big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Повторяемость тропосферных струйных течений в северном полушарии в различные сезоны

Ограниченность данных наблюдений над ветром на высотах тюка еще является серьезным препятствием изучения повторяемости струйных течений на земном шаре. Поэтому для выявления сезонных характеристик струйных течений приходится пользоваться данными наблюдений по отдельным месяцам и сезонам. Однако эти данные все же позволяют с достаточным приближением судить о сезонных особенностях распределения струйных течений.

Расширение сети радиопилотных наблюдений выше тропопаузы еще не удовлетворяет требований исследователей. Поэтому для установления повторяемости струйных течений над всем северным полушарием приходится обращаться к наиболее освещенной изобарической поверхности 300 Мб. Выбор этой поверхности определяется не только большим количеством данных о ветре, а главное, тем, что в средних и высоких широтах максимальные скорости струйных течений (ось струи) чаще всего располагаются вблизи этой поверхности, точнее в слое 8—10 км.

Построенные карты повторяемости струйных течений характеризуют режим максимальных ветров в январе и июле 1956 г. На этих картах лежит сильный отпечаток процессов, характерных для зимы и лета. По ним легко выявить особенности сезонного распределения максимальных скоростей ветра в системе планетарной высотной фронтальной зоны. Сезонное положение последней определяется соответствующим данному сезону притоком тепла и формированием поля температуры и фронтальных зон в тропосфере.

Структура высотного термического и барического полей сезона, а следовательно, и поля воздушных течений определяется главным образом сезонными условиями прогревания и охлаждения воздуха, протекающего над неоднородной подстилающей поверхностью земли (см. гл. 2). При составлении средних, месячных, карт компонентов теплового баланса, по соответствующим картам барической топографии и контрастов температуры (см. рис. 31) можно обнаружить, что зимой зоны наибольших горизонтальных градиентов температуры и давления,, как и скоростей ветра, располагаются вблизи линии нулевого радиационного баланса. Летом при положительном радиационном балансе над северным полушарием сезонное положение фронтальных зон и струйных течений больше определяется другими составляющими теплового баланса.

В результате сезонного различия в распределении притока тепла планетарная высотная фронтальная зона и ветровая ее характеристика (струйные течения) в северном полушарии зимой располагаются в широтной зоне, между 25 и 40° с. ш., а летом — на 10—15° севернее.

Кроме междуширотных смещений от зимы к лету, высотная фронтальная зона претерпевает и долготные смещения, которые также обусловлены сезонными различиями притока тепла над материками и океанами.

Термическое объяснение сезонной структуры термобарического поля тропосферы, как и сезонное положение планетарной высотной фронтальной зоны и струйных течений в верхней тропосфере, является физически понятным. Однако существуют и иные точки зрения. Образование гребней и ложбин в течение сезона иногда объясняют динамическим эффектом, обусловленным меридионально расположенными горными хребтами. При этом для доказательства обычно ссылаются на характер воздушных течений над Северной и Южной Америкой, вдоль западной окраины которых расположены Кордильеры и Анды. Однако при этом опускается из вида, что мощный гребень и глубокая ложбина зимой находятся и над севером Атлантики и Европой, где физико-географические условия резко отличны от американских. Очевидно, что резко различные природные условия не могут обусловить одно и то же явление. Между тем термическое объяснение формирования сезонных гребней и ложбин, данное в работе автора в 1947 г., применимо для аналогичных природных условий.

Повторяемость струйных течений на уровне поверхности 300 мб. Январь 1956 г.

Так как формирование струйных течений обусловлено контрастами температуры, то распределение повторяемости их должно находиться в тесной связи с положением высотных фронтальных зон, если методика определения повторяемости тех и других одинакова.

Месячные карты повторяемости струйных течений января и июля показывают, что распределение их повторяемости находится в зависимости от термического поля тропосферы.

