big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Пассаты

Пассаты — это исходящие из тропических областей высокого давления в основном восточные ветры, почти постоянно направленные в приземном слое в сторону экватора. В северном полушарии они северо-восточные, а в южном — юго-восточные. Раньше предполагалось, что циркуляция воздуха в зоне пассатов довольно простая. В зоне затишья, образуемой сходящимися потоками пассатов северного и южного полушарий, происходит подъем воздуха, вследствие которого на высотах возникают потоки, направленные к северу и югу от экватора (антипассаты); опускание их происходит в тропической зоне, где образуются области высокого давления. Возникновение этих областей высокого давления объяснялось накоплением воздуха в связи со сходимостью воздушных течений на высотах к северу и югу от экваториальной зоны, определяющейся действием отклоняющей силы вращения Земли.

Упомянутые области высокого давления в тропиках (субтропические антициклоны) хорошо выражены на климатологических месячных и сезонных картах атмосферного давления. Географическое положение пассатных ветров вместе с зоной затишья в течение года претерпевает лишь некоторые сезонные смещения (см. рис. 32 и 33). Исходя из пассатной теории, области высокого давления над тропиками должны быть непрерывными, окаймляющими земной шар между широтами 20—30° в северном и южном полушариях. В действительности, как это видно из средних карт приземного давления, в субтропической зоне нет непрерывной полосы высокого давления; она расчленена здесь на несколько антициклонов, которые, располагаясь над океанами и сушей, меняют положение своих центров в зависимости от времени года.

Новые данные аэрологических наблюдений вызвали необходимость пересмотра некоторых установившихся теоретических положений об общей циркуляции атмосферы, в частности и о циркуляции воздуха в низких широтах. Согласно данным аэрологических наблюдений, в экваториальной зоне северного полушария северо-восточные ветры, наблюдающиеся в приземном слое воздуха, на высотах не переходят на юго-западные антипассаты, как это следует из теоретических положений о пассатной циркуляции, а остаются восточного направления во всей тропосфере и с высотой даже усиливаются. Антипассаты в классическом понимании не обнаружены.

На основе синоптического опыта установлено также, что субтропического пояса высокого давления в классическом смысле не существует и что осредненная картина приземного поля давления и ветра дает неточное представление о действительных процессах в этих широтах. В свете новых представлений о циркуляции атмосферы в низких широтах можно сделать вывод, что не пассатная циркуляция является причиной образования областей высокого давления в субтропиках, а пассаты являются следствием непрерывно возникающих в субтропиках антициклонов. Отсюда также следует, что меридиональную циркуляцию между экватором и тропиками в виде замкнутого вертикального кольца нельзя рассматривать как основную форму циркуляции.

Синоптическое изучение процессов возникновения и регенерации антициклонов позволило установить, что субтропические антициклоны непрерывно регенерируют. Это связано с перемещением с материков средних широт на океаны антициклонов, возникающих под высотными фронтальными зонами тропосферы. Вследствие частого перемещения возникающих на материках антициклонов в субтропики и тропики здесь создаются области высокого давления и барические градиенты, направленные в экваториальную зону пониженного давления, и возникают пассаты.

В экваториальной зоне наряду с преобладающими восточными ветрами наблюдаются переменные западные ветры с различными меридиональными составляющими. Они связаны с перемещающимися здесь ложбинами и гребнями, нарушающими устойчивость восточных ветров часто на всех уровнях тропосферы.

Наблюдения показывают, что в экваториальной зоне суточная изменчивость температуры и ветра с высотой возрастает. Наибольшая суточная изменчивость их характерна для верхней тропосферы (15—17 км). Выше и ниже этого слоя величина изменчивости уменьшается. В экваториальной зоне меридиональные составляющие ветра наблюдаются во все сезоны года. Ими осуществляется перенос воздуха через экватор. По расчетам Н. А. Белинского, в среднем за много лет из полушария в полушарие перебрасывается около 3,9∙1011 т воздуха. Однако несмотря на внушительность приведенной величины, она составляет лишь около одной десятой доли процента всей массы атмосферы. Играет ли перетекание воздуха через экватор какую-либо существенную роль в изменениях погоды над полушариями, пока не известно.

В соответствии с сезонными и непериодическими процессами в низких широтах внутритропическая зона конвергенции непрерывно возникает и разрушается, иногда образуется две и более зон. Существует предположение, что они вызваны термическими причинами, т. е. они возникают и разрушаются в результате очень небольших изменений температуры поверхностных вод и воздуха вследствие испарения, уменьшения инсоляции при облачности.

Различие траекторий движения тропических циклонов указывает на то, что высотное барическое поле, как и поле течений между экватором и тропиками, не отличается постоянством, а подвергается заметным изменениям. В низких широтах возникают не только тропические циклоны. Экваториальная полоса не является сплошной полосой низкого давления, как полагали раньше. Там также наблюдаются обособленные области пониженного давления (депрессии) и области высокого давления, которые перемещаются преимущественно в западном направлении. Конечно, эти депрессии и области высокого давления несравнимы по интенсивности с циклонами и антициклонами внетропических широт, но с их возникновением и разрушением связаны резкие изменения погоды, грозы и шквалы.

Если во внетропических широтах возникновение и развитие гребней и ложбин, циклонов и антициклонов, как и соответствующие изменения погоды, обусловлены контрастами температуры между воздушными массами тропосферы, то в экваториальной зоне контрасты температур в тропосфере по существу отсутствуют. Изменения погоды здесь обязаны главным образом сходимости и расходимости приземного ветра, и состояния атмосферы — устойчивости или неустойчивости воздуха. Очевидно, в изменениях приземного барического поля и погоды определенную роль играют возникающий в верхней тропосфере междуширотный перенос воздуха, сопровождающийся появлением гребней и ложбин, адвекция тепла и холода и изменение вертикального градиента температуры.

Таким образом, не только в средних и высоких, но и в низких широтах междуширотный обмен воздуха осуществляется главным образом путем горизонтального переноса, а не посредством вертикальных «колес», как представлялось прежде. Это в известной мере можно объяснить разностью скоростей между горизонтальными (меридиональными) составляющими ветра и вертикальными движениями воздуха. Средние горизонтальные скорости воздушных течений составляют около 30 км/ч, а средние упорядоченные вертикальные скорости определяются в см/сек, т. е. горизонтальные скорости превышают вертикальные в несколько сот раз.

Результаты расчета горизонтальной и вертикальной составляющих меридионального обмена показали, что даже в зоне пассатов на вертикальную циркуляцию, в классическом понимании, приходится лишь 14% меридионального обмена. Остальные 86% меридионального обмена воздуха осуществляются горизонтальным переносом.

Фронты в тропиках принципиально отличны от фронтов внетропических широт. Если фронты в средних и высоких широтах являются разделами между массами воздуха, обладающими различными свойствами, и в первую очередь контрастами температуры, то в экваториальной зоне фронт является лишь зоной приземной конвергенции воздушных течений относительно сухих и относительно влажных масс воздуха, почти при отсутствии температурных контрастов. Поэтому введенный ранее термин «тропический фронт» заменен на «внутритропическую зону конвергенции».

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.