big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Сезонная структура термобарического поля тропосферы и повторяемость циклонов (антициклонов) в северном полушарии в январе и июле

Среднее приземное барическое поле в различные сезоны формируется под влиянием двух факторов: динамического и муссонного.

Благодаря действию муссонного фактора на материках и океанах устанавливается некоторый фон давления, присущий данному сезону, на котором развиваются синоптические процессы. Например, зимой циклоны и антициклоны над материками формируются на более высоком, а над океанами на более низком фоне давления. Летом, наоборот, развитие циклонов и антициклонов над материками происходит на более низком фоне давления, а над океанами на более высоком.

Однако интенсивность циклонической деятельности не зависит от муссонного фактора. Наблюдающаяся более интенсивная циклоническая деятельность зимой по сравнению с летом определяется действием динамического фактора, которым обусловлены непериодические изменения давления и цикло- и антициклоническая деятельность.

Попытаемся объяснить проявление динамического фактора, исходя из среднего термобарического поля, т. е. из совместного рассмотрения карт абсолютной и относительной топографии изобарических поверхностей. Будем исходить из того положения, что цикло- и антициклоническая деятельность, характерная в среднем для данного сезона, зависит от тех же причин, от которых зависит развитие каждого отдельного циклона или антициклона. Механизм возникновения и развития движущихся барических образований во внетропических широтах можно представить следующим образом.

В соответствии с неравномерным распределением адвекции температуры в одних районах горизонтальные градиенты температуры возрастают, в других убывают. В тех областях термобарического поля, где в результате адвекции холода и тепла происходит увеличение контрастов температуры (фронтогенез), возникают или усиливаются высотные фронтальные зоны. Возрастают горизонтальные градиенты давления, усиливаются ветры. Вследствие неравномерного изменения высотного барического поля во фронтальных зонах происходит изменение величин градиентов давления; вдоль потока усиливается сходимость и расходимость изогипс и изменяется их кривизна. В зонах сходимости и расходимости, т. е. во входе и дельте высотной фронтальной зоны, усиливается отклонение фактического ветра от геострофического и происходит рост или падение давления, сопровождающиеся вертикальными движениями воздуха.

При интенсивности и длительности нестационарности процесса возникают и развиваются соответственно антициклоны и циклоны.

Процесс цикло- и антициклогенеза осуществляется в тех районах земного шара, где существуют условия для интенсивной адвекции холода и тепла. В тех районах, где природные условия препятствуют этому, процессы возникновения и развития барических образований происходят лишь в случаях таких преобразований термобарического поля, структура которых обеспечивает интенсивную адвекцию холода и тепла. Этим объясняется неравномерное распределение повторяемости циклонов и антициклонов над северными полушариями.

Контрасты температуры в развитии процессов играют важную роль, поскольку они указывают на запасы потенциальной энергии. Однако для реализации имеющихся запасов энергии необходимы условия агеострофичности ветра, что обеспечивается с помощью адвекции. Справедливость этих положений можно установить при сравнении развития процессов во в нетропических и субтропических зонах земного шара. В значительной части субтропической зоны не только контрасты температуры, но и скорости ветра на высотах превосходят таковые во внетропических широтах. Однако развитие циклонов и антициклонов, особенно интенсивных, в этой зоне не соответствует имеющимся контрастам температуры. На взгляд автора, это объясняется тем, что в субтропических зонах в связи с радиационными условиями адвекция холодных и теплых масс воздуха в тропосфере происходит неинтенсивно, так как по мере перемещения к низким широтам происходит интенсивное прогревание холодного воздуха. При отсутствии интенсивной адвекции не обеспечивается быстрая и существенная перестройка высотного барического поля, а тем самым и агеострофичность воздушных течений.

Иные условия имеются во внетропических широтах. Последние находятся между теплыми массами воздуха на юге и холодными на севере. Вследствие междуширотного обмена воздуха сюда быстро вторгаются как холодные, так и теплые массы воздуха. Интенсивность адвекции здесь значительна. Ею обеспечивается быстрая перестройка термобарического поля, динамические изменения давления, влекущие возникновение и развитие барических образований.

В районах, где часто возникают те или иные барические образования структура среднего сезонного термобарического поля тропосферы отличается такими особенностями, которые характерны при возникновении индивидуальных циклонов или антициклонов.

Поэтому по структуре термобарического поля тропосферы и величине контрастов температуры можно определить район преобладания циклонической или антициклонической деятельности и качественно оценить ее интенсивность.

Для определения районов преобладания циклонической и антициклонической деятельности необходимо сопоставить распределение контрастов температур со структурой термобарического поля тропосферы. При наличии критических контрастов температуры область дельты фронтальной зоны на средней карте является местом частного циклогенеза, а область входа — местом антициклогенеза. Величина контраста определяется как разность средней температуры нижнего пятикилометрового слоя вдоль ее градиента на расстоянии 1000 км. Установлено, что если на расстоянии 1000 км контрасты средней температуры слоя достигают или превышают 8—12°, или 16—24 дин. дкм, то возникающие здесь циклоны и антициклоны развиваются.

Контрасты температуры определяются по картам относительной топографии 500 над 1000 мб. Увеличение контрастов в области дельты или входа планетарной фронтальной зоны на средней карте уже указывает, что условие индивидуального цикло- или антициклогенеза осуществляется здесь значительно легче и чаще, чем в какой-либо другой части высотного барического поля. Это происходит потому, что общие условия здесь содействуют созданию индивидуальной дельты или входа. Общие условия заключаются в распределении материков и океанов и в различии их термических свойств. Это, как было указано во второй главе, обусловливает создание термического поля тропосферы, а следовательно, в основном и высотного барического поля сезона.

Абсолютная топография, представляющая собой поле сумм больших величин относительной топографии и малых величин высот поверхности 1000 мб, естественно, весьма близко отображает поле относительной топографии, а слабый рельеф поверхности 1000 мб вводит лишь сравнительно небольшие возмущения, чем и обеспечивается постоянно действующая адвекция температуры.

Если на карты среднего приземного давления наложить неадвективные изменения температуры, то окажется, что в передней части климатологического исландского или алеутского циклонов обычно наблюдается адвекция тепла, а в тыловой — адвекция холода.

Это соотношение между адвективным изменением температуры и притоком тепла особенно резко будет выступать зимой при движении масс воздуха с континента на океан в системе циклона. Этому положению как раз соответствуют исландский и алеутский циклоны на средних картах приземного давления, поскольку они, помимо муссонной обусловленности, являются результатом большой повторяемости циклонов в этих районах.

Действительно, зимой на средних приземных картах давления центр исландского циклона находится юго-западнее Исландии. Таким образом, в тылу его на океане имеет место адвекция холода и положительный приток тепла, в передней же части циклона, в основном на континенте Европы, — адвекция тепла и отдача тепла. Однако, как видно из рис. 28, отдача тепла начинается уже на океане, особенно в северо-восточной части Атлантики. Объясняется это тем, что при адвекции тепла поглощение его подстилающей поверхностью происходит не только над охлажденным материком, но и над водной поверхностью, которая является достаточно холодной по отношению к притекающим массам воздуха. Следовательно, массы воздуха, движущиеся с юго-запада над северо-восточной Атлантикой, при средних условиях не получают тепла от водной поверхности, а, наоборот, отдают его. То же самое имеет место и в системе алеутского циклона, где область отрицательного притока тепла захватывает северо-восточную часть Тихого океана.

В процессах меридионального и широтного преобразований высотных деформационных полей, как и в развитии возникающих барических образований, адвекция в тропосфере играет решающую роль. Благодаря главным образом адвекции происходит увеличение контрастов температур и активизация фронтальных зон, влекущая возникновение и развитие циклонов и антициклонов, как и преобразование деформационных полей.

О значении адвекции холода в возникновении и развитии циклонов позволяют судить и средние карты абсолютной и относительной топографии, на которых достаточно четко вырисовываются области преобладающей в сезоне адвекции холода и тепла. В частности, в северо-западной части районов наибольшей повторяемости циклонов, т. е. на севере Атлантики и Тихого океана, зимой происходит адвекция холода, направленная с материков на океаны. Вопрос о значении адвекции холода в возникновении и развитии циклонов нашел развитие в работах Л. Т- Матвеева, Е. П. Борисенкова и др.

Отношение между адвекцией и притоком тепла, показанное здесь для средних условий, имеет важное значение для развития циклонов.

Зимой обычно наибольшее развитие циклонов происходит у восточных берегов континентов (восточные побережья Северной Америки и Азии), где в холодное время года почти непрерывно происходит интенсивная адвекция холода, являющаяся энергетической основой развития циклонов. Такой же процесс, лишь несколько севернее, имеет место и летом. Заполнение циклонов зимой обычно происходит по мере движения их на восток, над западными районами континентов, так как при этих условиях холодный воздух в тылу циклонов нагревается над океаном, а теплый воздух в передней части циклонов, наоборот, охлаждается над континентом, что приводит к уменьшению контраста температуры в системе циклонов.

Для определения условий, вызывающих существующую повторяемость циклонов и антициклонов, рассмотрим структурные особенности термобарического поля тропосферы. При этом ограничимся северным полушарием, где имеются сведения о повторяемости барических образований.

Область сходимости изогипс AT и ОТ в евролейско-азиатской высотной фронтальной зоне начинается вдоль линии Новая Земля — Скандинавия — Британские острова, а область расходимости изотерм (изогипс) заканчивается примерно вдоль меридиана 150° з. д. Область сходимости изотерм (изогипс) в американской фронтальной зоне начинается в тех же районах, где оканчивается расходимость изотерм (изогипс) первой фронтальной зоны, а последняя совпадает с началом области сходимости первой фронтальной зоны. Структура американской фронтальной зоны является достаточно элементарной, тогда как европейско-азиатская зона в части входа более сложна, что находится в связи со сравнительно большими размерами Евразийского материка.

Так как об энергетических запасах во фронтальных зонах можно судить по величинам горизонтального градиента температуры, используем карты контрастов температуры. На зимней карте (см. рис. 31) видно, что максимальные контрасты температуры содержатся в средних частях высотных фронтальных зон у восточных берегов материков. Максимумы контрастов температуры здесь превышают критические значения, это указывает на возможность частого в этих районах развития процессов цикло- и антициклогенеза.

При этом половина зоны максимальных контрастов температуры совмещается с областью сходимости, а другая половина — с областью расходимости фронтальной зоны. В силу простоты фронтальной зоны над Америкой и Атлантикой, обусловленной сравнительно небольшими размерами материка, область наибольших контрастов температур здесь является более концентрированной. Над Азией область наибольших контрастов сосредоточена лишь на востоке Азии, тогда как в районе Европы имеются две области относительно увеличенных контрастов температуры. Одна из них находится над Норвежским и Баренцевым морями, другая — над Средиземным морем и к востоку от нее.

Распределение контрастов температуры в связи со структурой термобарического поля в сочетании с распределением адвекции холода позволяют указать районы различной частоты возникновения циклонов и антициклонов. Очевидно, что наибольшая частота возникновения циклонов зимой должна наблюдаться у восточных берегов материков, где наибольшие контрасты температуры сочетаются с адвекцией холода и расходимостью изогипс. Соответственно этому положению объясняется существование двух главных зон циклогенеза: атлантическая — вблизи берегов Северной Америки и тихоокеанская — вблизи Японских островов.

Рассматривая распределение контрастов температур в области расходимости изогипс над севером Атлантики и Тихого океана, можно заключить, что частота возникновения циклонов должна убывать медленнее всего в северо-восточном направлении. Следовательно, циклогенез постепенно убывающей частоты должен иметь место вдоль направления Ньюфаундленд—Исландия — Баренцево море.

Аналогично тихоокеанская зона циклогенеза дает убывающую частоту его в направлении от Японских островов к Берингову морю. В остальных районах циклогенез происходит сравнительно редко.

Зимой под дельтами фронтальные зон имеет место частое возникновение и развитие циклонов, что прекрасно иллюстрирует, карта повторяемости циклонов. Такие карты построены за январь и июль для северного полушария. Для определения повторяемости циклонов карта северного полушария м. 1 : 30 000 000 была разбита на квадраты (по 2 см2), в которые по ежедневным картам погоды заносились положения центра движущихся циклонов. При этом брались все движущиеся циклоны, которые претерпевали эволюцию от стадии появления возмущения до заполнения. Изолиниями на рис. 52 представлено общее число циклонов, зарегистрированных в каждом квадрате за 9 лет (1930—1938 гг.). Поэтому малоподвижные летние термические депрессии на юге Азии, над северной Африкой и югом Северной Америки, а также зимние депрессии над Средиземным морем, обязанные своим происхождением преимущественно температурным условиям подстилающей поверхности, не были учтены.

Рассматривая карту повторяемости циклонов (рис. 52),легко убедиться, что зимой наибольшая повторяемость имеет место над океанами и именно там, где находятся наибольшие контрасты температур.

Таким образом, циклоны, возникая преимущественно у восточных берегов Северной Америки и Азии, в зоне интенсивной адвекции холода, перемещаются главным образом в направлении Исландии и Алеутских островов, после чего, следуя дальше на восток или северо-восток, они, как правило, заполняются. При наибольшей повторяемости их в районе Исландии и юго-восточнее Камчатки они обычно имеют здесь и наибольшую глубину.

Обращаясь к некоторым деталям рис. 52 заметим, что в районе Средиземного моря зимой, чаще чем летом, возникают и (развиваются циклоны. Средняя карта барической топографии января позволяет видеть, что восточнее теплого гребня, направленного на Скандинавию, находится довольно глубокая ложбина холода. Правда, здесь нет области расходимости изогипс, как на океанах, и контрасты температур не превышают критическую величину. Однако наличие на средней карте высотного гребня и ложбины восточнее его указывает на то, что процессы, приводящие к усилению этого гребня, а соответственно и усилению меридионального переноса холодных масс воздуха с севера в район Средиземного моря, обычно сопровождаются тропосферным фронтогенезом, обострением фронтальной зоны и возникновением циклонов. Процесс циклогенеза наблюдается здесь не так часто, как на восточном побережье Азии и Америки, однако этот процесс наблюдается здесь значительно больше, чем внутри континента. Это объясняется тем, что в восточной Европе, а также в Сибири и Казахстане в зимние месяцы вследствие происходящего охлаждения воздуха только при очень интенсивном меридиональном обмене создаются условия для циклогенеза. Средняя же структура термобарического поля тропосферы (сходимость течений) в этих районах соответствует условиям частого возникновения антициклонов, причем эти антициклоны, как и циклоны, возникают на повышенном фоне давления, определяющимся термическими условиями материка. Частота возникновения

Повторяемость движущихся циклонов. Январь

циклонов над районами Средиземного моря в какой-то мере обязана и орографическим особенностям Западной Европы. Кроме того, следует отметить, что повторяемость циклонов над Северной Америкой значительно больше, чем над Восточной Азией.

Карта повторяемости циклонов, помимо своего прямого значения, дает также указание на среднее направление перемещения циклонов. Она показывает, что перемещение циклонов над Атлантикой в основном происходит из района Ньюфаундленда к району Исландии и далее на Баренцево море. Возрастающая повторяемость циклонов от берегов Северной Америки к району Исландии указывает на то, что на этом участке преобладает возникновение циклонов, в то время как на участке Исландия — Баренцево море, где наблюдается уменьшение повторяемости, имеет место обратное явление.

Сопоставляя перемещение циклонов, как оно дается картой повторяемости циклонов над Атлантикой, с изогипсами карты барической топографии января, можно видеть, что направление этого перемещения ложится вдоль изатине. Кроме того, направление перемещения циклонов совпадает и с зоной наибольших контрастов температур.

Аналогичное положение имеет место над севером Тихого океана. Зона основного перемещения циклонов также совпадает с изогипсами средней барической топографии и с зоной наибольших контрастов температур. Максимум повторяемости циклонов, лежащий приблизительно в районе 170° в. д. и 45° с. ш., указывает, что отсюда до берегов Азии преобладает возникновение циклонов, IB то время как к востоку от этого района имеет место обратное явление.

Зимой повторяемость циклонов над материками значительно меньше, чем над океанами. Это объясняется тем, что над материками в среднем преобладает конвергенция изогипс. Несмотря на это, при определенной синоптической ситуации над материками возникают и развиваются циклоны. В Европе наиболее характерная траектория циклонов находится на севере. Кроме того, нередки движения циклонов и на юге Европы и Средней Азии. В Северной Америке пути циклонов проходят вдоль южной границы Канады и как бы соединяют оба океанических района наибольшей повторяемости циклонов.

Антициклоническая деятельность также обусловлена структурой термобарического поля. Поскольку наибольшие контрасты температур распространяются не только на области дельты, но также и на области входа фронтальных зон над материками, области входа, совмещающиеся с наибольшими контрастами температур, и являются областями возникновения и развития антициклонов. Карты повторяемости антициклонов (рис. 53, 55) в северном полушарии для января и июля построены по данным за 10 лет (1930—1939 гг.) на основе тех же положений, которые были приняты при построении карт повторяемости циклонов. Как видно, зимой наибольшая повторяемость движущихся антициклонов отмечается на материках Азии и Северной Америки. Характерно, что наибольшая повторяемость антициклонов наблюдается не только над этими материками под областями входов главных фронтальных зон, но и над прилегающими частями океанов, где по средней карте абсолютной и относительной топографии находится дельта с большими контрастами температуры. Следует заметить, что антициклоны обычно не возникают над океанами, а оформляются в тылу циклонов при переходе с материков на океаны. Показательно, что наименьшая повторяемость антициклонов, как правило, имеет место в тех районах, где наблюдается наибольшая повторяемость циклонов над Евразийским материком, кроме Восточной Сибири и востока Китая, значительная повторяемость антициклонов наблюдается также над Западной Сибирью, Восточной Европой и

Повторяемость движущихся антициклонов. Январь

Балканами. Здесь представляют интерес некоторые детали. Так, например, большая повторяемость антициклонов отчетливо выражена вокруг Средиземного моря — над Балканами и Северной Африкой; в то же время над самим морем повторяемость антициклонов минимальная, что можно объяснить прежде всего температурными условиями подстилающей поверхности. Распределение повторяемости антициклонов лишний раз подтверждает, что скопление траекторий антициклонов имеет место над Северной Америкой и Восточной Азией, а также над Восточной Европой вдоль основного переноса в тропосфере зимой.

Высотное барическое поле летом характеризуется значительным уменьшением горизонтальных градиентов температуры по сравнению с зимой. Помимо этого, существенное различие имеется в скорости ветра в областях расходящихся и сходящихся изогипс. Над океанами имеет место расходящаяся структура лишь севернее 40° с. ш., а у западных берегов материков наблюдается даже усиление сходимости. Объясняется это тем, что летом материки являются не охлаждающими, а нагревающими поверхностями, вследствие чего в низких широтах, а именно  на юге Америки и над Северной Африкой возникают теплые гребни, которые и вызывают указанное усиление сходимости. Океаны же, являясь аккумуляторами тепла, имеют малую годовую амплитуду колебания температуры на поверхности, вследствие чего температура воздуха над ними летом повышается сравнительно мало. Действительно, если сравнить величины прироста относительного геопотенциала от зимы к лету на 40° с. ш., то окажется, что над Атлантикой в точке 50° з. д. величина прироста равна 12дкм; на той же широте над Балканами эта величина равна 40 дкм. На Тихом океане, на той же широте (40°) и долготе 180°, прирост составляет 20 дкм, тогда как над Северной Америкой на 110° з. д. он составляет 40 дкм. Приведенные величины прироста объясняют появление этих гребней летом. Отсюда следует, что температурные условия летом приводят к значительному ослаблению обширных областей расходящихся изогипс над океанами.

Карта контрастов температур для июля с полной очевидностью показывает значительное уменьшение этих контрастов летом (см. рис. 33). На всей карте нет района, где бы средние контрасты температур достигали величины 8 гп. дкм и более на расстоянии 1000 км. Однако это не означает, что летом фронтальные зоны тропосферы не обостряются и не возникают циклоны и антициклоны. Цикло- и антициклоническая деятельность имеет место и летом, поскольку при усилении в отдельных районах междуширотного обмена масс воздуха возникают и обостряются фронтальные зоны, и величины контрастов температуры достигают 20—30 дкм и более. Однако частота и интенсивность цикло- и антициклогенеза, как правило, летом значительно меньше и происходит преимущественно севернее 40° с. ш.

Карта повторяемости циклонов в июле (рис. 54), построенная на тех же принципах и за тот же период, как и для января, показывает резкое уменьшение повторяемости циклонов над океанами в сравнении с январем. Кроме того, заметное возрастание повторяемости циклонов имеет место над континентами, особенно над северо-восточными районами Азии. В связи с малыми горизонтальными градиентами температуры интенсивность циклонов летом безусловно мала по сравнению с зимой. Кроме того, отсутствие летом резко выраженных областей сходимости и расходимости изогипс AT и ОТ, обусловленное сезонным характером притока тепла, мало способствует относительной территориальной локализации цикло- и антициклонической деятельности в сравнении с зимой.

Зона наибольшей повторяемости атлантических циклонов в основных чертах совпадает с районами наибольших контрастов температур, проходя по северу Канады через Лабрадор в район Исландии.

Повторяемость движущихся циклонов. Июль

В связи с некоторым ослаблением меридиональной циркуляции летом в средних и высоких широтах основной путь атлантических циклонов направлен более широтно, чем зимой, так что циклоны, как показывает карта повторяемости, идут не на Баренцево море, а направляются на Скандинавию.

В отличие от зимы, над Сибирью наблюдается некоторое увеличение повторяемости циклонов. Эти циклоны спорадически возникают в области увеличенных контрастов температур и в районе верховьев pp. Оби и Енисея, перемещаются на востоко-северо-восток, достигая наибольшего развития над Восточной Сибирью и Дальним Востоком. Увеличенные контрасты температур над юго-западной Европой и районом Калифорнии, при характерной для лета в этих районах сходимости изогипс, являются областями спорадического летнего антициклогенеза.

Вхождение антициклонов с севера на континенты Евразии и Северной Америки летом происходит несколько восточнее, нежели зимой. Это находится в полном соответствии со структурой среднего высотного барического поля зимой и летом.

Для Европы это подтверждается данными А. Ф. Дюбюка, который определил повторяемость антициклонических вхождений через различные участки северного побережья Европы и Западной Сибири и получил, что антициклонические вхождения в зимние месяцы распределяются приблизительно равномерно от Северного моря до устья р. Оби. Летом же главный район антициклонических вхождений располагается восточнее. При этом максимум вхождений приходится на направление от Баренцева моря на Урал.

Карта повторяемости антициклонов в июле (рис. 55) .показывает, что наиболее часто движущиеся антициклоны оформляются над океанами, центральной частью Средиземного моря (в противоположность зиме), центральными и восточными районами Северной Америки, а также Восточной Европой, Уралом и Западной Сибирью.

Следует заметить, что наибольшая повторяемость стационарных антициклонов в июле наблюдается над центральной частью Атлантики и восточной частью Тихого океана между 25 и 40° с. ш. В остальных частях северного полушария повторяемость стационарных антициклонов незначительна. В январе стационарные антициклоны чаще наблюдаются над Северной Америкой и Восточной Сибирью.

Таким образом, основные черты планетарного распределения давления в средней тропосфере сохраняются весь год, а различие между зимой и летом проистекает лишь от изменения знака притока тепла над материками и океанами. Это выражается в уменьшении горизонтального градиента температуры и давления и в изменении общей конфигурации полей температуры и давления в связи с переходом основных ложбин холода с континентов на океаны и обратно. В результате поле сходящихся изогипс, наблюдающееся зимой на материках, к лету уничтожается и частично переходит даже в поле расходящихся изогипс, что является одной из главных причин радикальной перестройки приземного барического поля тропосферы.

Изменение структуры высотного барического поля зависит от разности годовых амплитуд средней температуры нижележащего слоя между материками и океанами. На рис. 56 приведен годовой ход относительного геопотенциала между поверхностями 500 над 1000 мб в северном полушарии по двум точкам на материках и двум точкам на океанах, выбранным по широте 50° с. ш. Из рис. 66 видно, что, помимо естественного различия амплитуд на материках и океанах, амплитуды на Тихом и Атлантическом океанах также различаются между собой, причем

Повторяемость движущихся антициклонов. Июль

резко выделяется более высокая температура над Атлантикой зимой.

Общий ход перестройки высотного поля давления здесь показан с помощью графика (рис. 57), на котором представлены величины месячного прироста относительного геопотенциала в динамических декаметрах, осредненного по континентам и океанам, в зоне между 20 и 60° с. ш. Из рис. 57 видно, что годовая амплитуда этого прироста на материках больше, чем на океанах. Смена отрицательного прироста на положительный на материках происходит в феврале и августе, а на океанах — в марте и сентябре. Величина наибольшего прироста на материках имеет место в мае, а отрицательного — в октябре, тогда как на океанах наблюдается запоздание в сроках экстремального прироста. Здесь положительный экстремум наблюдается в июне, а отрицательный — в ноябре. Суммарный прирост с февраля по май на материках составляет 24 дин. дкм, за этот период на океанах он составляет всего лишь 9 дин. дкм. Из этих величин видно, что на материках повышение изобарических поверхностей

Годовой ход относительного геопотенциала над материками и океанами

Величина междумесячных изменений относительного геопотенциала над материками и океанами в средних широтах северного полушария

происходит сильнее, чем на океанах. В этом и состоит основная причина перехода от зимней структуры высотного поля к летней, чем и определяется соответствующая перестройка приземного барического поля. Заметим попутно, что с февраля л о май включительно на материках прирост относительного геопотенциала составляет 64% от всего весенне-летнего положительного прироста, тогда как за это же время прирост над океанами составляет лишь 50%. Аналогичный ход имеет отрицательный прирост в осенне-зимнюю половину года.

Приведенные данные указывают на то, что в мае происходит наиболее значительная перестройка высотного поля, так что к исходу этого месяца структура поля полностью приобретает летний характер. Перестройка же от летнего к зимнему характеру доля происходит с опозданием к исходу октября.