Приведенные на рис. 78, 79 и 80 месячные карты повторяемости струйных течений на поверхности 300 мб строились следующим образом. На карте северного полушария на пересечении меридианов и параллелей были избраны точки с расстояниями, равными между параллелями 5°, а между меридианами до 70° с. ш. — 15°, а севернее — 30°. В избранных точках на карте АТ300 учитывались ветры, превышающие 100 км/час, за два срока наблюдений. Скорости ветра определялись как по радиопилотным наблюдениям, так и по градиенту давления.

Повторяемость струйных течений на уровне поверхности 300 мб. Июль 1956 г.

Кроме обычного учета повторяемости всех скоростей ветра, превышающих 100 км/час, учитывались также скорости в следующих градациях: 100—150, 151—200 и 201 км/час. В целях разгрузки карт эти данные приведены в приложениях 1—3. По общему числу наблюдавшихся скоростей ветра более 100 км/час в каждой точке определена повторяемость в процентах по отношению к 62 срокам наблюдений. Одновременно определялась и повторяемость направлений струйных течений, которая изображена на картах розой из восьми румбов.

В соответствии с определением струйных течений изолиниями на картах представлена повторяемость скоростей ветра более 100 км/час в процентах, которые вычислялись с учетом отсутствия данных наблюдений на картах.

Построенные карты отображают не только повторяемость максимальных скоростей ветра на уровне АТ300, но в большой

Повторяемость струйных течений на уровне поверхности 300 мб. Январь 1957 г.

степени и повторяемость струйных течений. Это следует из установленного положения, что зоны максимальных ветров на данном уровне во всех случаях совпадают со струйными течениями. Набольшие различия в средних и высоких широтах могут быть в величине скорости ветра, а именно в тех случаях, когда ось струи располагалась на уровне выше АТ300, максимальные значения ветра могли оказаться несколько меньше фактического ветра на оси струи. В низких широтах, где ось струи обычно располагается близко к уровню 200 мб, возможно, что слабовыраженные струи оказались неучтенными. Поэтому весьма возможно, что повторяемость субтропических струйных течений на приведенных картах получалась меньшая, чем была в действительности. Кроме того, малочисленность данных наблюдений в низких широтах, особенно над океанами, очевидно, также могла несколько исказить истинную картину. И все же представленные здесь карты близко отображают действительное распределение струйных течений в атмосфере.

Карты повторяемости вскрывают ряд интересных особенностей географического распределения струйных течений. Как зимой (рис. 78 и 80), так и летом (рис. 79) полоса наибольшей повторяемости струйных течений имеет ряд разрывов, что следует отнести не к характеру процессов данного конкретного месяца, а к сезонным условиям частого или редкого возникновения высотных фронтальных зон и струйных течений в различных частях северного полушария. Так, например, наибольшая повторяемость струйных течений в январе отмечена над Японскими островами; затем следуют юго-восточные районы Северной Америки и Британские острова. Такое распределение повторяемости струй над Японией и востоком США с прилегающей частью Атлантики в зимние месяцы носит постоянный характер и не зависит от аномалии процессов, если она является повсеместной даже над всем северным полушарием. Объясняется это сезонными условиями притока тепла и трансформацией масс воздуха над материками и океанами в общем западно-восточном переносе.

Указанные три главных района наибольшей повторяемости струйных течений лежат на стыке холодных материков Азии, Северной Америки и отчасти Гренландии, с одной стороны, и теплых океанов — с другой. Именно поэтому районы большой повторяемости струйных течений у берегов материков совпадают с очагами максимальной разности температур между воздухом и водой в январе. В этих же районах, как следует из карт фронтальных зон (см. рис. 31—34), горизонтальные контрасты температуры значительны. Образование этих зон обусловлено слиянием холодных и теплых воздушных потоков.

