Характеристики струйных течений над Евразией исследованы разными авторами. К главным характеристикам струйных течений относятся: высота оси струйных течений, величины максимальных скоростей ветра, вертикальная и горизонтальная протяженность струй, сдвиги ветра в их системе и др.
Высота оси струйных течений. Высота оси внетропических струйных течений изменяется ежедневно. Высота оси подвергается и сезонным изменениям. Зимой ось чаще располагается на меньшей высоте, чем летом. В таблицах 18 и 19 приведены данные о повторяемости различных высот оси внетропических струй в январе и июле. Из этих данных следует, что зимой наиболее часто ось струи можно обнаружить на высоте 8—10 км (75%). Летом характерны высоты 9—11 км (98,4%). Средняя высота зимой равна 9,1, летом 10,0 км (табл. 19); соответственно меняются максимальные и минимальные высоты струйных течений.
Оси струйных течений располагаются на уровне, где горизонтальный градиент температуры с высотой меняет направление на обратное.
Сезонные и ежедневные изменения высоты тропосферных струйных течений вызваны изменениями температуры. Чем ниже температура в тропосфере, тем ниже положение оси струи. Поэтому средняя высота оси струй зимой, в сравнении с летом, ниже приблизительно на 1,0 км. Еще более велики междусуточные изменения высоты оси струи. В зависимости от развивающихся процессов высота оси может оказаться на уровне 7—8 и 9—10 км. В тылу углубляющихся циклонов, в зоне адвекции холода, она обычно лежит ниже, чем в передней их части, в зоне адвекции тепла. Над высотными ложбинами холода ось находится на меньшей высоте, чем над высотными гребнями тепла.
Иначе говоря, поверхность максимальных скоростей ветра, связанных со струйным течением, не горизонтальна. Даже в системе одной струи уровень максимальных скоростей на антициклонической стороне на несколько сот метров выше, чем на циклонической. А вдоль струи уровень максимальных скоростей колеблется в пределах 1—2 и более километров. Особенно значительны разности высот этих скоростей в системе внетропических струйных течений, что связано с возникновением и развитием фронтов, циклонов и антициклонов, сопровождающихся меридиональными преобразованиями термобарического поля тропосферы. Поэтому максимальные скорости струйных течений не совпадают с изобарическими поверхностями, хотя ось внетропической струи близка по высоте к изобарической поверхности 300 мб, а субтропической струи — к поверхности 200 мб. Это затрудняет анализ струйных течений на картах барической топографии, и для определения максимальных скоростей ветра над большими территориями строятся специальные карты. В то же время изменение интенсивности внетропических струйных течений, как и их перемещения, легко проследить даже по картам АТ500 мб.
Средние месячные скорости на оси струйных течений, как и повторяемость их, также зависят от характера атмосферной циркуляции и сезона. Поэтому не только повторяемость струй в том или ином районе, но и средние месячные скорости ветра от года к году подвергаются изменениям. В таблице 20 приведены данные о повторяемости различных скоростей ветра на оси внетропических струйных течений в январе и июле. Как видно из таблицы, струйные течения с большими скоростями зимой повторяются чаще, чем летом.
Весьма различна повторяемость и максимальных скоростей ветра в системе внетропических и субтропических струйных течений. Из таблицы 21 нетрудно видеть, что в системе внетропических струйных течений наиболее часто повторяются (80,5%)
сравнительно малые (30—45 м/сек) скорости ветра. В то же время для системы субтропических струйных течений наиболее характерны большие скорости ветра — 61—70 м/сек и даже 71 — 84 м/сек.
Вертикальная и горизонтальная протяженность струйных течений. Наиболее вероятная вертикальная протяженность струй при наименьшей скорости ветра (30 м/сек) колеблется в пределах 6—10 км. В отдельных случаях вертикальная протяженность внетропических струй меняется в широких пределах — от 1—3 км до 10—13 км. Это зависит от времени года и интенсивности атмосферной циркуляции.
Горизонтальная протяженность внетропических струйных течений также меняется в широком диапазоне. Так, можно наблюдать струи, имеющие ширину менее 30 км и более 3000 км (табл. 22). Малая горизонтальная протяженность характерна для единичных слабых струйных течений, большая протяженность,— для мощных слившихся 2—3 струй. Однако наиболее часто струи имеют ширину порядка 300—2000 км. Вместе с тем следует отметить, что горизонтальная протяженность струй зимой больше, чем летом, на западе больше, чем над Восточной Европой и Сибирью.
Вертикальные и горизонтальные градиенты скорости ветра в системе струйных течений (сдвиги ветра). В системе струйных течений вертикальные и горизонтальные градиенты скорости ветра определяются между центром струйного течения и изотахой 30 м/сек: по вертикали — разность скоростей в метрах в секунду на 1 км поднятия или спуска от центра струи, а по горизонтали — разность скоростей в метрах в секунду на 100 км на циклонической и антициклональной стороне струйного течения перпендикулярно течению от центральной части струи.
Средние вертикальные и горизонтальные градиенты скорости ветра в системе струйных течений над Европой составляют около 5—6 м/сек. Лишь в интенсивно развившихся струях наблюдаются большие значения горизонтальных и вертикальных градиентов скорости. В большинстве случаев они не превышают 8—14 м/сек.
На Дальнем Востоке, в системе внетропических струйных течений, наблюдаются несколько большие средние величины градиентов скорости, чем в Европе, что определяется большей интенсивностью струй зимой на востоке Азии.
В средних широтах, как и следовало ожидать, уменьшение скоростей ветра с высотой происходит уже с уровня 300 мб (вблизи 9 км). В большинстве точек скорости ветра с высотой не подвергаются существенным изменениям, а выше поверхности 200 мб они, как правило, возрастают. При этом большие величины сдвига ветра приходятся на слои между 100 и 10 мб. Это полностью согласуется с характером распределения температуры с высотой. Именно в результате возрастания горизонтального градиента температуры с высотой в полярной области заметно усиливаются скорости ветра. Уже на поверхностях 30 и 10 мб (около 24 и 30 км) вырисовываются черты стратосферного зимнего струйного течения.
К лету режим ветра на всех высотах, особенно в нижней тропосфере, значительно изменяется. Соответственно подвергаются изменениям и скорости ветра по вертикали.
Наибольшее приращение скорости ветра осуществляется в зоне субтропической струи на широте 40—45° с. ш. Даже средние величины сдвига, ветра здесь доходят до 3 —4 м/сек на 1 км. То же происходит и между поверхностями 300 и 200 мб. В экваториальной зоне уже в нижнем слое (500 мб) появляются устойчивые восточные ветры. Выше поверхности 300 мб восточный экваториальный поток усиливается и постепенно захватывает все широты. Переход западных ветров на восточные осуществляется почти повсеместно между поверхностями 100 и 30 мб на северном полушарии. Выше уровня 30 мб ветры, как правило, имеют восточные слагающие, а с высотой скорости их увеличиваются.
Приведенные данные различных характеристик струйных течений, полученные за различные периоды времени, показывают, что они в целом отражают особенности струй над Европой и Азиатской территорией СССР, однако при крупных процессах они значительно отличаются от средних показателей. Поэтому при прогнозе струйных течений учитываются конкретные условия, влияющие на изменения интенсивности струйных течений и возможность их деформации.
—Источник—
Погосян, Х.П. Атмосфера Земли/ Х.П. Погосян [и д.р.]. – М.: Просвещение, 1970.- 318 с.
Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава
