Почему в умеренных широтах чаще всего образуются. Изменения погоды
Атмосферные явления на протяжении столетий были объектом исследования из-за своей значимости и влияния на все сферы жизни. Циклон и антициклон не являются исключениями. Понятие об этих погодных феноменах дает еще в школе география. Циклоны и антициклоны после такого краткого изучения для многих остаются загадкой. и фронты являются ключевыми понятиями, которые помогут отобразить суть этих погодных явлений.
Воздушные массы
Часто бывает так, что на протяжении многих тысяч километров в горизонтальном направлении воздух имеет очень похожие свойства. Эта масса и называется воздушной.
Воздушные массы делят на холодные, теплые и местные:
Холодной масса называется, если ее температура ниже, чем температура поверхности, над которой она находится;
Теплая - это такая воздушная масса, температура которой выше, чем температура той поверхности, что находится под ней;
Местная воздушная масса по температуре ничем не отличается от находящейся под ней поверхности.
Воздушные массы формируются над различными участками Земли, что приводит к особенностям в их свойствах. Если масса образовывается над Арктикой, то, соответственно, она будет называться арктической. Конечно же, такой воздух очень холодный, он может принести густые туманы или легкую дымку. Полярный воздух своим месторождением считает умеренные широты. Его свойства могут меняться в зависимости от того, какое время года наступило. Зимой полярные массы мало чем отличаются от арктических, а вот летом такой воздух может принести очень плохую видимость.
Тропические массы, пришедшие из тропиков и субтропиков, имеют высокую температуру и повышенную запыленность. Они являются виновниками дымки, которой охвачены предметы, если смотреть на них на расстоянии. Тропические массы, сформированные на континентальной части тропического пояса, приводят к пылевым вихрям, бурям и смерчам. Экваториальный воздух очень похож на тропический, но все эти свойства более выражены.
Фронты
Если две воздушные массы, обладающие различной температурой, встречаются, образуется новое погодное явление - фронт, или поверхность раздела.
По характеру движения фронты делят на стационарные и подвижные.
Каждый существующий фронт разделяет между собой воздушные массы. Например, главный полярный фронт является воображаемым посредником между полярным и тропическим воздухом, главный арктический - между арктическим и полярным, и так далее.
Если теплая воздушная масса наползает на холодную, возникает теплый фронт. Для путешественников вход в такой фронт может предвещать либо проливной дождь, либо снег, который значительно снизит видимость. Когда же холодный воздух вклинивается под теплый, наблюдается образование холодного фронта. Корабли, попадающие в область холодного фронта, страдают от шквалов, ливней и гроз.
Бывает так, что воздушные массы не сталкиваются, а догоняют одна другую. В таких случаях образуется фронт окклюзии. Если роль догоняющей выполняет холодная масса, то называют такое явление фронтом холодной окклюзии, если же наоборот, то фронтом теплой окклюзии. Эти фронты несут ливневую погоду с сильными порывами ветра.
Циклоны
Чтобы понять, что такое антициклон, нужно понимать, Это область в атмосфере с минимальным показателем в центре. Его порождают два имеющие разную температуру. Очень благоприятные условия для их образования создаются в фронтах. В циклоне воздух движется от его краев, где давление более высокое, к центру с В центре воздух будто бы выбрасывается вверх, что дает возможность образованию восходящих потоков.
По тому, как движется воздух в циклоне, легко можно определить, в каком именно полушарии он образовался. Если его направление совпадает с движением часовой стрелки, то это определенно Южное полушарие, если же против - это
Циклоны провоцируют такие погодные явления, как скопление облачных масс, сильные осадки, ветер и перепады температуры.
Тропический циклон
От циклонов, образованных в умеренных широтах, отделяют циклоны, которые своим происхождением обязаны тропикам. Они имеют множество названий. Это и ураганы (Вест-Индия), и тайфуны (восток Азии), и просто циклоны (Индийский океан), и арканы (юг Индийского океана). Размеры таких вихрей колеблются от 100 до 300 миль, а диаметр центра - от 20 до 30 миль.
Ветер тут разгоняется до 100 км/час, и это характерно для всей области вихря, что кардинально отличает их от циклонов, образованных в умеренных широтах.
Верным признаком приближения такого циклона является рябь на воде. Причем она идет в противоположную сторону дующему ветру или ветру, который дул незадолго до этого.
Антициклон
Область повышенного давления в атмосфере с максимумом в центре - это и есть антициклон. Давление на его краях более низкое, что позволяет воздуху устремляться от центра к периферии. Воздух, находящийся в центре, постоянно спускается и расходится к краям антициклона. Так образуются нисходящие потоки.
Антициклон является противоположностью циклону еще и потому, что в Северном полушарии он следует за часовой стрелкой, в Южном идет против нее.
Перечитав всю вышеизложенную информацию, с уверенностью можно сказать, что такое антициклон.
Интересным свойством антициклонов умеренных широт является то, что они как бы преследуют циклоны. В таком случае малоподвижное состояние вполне характеризует антициклон. Погода, образуемая этим вихрем, малооблачная и сухая. Ветра практически не наблюдается.
Второе название этого явления - Сибирский максимум. Продолжительность его жизни - около 5 месяцев, а именно конец осени (ноябрь) - начало весны (март). Это не один антициклон, а несколько, которые очень редко уступают место циклонам. Высота ветров достигает 3 км.
Из-за географической среды (горы Азии) холодный воздух не может разойтись, что приводит к еще большему его охлаждению, температура около поверхности опускается до 60 градусов ниже нуля.
Говоря о том, что такое антициклон, можно с уверенностью сказать, что это атмосферный вихрь огромных размеров, приносящий ясную погоду без осадков.
Циклоны и антициклоны. Сходства и отличия
Для того чтобы разобраться лучше, что такое антициклон и циклон, нужно сравнить их. Определения и главные аспекты этих явлений мы выяснили. Остается открытым вопрос о том, чем отличаются циклоны и антициклоны. Таблица покажет эту разницу более четко.
№ | Характеристика | Циклон | Антициклон |
1. | Размеры | 300-5000 км в диаметре | Может достигать 4000 км в диаметре |
2. | Скорость перемещения | От 30 до 60 км/ч | От 20 до 40 км/ч (кроме малоподвижных) |
3. | Места возникновения | Везде, кроме экватора | Над ледовым покровом и в тропиках |
4. | Причины возникновения | Из-за естественного вращения Земли (сила Колиолиса), при дефиците массы воздуха. | Из-за возникновения циклона, при избытке массы воздуха. |
5. | Давление | В центре пониженное, на краях высокое. | В центре повышенное, на краях низкое. |
6. | Направление вращения | В Южном полушарии - по часовой стрелке, в Северном - против нее. | В Южном - против часовой стрелки, в Северном - по часовой стрелке. |
7. | Погода | Пасмурная, сильный ветер, множество осадков. | Ясная или малооблачная, ветра и осадков нет. |
Таким образом, мы видим, чем отличаются циклоны и антициклоны. Таблица показывает, что это не просто противоположности, природа их возникновения совершенно разная.
В умеренных широтах, как правило, основным изменениям погоды предшествует ряд понижений давления с вклинивающимися между ними областями высокого давления. Понижение давления имеет для яхтсменов большое значение: при резком падении давления ветер обычно усиливается до штормового и даже при небольшом перепаде давлений меняет свое направление.
Области высокого давления, или антициклоны, - это области, где холодный плотный воздух опускается и становится теплее. Обычно они гораздо стабильнее, чем области низкого давления (см. с. 265), и летом несут с собой долгие периоды теплой сухой погоды. В таких областях образуются небольшие облака, обычно достаточно высоко, но облака могут быть и низкими, особенно над морем. Ветры, дующие в областях высокого давления, довольно слабы. На ход метеоэлементов высокого давления может влиять рельеф берега, если ветер дует на холмистый берег, или морские бризы, сила и направление которых меняются в течение суток (см. с. 273).
Низкое давление (циклоны)
На предыдущем рисунке было показано, как вначале возникает область низкого давления, а затем из небольшого клина в полярном фронте развивается настоящий циклон. Ясно, что погода, которую видит и ощущает наблюдатель, зависит от его положения относительно центра низкого давления. Чем ближе к центру, тем более суровой, вероятнее всего, будет погода.
Рассмотрим типичный циклон, проходящий несколько к северу от наблюдателя. Первые признаки - падение давления (которое зафиксирует барометр яхты) и появление тонкого высокого перистого облака. Чем больше скорость перистого облака и его плотность, тем ниже давление и тем более вероятно, что подует штормовой ветер. Подобные тонкие высокие облака предупреждают яхтсмена о надвигающемся шторме за 12-24 ч в зависимости от того, насколько быстро перемещается циклон.
Перистое облако постепенно становится толще и превращается в перисто-слоистое, которое закрывает небо на большой высоте. У Солнца или Луны появляется гало (светлые круги), давление падает и направление ветра меняется против часовой стрелки: так, западный ветер переменится на юго-западный или юго-юго-западный. При сильном падении давления перисто-слоистые облака становятся толще и быстро переходят в высокослоистые, но при умеренном изменении давления облака выглядят скорее, как на фотографии 3 (см.с.263).
Постепенно облако становится толще и образуются слоисто-дождевые облака.