Таким образом, январь, февраль, март, апрель, ноябрь и декабрь относятся по структуре поля к зимнему типу, тогда как из остальных месяцев май и октябрь, дающие наибольшую перестройку, должны быть отнесены к переходным. Остальные четыре месяца являются летними. Прекрасное подтверждение этого вывода видно на высотных картах абсолютной и относительной топографии. Характерной особенностью структуры высотного поля зимой является наличие ложбины над Евразией и относительно большие градиенты давления и температуры в южных районах материков. Летом, наоборот, над Европой вместо ложбины наблюдается даже небольшой гребень, а в низких широтах континентов — поле с небольшими градиентами давления. Просмотр карт барической топографии от месяца к месяцу показывает, что характерные признаки зимней структуры высотного поля выполняются в течение первых четырех месяцев года, а также в ноябре и декабре. Летние же признаки, несомненно, наблюдаются в течение периода июнь — сентябрь. Май и октябрь являются переходными месяцами.

Активная циклоническая деятельность присуща внетропическим широтам. В экваториальной зоне, где контрасты температуры по существу отсутствуют, циклоны и антициклоны развиваются весьма слабо. Исключение составляют тропические циклоны, являющиеся здесь небольшими по размерам (по горизонтальному сечению), но отличающиеся большими горизонтальными и вертикальными составляющими ветра.

Не касаясь здесь различных характеристик .тропических циклонов, укажем, что траектории их хорошо совладают с направлением изогипс абсолютной топографии соответствующего сезона. Тропические циклоны, возникая во внутритропической зоне конвергенции ветров, движутся вдоль воздушных потоков. Если сравнить карту траекторий тропических циклонов (рис. 58) с картами абсолютной топографии, то можно обнаружить, что структура изогипс в низких широтах в соответствующие сезоны совпадает с направлением движения этих циклонов. Несомненно, что возникающие на океанах в зоне штилей вихри перемещаются в направлении общего переноса.

Связь структуры изогипс абсолютной топографии с траекториями тропических циклонов хорошо обнаруживается летом и осенью на Тихом океане у юго-восточных и южных берегов Азии, на Атлантике — у юго-восточных берегов Северной Америки. Такая же связь обнаруживается в южном полушарии у берегов Австралии и в районе Мадагаскара южным летом и южной осенью.

Надо полагать, что полученные связи не являются случайными. Вполне естественно, что тропические циклоны, возникающие в зоне экваториальных штилей, движутся вдоль тропосферных воздушных потоков с востока на запад со скоростями этих лот оков. Достигая берегов материков, они обычно затухают. Но в

Траектории тропических циклонов и относительная повторяемость их по месяцам

тех случаях, когда, например, в северном полушарии происходит меридиональное преобразование поля течений, тропические циклоны увлекаются л оттоками на север, где происходит «регенерация» их. В южном полушарии, где междуширотный обмен совершается в сравнительно малых масштабах, тропические циклоны обычно ограничиваются низкими широтами, а в северном полушарии тихоокеанские тайфуны нередко появляются над Кореей: и Японией. Приведем данные о среднем числе тайфунов над северной частью Тихого океана, западнее 170° в. д., за 40 лет (с 1901 по 1940 г.):

Из общего количества в среднем за год 1—2 тайфуна вторгаются на территорию Кореи и 3—4 — на Японские острова.

По данным зарубежных авторов, повторяемость циклонов и антициклонов в северном и южном полушариях приблизительно одинакова. Но в южном полушарии географическое распределение их по широтным зонам более равномерно, чем в северном, что согласуется с утверждением о меньшей интенсивности междуширотного обмена в южном полушарии. Однако и в южном полушарии имеются районы относительно частого циклогенеза (восточный берег Южной Америки, южные берега Австралии и Африки, центральная часть Тихого океана).

Возникающие в южном полушарии циклоны в основном перемещаются в западно-восточном направлении с составляющей к высоким широтам, а антициклоны со стороны Антарктиды — с составляющей к низким широтам.

 

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

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.