только над двумя океанами, над материками давление понижено.

В умеренных и субполярных широтах северном полушария зона низкого давления над океанами сливаются с депрессиями над материками, образуя сплошную субполярную зону низкого давления. На север давление растет, но незначительно.

В южном полушарии, где господствуют океаны, в июле, как и в январе, различают зону низкого давления в субполярных широтах и антициклон над Антарктидой.

Таким образом, над океанами давление в течение всего года соответствует зональному распределению. Над материками зональность нарушается тем, что давление повышается над материками зимой и снижается летом. Зимой высокое давление над материками обнаруживается даже в умеренных и субполярных, широтах, где оно вообще повышено.

5.10.Основные типы ветров.

Пассаты - это устойчивые восточные ветры умеренной скорости (в среднем 5-8 м/с у земной поверхности), дующие в каждом полушарии на обращенной к экватору стороне субтропической зоны высокого давления. Но субтропические зоны в обоих полушариях распадаются на отдельные антициклоны, поэтому пассаты - это ветры в обращенных к экватору частях субтропических антициклонов. Над уровнем трения пассаты должны иметь восточное направление, однако на востоке каждого антициклона к восточной составляющей присоединяется еще направление к экватору, а на западе - антициклональная составляющая, направленная от экватора. В слоях, где действует трение, ветер отклоняется от изобар на некоторый угол в сторону низкого давления. И в северном полушарии вместо восточных ветров дуют северо-восточные, а в южном - юго-восточные. При этом следует также помнить, что антициклоны постоянно перемещаются и при их перемещении с запада на восток происходит некоторая смена направления пассат - сначала он имеет северо-восточное направление, потом восточное, юго-восточное и вновь северо-восточное.