Здесь следует отметить, что на карте контрастов температуры зимой более резко выделяются районы вблизи восточных берегов Азии и Северной Америки и менее отчетливо район Исландия — Британские острова. Это объясняется резким преобладанием западно-восточного переноса в первых двух районах (см. повторяемость направлений струй по румбам на рис. 78) и большим диапазоном направлений высотных фронтальных вон и струйных течений в третьем районе. Естественно, что при осреднении в третьем районе контрасты температуры заметно сгладились. Иначе говоря, большая повторяемость струйных течений и не резко выраженные контрасты температур на северо-западе Атлантики — результат различия методов построения карт средней месячной температуры (OT5001000) и карт повторяемости струйных течений.

Аналогичные условия существуют над Средней Европой и СССР. Относительно большая повторяемость струйных течений здесь не соответствует малым контрастам температуры на средней январской карте ОТ5001000 Очевидно, что на средних месячных картах обычно находят отражение лишь преобладающие явления. В тех районах, где высотные фронтальные зоны и 1 струйные течения в силу данных географических условий отличаются многообразием направлений, находят плохое отражение на среднем месячном термобарическом поле тропосферы. В частности, над севером Европейской территории СССР и Фенноскандией средние контрасты температуры в январе очень малы, а повторяемость струйных течений достигает 30—40%.

Заметно большая повторяемость струйных течений наблюдается также над севером Африки, Месопотамией и северной Индией. В этой полосе типичны субтропические струйные течения с обычным для них разрывом тропопаузы.

Малая повторяемость струйных течений приходится на районы с более или менее однородной подстилающей поверхностью. Это океаны южнее 30—40° с. ш. и северные части материков с прилегающими районами Арктики. Нельзя не обратить внимание на резкое уменьшение повторяемости струй над океанами, особенно над Тихим океаном, вдоль 25—40° с. ш., что также обусловлено трансформацией воздуха над теплой поверхностью океанов.

На распределение повторяемости струйных течений горные хребты оказывают незначительное влияние. Широтно вытянутая высочайшая горная система Гималаи вместе с Тибетским плато шириной более 1,5 тыс. км, является в известной мере препятствием западным воздушным потокам в нижней трети тропосферы. Зимой воздушные течения делятся здесь на две ветви: северную и южную, которые затем смыкаются. На это явление обратили внимание Р. Ф. Усманов (1948 г.), М. А. Петросянц (1950 г.), Г. Н. Витвицкий (1954 г.). Китайскими и индийскими метеорологами довольно подробно исследованы условия ветвления и слияния струй вызванные гималайским горным массивом.

Однако выводы указанных авторов справедливы для слоя воздуха до уровня 4 — 6 км. Выше этого слоя на структуру воздушных течений горные массивы не оказывают заметного влияния. Данные наблюдений показывают, что географическое положение субтропического струйного течения здесь не отличается от положения той же струи в аналогичные сезоны в других районах Земли. Очевидно, не совсем будет правильно говорить о ветвлении и слиянии струйного течения, ибо на юге горного массива в соответствии с радиационными условиями зимой располагается субтропическая струя, а на севере независимо от нее очень часто формируется внетропическое струйное течение.

Сильные ветры на востоке Азии зимой образуются в результате сходимости северо-западных холодных воздушных течении с западными теплыми течениями, характерными для широт 20—40°.

При усилении меридионального преобразования полей температуры и давления, сопровождающегося углублением холодной высотной ложбины, направленной в сторону Японских островов, здесь образуется широкая фронтальная зона и слияние внетропической и субтропической струйных течений. В результате этого над востоком Азии струи, как правило, оказываются мощными по размерам и сильными по скоростям ветра. Усилению меридионального холодного вторжения и усилению струйных течений здесь содействуют часто возникающие и интенсивно развивающиеся циклоны.

Причины различия в повторяемости и интенсивности струйных течений к востоку от горных массивов заключаются в условиях общего охлаждения воздушных масс над севером Азии и формирования почти постоянной высотной ложбины, направленной с севера Якутии на Монголию — Японские острова. Именно в результате действия этого постоянного фактора — охлаждения масс воздуха — возникают почти постоянные северо-западные зимние холодные ветры.

Аналогичная сходимость теплых западных и холодных северо-западных воздушных течений происходит над восточными районами Северной Америки, где на 25—40° с. ш. также формируются зоны больших контрастов температуры и часто повторяющиеся струйные течения.

Такое же объяснение можно дать частому формированию струйных течений над северной Атлантикой, в районе Исландия — Британские острова. Здесь часто встречаются западные холодные воздушные течения со стороны Канады и Гренландии с юго-западными теплыми воздушными течениями с Атлантики.

Этим же объясняется и распределение скоростей ветра. Большие скорости струйных течений в северном полушарии наблюдаются зимой, чаще всего вблизи восточных берегов Азии (см. приложения 1 и 3). На поверхности 300 мб скорости ветра, превышающие 150 км/час, составляют более 70—76% (расчет сделан по двухсрочным ежедневным наблюдениям). Большая повторяемость приходится и на скорости ветра более 200 км/час. Нередки и экстремальные значения скоростей, достигающие 300—400 км/час, а в отдельных случаях превышающие 500— 600 км/час. Даже средний западный ветер в январе над крайним югом Японии, на уровне 300 мб, составляет 140—170 км/час.

В районах частой повторяемости сильных струйных течений над юго-востоком Северной Америки, Исландией и Британскими островами скорости ветра более 200 км/час не так часты, как над востоком Азии. Еще меньше они над остальными районами северного полушария. Но, как следует из приложения 1 и карты повторяемости струй, за исключением экваториальной зоны, струйные течения со скоростями 110—200 км/час на уровне 300 и 200 мб наблюдаются почти повсеместно.

В табл. 23 приводим полученные разными авторами значения средних скоростей на оси струйных течений в ряде районов северного полушария по средним вертикальным разрезам за различные периоды времени.

По данным Ендлиха, Солота и Сура, в отдельные дни максимальные скорости ветра над США составляют 490 км/час, Риль зафиксировал над США 440 км/час. Над Японией скорости ветра нередко достигают 300—400 км/час и более.

Широкая зона относительно большой повторяемости струй над Западной Европой, Европейской территорией СССР и Западной Сибирью объясняется непрерывными перемещениями высотных фронтальных зон в результате активных процессов преобразований полей, сопровождающихся возникновением и развитием циклонов и антициклонов. Формирование и усиление струйных течений над Средиземным морем и севером Африки происходит при меридиональных преобразованиях высотных деформационных полей, сопровождающихся вторжением к югу холодных масс воздуха и даже изоляцией высоких циклонов.

Следует обратить внимание на то, что над юго-западной и южной Европой отчетливо вырисовывается область малой повторяемости струйных течений зимой. Объясняется это тем, что данная область находится между зоной большой повторяемости почти постоянной субтропической струи на севере Африки и другой зоной большой повторяемости над Британскими островами — Скандинавией. Кстати, в ограниченной между ними области часты меридиональные преобразования июлей, сопровождающиеся адвекцией холода и развитием циклонов в районе Средиземного моря. Но так как эти процессы осуществляются спорадически, то и повторяемость струйных течений здесь небольшая. Между тем различия в притоке тепла в районе Гренландии и северной Атлантики, как и в районе резкого различия в нагревании воздуха севернее и южнее 35—40° с ш., являются здесь постоянными. Поэтому и струйные течения здесь имеют большую повторяемость.

Как показал анализ вертикальных разрезов атмосферы, если в средних и высоких широтах ось струйных течений обычно располагается вблизи изобарической поверхности 300 мб, то в низких широтах, как правило,— вблизи поверхности 200 мб. В частности, в результате меридиональных и широтных преобразований высотных деформационных полей и изоляции (блокирования) высоких циклонов в низких широтах и антициклонов в средних и высоких широтах струйные течения сливаются и разветвляется, усиливаясь на одних участках, ослабевая и распадаясь на других. Но независимо от времени года усиление субтропических струйных течений происходит при мощных меридиональных преобразованиях полей температуры и давления.

Южная ветвь струйного течения к югу от Гималаев располагается на севере Индии и Бирмы. Наибольшая повторяемость его сосредоточена между 25—32° с. ш. (см. рис. 78). Котесвараш, Раман и Партасарати указывают на наличие субтропической струи на высоте около 12 км и 27° с. ш. Эта ветвь струйного течения образуется лишь зимой. Уже в апреле она ослабевает, летом исчезает и вновь появляется лишь в октябре. Ряд вертикальных разрезов подтвердил субтропический характер этой ветви струйных течений. Ось струи обычно располагается вблизи поверхности 200 мб, а тропопауза между поверхностями 300 и 100 мб во всех случаях разорвана. Даже на поверхности 300 m6 максимальные скорости ветра часто превышают 150 км/час.

Рассматривая влияние Гималаев и Тибета на формирование струйных течений, необходимо еще отметить, что упомянутая горная система расположена между 30 и 40° с. ш. Если бы она вовсе не существовала, то независимо от нее на 25—35° с. ш., т. е. на севере Индии так же, как и в других районах субтропической зоны, формировалась бы субтропическая струя. Влияние горного массива, по-видимому, ограничивается лишь мало заметным усилением струи над северо-востоком Индии. Над самим же массивом, как следует из карт повторяемости, также в течение всего года наблюдаются струйные течения. Это и понятно. Ведь очень часто летом над Аравией и даже Тихим океаном до высоты 4—6 км контрасты температуры отсутствуют. Несмотря на это, струйные течения здесь обладают средней интенсивностью, что объясняется наличием контрастов температуры выше указанного слоя.

Здесь нечто аналогичное должно быть летом, поскольку в это время года располагается субтропическая струя, высота оси которой равна 11-13 км. Следовательно, при меридиональных преобразованиях в верхней тропосфере могут легко образовываться такие величины контрастов температур, которые обусловят образование субтропических струйных течений непосредственно над горным массивом.

Зимой также наблюдаются струйные течения. Очевидно, они являются главным образом внетропическими с малой высотой оси струи (8—10 км). Так как в силу географического положения к северу от Гималаев и Тибета воздух является холодным, а к югу теплым, то образующиеся над горными массивами контрасты температур достигают больших величин, а струйные течения — средней интенсивности. И здесь струйные течения усиливаются при меридиональном обмене холодных и теплых воздушных масс. Радиационный фактор вследствие охлаждения воздуха над массивами зимой и прогревания его летом в процессе формирования струйных течений играет второстепенную роль.

В сравнении с январем в июле заметно меняется положение максимальной повторяемости струйных течений (см. рис. 79). Наиболее существенные изменения происходят над южными районами Азии и Северной Америки. На севере Африки, как и над Индией, струйные течения почти полностью прекращаются. Значительно ослабевают ветры над югом Китая и Японскими островами. Зона наибольшей повторяемости струй переходит на север Китая и район Японского моря.

Вместе с уменьшением повторяемости струйных течений от зимы к лету над всем северным полушарием в соответствии с общим уменьшением контрастов температуры между экватором и полюсом происходит уменьшение максимальных скоростей ветра. Скорости ветра свыше 200 км/час встречаются более редко.

Таким образом, месячные карты повторяемости струйных течений в январе и июле 1956 г., как видно, в целом отражают сезонные особенности в распределении струйных течений. Очевидно, что карта повторяемости любого другого месяца будет отражать распределение струйных течений, характерное для этого сезона, хотя, несомненно, что в отдельных районах число случаев струй может подвергаться колебаниям в аналогичные месяцы и сезоны других лет. Но даже в крайних аномальных случаях, они достаточно хорошо должны отражать сезонность процессов формирования фронтальных зон и струйных течений, поскольку последние зависят от сезонных условий.

О правильности этого положения можно судить и по сравнению карт повторяемости струйных течений на уровне АТ300 в январе 1956 г. (см. рис. 78) и январе 1957 г. (см. рис. 80). Как видно из карт, основные области наибольшей повторяемости струй над северным полушарием — восток Азии и Северной Америки — в основных чертах совпадают. Не менее четкую аналогию можно провести и в отношении повторяемости субтропических струйных течений над северной Африкой, Аравией и северной Индией. Даже в средних и высоких широтах при заметном различии в повторяемости струй в течение этих двух месяцев в отдельных районах общая конфигурация изолиний повторяемости не претерпевает существенных изменений. А между тем аномалия процессов в течение этих двух январей была различная. Как следует из повторяемости направлений струй, в районе Британских островов в январе 1956 г. (см. рис. 78) преобладали северо-западные и западные воздушные потоки, а в январе 1957 г. (см. рис. 80) — западные и юго-западные. При преобладающем юго-западном переносе на севере Атлантики повторяемость струй, особенно восточнее Ньюфаундленда, заметно больше в 1957 г. Вследствие этого характерные области большей повторяемости струй от восточного побережья Северной Америки до Британских островов слились. Над центральным районом Европейской территории СССР в 1956 г. преобладали западные потоки, а в 1957 г.— северо-западные и северные. Вдоль 50° в. д. на 50—60° с. ш. в январе 1956 г. не были зарегистрированы северо-восточные и восточные направления струй, а в январе 1957 г. указанные направления повторялись часто.

В соответствии с различием процессов были различны и аномалии приземного давления и температуры. Так, в январе 1956 г. над северной Европой средняя аномалия приземного давления достигла — 6 мб, а над Дальним Востоком до —8 мб при отрицательной аномалии температуры. Наоборот, над северной Атлантикой и Западной Сибирью, как и Ледовитым океаном, наблюдалась положительная аномалия давления, превышающая 6—8 мб при положительной аномалии температуры в северных и отрицательной — в южных районах Западной Сибири (рис. 81 а).

В январе 1057 г. распределение аномалии давления и температуры было иное. Над Западной Европой наблюдалась положительная аномалия давления, а над севером Азии и Ледовитым океаном — отрицательная аномалия, достигающая 14 мб (рис. 81 б).

Таким образом, как видно из распределения значительных по величине и противоположных по знакам областей аномалий давления, различие в характере циркуляции атмосферы над Евразией в январе 1956 и 1957 гг. мало отразилось на общем распределении повторяемости струйных течений обоих месяцев. Оба они отлично выражают сезонные особенности распределения струй в зимний период.

В. И. Воробьев, изучавший струйные течения над Европой при различных формах атмосферной циркуляции, также получил, что в зимние месяцы над восточной частью северной Атлантики, Европой и Западной Сибирью постоянно наблюдается хорошо выраженное струйное течение, причем в большинстве случаев струя располагается в средних широтах. При этом наибольшая интенсивность их в зимние месяцы имеет место над восточной частью северной Атлантики, Британскими островами, Северным и Норвежским морями. К востоку уменьшается как интенсивность, так и повторяемость струйных течений. Это находится в согласии с картами повторяемости струйных течений (см. рис. 78—80).

Сравнение построенных автором карт повторяемости струйных течений над северным полушарием в октябре 1955 г. и октябре 1956 г. дало те же результаты.

Аномалии приземного давления

Нет противоречий и между картами автора и картами повторяемости максимальных ветров на уровне 300 мб поверхности над СССР и Западной Европой, построенной К. Ф. Угаровой за 1964—1956 гг.

Несмотря на это, можно допустить, что в отдельных выдающихся случаях аномалии циркуляции повторяемость струйных течений в течение двух одноименных месяцев в отдельных районах будет заметно отличаться, особенно в средних широтах. Однако, как показывают все приведенные данные, эти различия; очевидно, не могут быть настолько существенными, чтобы изменился облик сезонного распределения струйных течений над всем полушарием.

При сравнении карт повторяемости струйных течений, построенных автором, с аналогичными картами Немайеса и Клаппа было обнаружено существенное различие. На картах указанных авторов (рис. 82) над средними и высокими широтами в январе совершенно отсутствуют струйные течения, хотя повторяемость их, как мы видели, достаточно большая. Кроме тога, изображенная на карте января ось субтропической струи расположена

Среднее положение и скорости струйных течений на уровне максимального ветра в январе и июле

гораздо южнее, чем это бывает в действительности. Существенны расхождения и на картах июля.

Новые данные о ветре южнее 40° с. ш. указывают на правильность высказанных замечаний. Эти данные были обобщены и опубликованы Гилхристом. Средние значения ветра в тропиках и субтропиках, заимствованные из этой работы, нанесены на соответствующие карты января и июля (см. рис. 78 и 79). Здесь представлены ветры на двух уровнях: 300 мб (1) и 200 мб (2). Как следует из этих данных, во все сезоны года на

Средние ветры между поверхностями 300 и 100 мб. Январь

широтах южнее 40° с. ш. от уровня 300 мб до уровня 200 мб скорости ветра возрастают. Более наглядно распределение ветра на высотах представлено на рис. 83 и 84. Здесь приведены карты распределения среднего ветра на изобарических поверхностях 300 200, 150 и 100 мб между 40° с. ш. и 40° в. д. (скорость ветра дана в узлах). Они показывают сезонное различие в распределении направления и скорости ветра в низких широтах, а также возрастание и убывание скоростей ветра между поверхностями

Средние ветры между поверхностями 300 и 100 мб. Июль

300 и 100 мб. Зимой между широтами 0—20° с. ш. выше уровня 200 мб местами отчетливо вырисовываются слабые восточные ветры. Летом восточные ветры являются преобладающими на всех поверхностях между экватором и 25—30° с. ш. почти во всей зоне, за исключением запада Тихого океана.

Данные о скоростях ветра в низких широтах не противоречат распределению повторяемости струйных течений на различных меридианах.

Слабые струйные течения, обнаруженные в экваториальной зоне, на уровне 200 мб на картах повторяемости не были учтены в связи с отсутствием систематических данных о ветре. Сильные восточные струйные течения, возникающие летом вблизи уровня 200 Мб между 15 и 25° с. ш., также не были учтены.

На картах повторяемости, естественно, отсутствуют струйные течения, наблюдающиеся в нижней стратосфере.

На рис. 85 и 86 представлены средние вертикальные разрезы атмосферы, построенные по данным наблюдений за зиму и лето 1956 г. между экватором и полюсом. На зимнем разрезе (рис. 85) несколько севернее Бахрейна отчетливо выражена субтропическая струя с максимальной средней скоростью на оси свыше 220 км/час. Внетропическая струя на этом разрезе между Москвой и Ленинградом плохо выражена. Но все же она отобразилась в области максимальной повторяемости струйных течений (см. рис. 78 и 80).

Положение и интенсивность летней субтропической струи резко отличается от зимней. Расположено струйное течение над Кавказом, а средняя скорость не превышает 140— 150 км/час. Слабо выражена и внетропическая струя между Ленинградом и Мурманском. На летнем разрезе хорошо выражена и экваториальная восточная струя над Аденом с максимальной скоростью свыше 100 км/час.

Скорости ветра и температура вдоль рассмотренных средних разрезов между экватором и полюсом на различных изобарических поверхностях зимой и летом представлены на рис. 87 а и б. Зимой 1956/57 г. на уровне поверхности 500 мб отчетливо вырисовывается субтропическое и едва заметно внетропическое струйное течение, причем западное направление ветра начинается почти от экватора. Кривая температуры указывает, что горизонтальный градиент температуры направлен от тропических широт к высоким. На уровне 300 мб субтропическая струя выражена еще рельефнее. Максимальная скорость ветра превышает 200 км/час. Лучше выражено и внетропическое струйное течение. Наконец, на уровне 200 мб еще ярче выражена субтропическая струя, а внетропическая еле заметна. Максимальная разность температур между низкими и высокими широтами на нижнем уровне составляет более 30°, на среднем уровне до 30°, а на уровне 200 мб лишь около 10°, так как эта поверхность лежит близко к уровню изотермии в атмосфере.

К лету положение существенно изменяется. На уровне 500 мб между 10 и 20° с. ш. хорошо выражена восточная экваториальная струя, но нет следа субтропического струйного течения. Внетропическая струя слабо выражена между 60 и 70° с. ш. Градиент температуры направлен от тропиков к экватору

Средний вертикальный разрез атмосферы между экватором и полюсом. Зима 1956/57 г.

Средний вертикальный разрез атмосферы между экватором и полюсом. Лето 1957 г.

Распределение средних скоростей ветра и температуры вдоль меридиана на различных изобарических поверхностях

Распределение скоростей ветра и температуры вдоль меридиана на различных изобарических поверхностях. Вечер 26 января 1956 г.

Распределение скоростей ветра и температуры вдоль меридиана на различных изобарических поверхностях. Ночь 29 августа 1957 г.

Средняя зональная циркуляция атмосферы зимой и летом

и к высоким широтам. Максимальная разность температур составляет менее 20°. На уровне 300 мб видны все три струи: восточная экваториальная, субтропическая около 40° с. ш. и внетропическая между 60 и 70° с. ш. Здесь максимальная разность температур не превышает 15°, против 30° зимой. На более верхнем уровне скорости ветра в системе восточной экваториальной струи превышают 80 км/час, субтропической 140 км/час, а внетропическая струя еле заметна.

Такое распределение скоростей ветра между экватором и полюсом вызвано характером поля температуры. Уже на уровне 300 мб в высоких широтах температура достигала 40—42°, а в тропиках 26—30°. На уровне 200 мб градиент температуры направлен от полюса к экватору. Небольшое исключение составляет зона между 40 и 50° с. ш., где направление градиента совпадает с таковым на нижележащих уровнях.

Аналогичным образом построены кривые распределения скоростей ветра и температуры между экватором и полюсом в том же направлении за вечер 26 января 1956 г. (рис. 88) и ночь 29 августа 1957 г. (рис. 89). B первом случае взяты четыре поверхности 500, 300, 200 и 100 мб, во втором удалось воспользоваться данными наблюдений и на уровне 50 мб поверхности.

Как видно из рисунков, индивидуальные струи даже летом хорошо выражены на первых трех поверхностях. На уровне 200 мб, как правило, лучше выражены субтропические струйные течения. На уровне 100 мб зимой от внетропических струй остается лишь след.

Интересно отметить, что экваториальные восточные ветры 29 августа 1957 г. (рис. 89) наблюдаются на всех поверхностях, в том числе и на уровне 50 мб, соответствующем высоте около 20 км. При этом восточные ветры характерны не только для узко экваториальной зоны, но и более широкой зоны между экватором и 30° с. ш., т. е. в зоне, где раньше предполагались так называемые антипассаты.

С учетом особенностей распределения ветра на высотах Минцем была построена схема общей циркуляции (рис, 90). Эта схема дает представление о характере распределения среднего ветра на различных уровнях в северном и южном полушариях зимой и летом. Изотахи здесь даны в м/сек. Легко видеть, что на уровне 200 мб (12 км) северной зимой сильные западные ветры расположены на 30° с. ш., а летом на 40—45° с. ш. В южном полушарии также наблюдаются западные ветры. Наибольшие скорости их здесь располагаются на уровне 12 км, но зимой и летом они находятся на 30— 40° ю. ш.

Кроме того, зимой и летом в экваториальной зоне преобладают восточные ветры не только в тропосфере, но и в нижних слоях стратосферы. В схеме показано отсутствие антипассатов.

 

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

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.