Видимость ухудшается, основание облака опускается ниже и начинается сильный дождь. Давление продолжает падать, и ветер может отойти дальше к югу или даже перейти в юго-восточную четверть. По мере прохождения теплого фронта дождь превращается в изморось или прекращается совсем. Давление обычно стабилизируется, и ветер опять меняет свое направление ближе к западу. Яхтсмен, находящийся достаточно далеко от центра циклона, может увидеть, как облако распадается.
Холодные фронты
С приближением холодного фронта (который следует за теплыми воздушными массами) давление может начать снова падать (так как область пониженного давления -„впадина" - часто предшествует фронту) и ветер опять повернет немного к югу. Однако видимых признаков приближающегося холодного фронта будет очень мало, так как яхта все еще будет находиться в секторе теплого воздуха.
Когда холодный фронт действительно придет, он может распространяться очень быстро.
Дополнительная энергия холодного фронта изменяет направление ветра, так как холодный воздух устремляется вниз под теплый, заставляя его быстро подниматься. Это вызывает сильные ливни и сопровождается порывами ветра и шквалами. Конвекция теплого воздуха служит причиной формирования больших кучевых облаков - ливневых облаков (см. рисунок 4 на с. 262). Характерная особенность облаков холодного фронта заключается в том, что они идут в направлении, обратном по отношению к облакам теплого фронта, но распознать их достаточно сложно, так как сам фронт обычно проходит в два раза быстрее.
По мере прохождения холодного фронта направление ветра обычно меняется по часовой стрелке, часто в сторону северо-запада, и давление начинает подниматься. Облака рассеиваются, видимость быстро улучшается. Прохождение холодного фронта ближе к ночи дает картину, аналогичную показанной на рисунке 5 (см. с. 263), что подтверждает старую пословицу „Если солнце красно к вечеру - моряку бояться нечего". Высокое облако, исчезающее с наступлением ночи, почти всегда предвещает прекрасную погоду, в то время как высокие облака, появляющиеся на заре с востока, из-за чего небо становится „красно поутру", являются обычно предшественниками теплого фронта и связанного с ним понижения давления - „Если красно поутру - моряку не по нутру".
В зависимости от местонахождения яхты относительно области низкого давления возможны различные варианты изменения погоды и силы ветра. Если циклон очень активен, ветер смещается и перепад давления увеличивается. Скорость распространения области низкого давления может достигать 30 м/с. Облака будут опережать теплый фронт на 960 км, а выпадение дождей -на 160 км.
Мощный циклон может вызвать в море шторм с сильными ветрами и большими волнами. Признаки, предвещающие такую ситуацию, - это быстрое падение давления (по барометру) и приближение тонкого высокого облака. Кроме того, штормовые предупреждения передают по радио, и большинство яхт, находящихся в прибрежных водах, могут укрыться в гавани до начала шторма. Более подробно о различных видах шторма рассказано на с. 274, а о прогнозировании погоды - на с. 277. Если прогноз капитана окажется неправильным и яхту захватит шторм, вы будете вынуждены штормовать в открытом море.
Схема (см. вверху) преобладающих направлений ветров и основных океанских течений |
Слева приведена более детальная схема направлений ветров и течений в Северной Атлантике |
Стрелки указывают направления ветров - голубые для января, оранжевые для июля. Преобладающие направления ветров обозначены более толстыми стрелками. Темно-красные стрелки - направления основных течений |
Ветры - это движение потоков воздуха под действием разности температур и давлений. Холодные тяжелые воздушные массы опускаются к поверхности земли, образуют области высокого давления, а поднимающиеся теплые легкие воздушные массы -области низкого давления. Воздушные потоки, перемещающиеся из области высокого давления в область низкого, называют ветром.
В низких широтах (между экватором и 30° с. ш. и ю. ш.) Земля получает значительно больше солнечного тепла, чем в высоких широтах (60-90° с. ш. и ю. ш.). Перепады температур усложняют движение воздушных масс, появляются области высокого и низкого давлений, которые вызывают характерные ветры по всему земному шару. Приблизительно на широтах 30° к северу и югу от экватора и над полюсами постоянно образуются огромные антициклоны, а на 60° с. ш. и ю. ш. и на экваторе - области низкого давления. Поэтому от 30° с. ш. и ю. ш. воздушные массы перемещаются к экватору, создавая пассаты. Ветры, дующие в направлении областей низкого давления, т. е. 60° с. ш. и ю. ш., называют умеренными западными. Воздушные массы, движущиеся из областей высокого давления над полюсами, - холодные и известны как полярные восточные.
Вращение Земли также влияет на направления ветров. Ветры меридиональных направлений в Северном полушарии отклоняются вправо, в Южном - влево, т. е. северные ветры дуют от северо-западной четверти, а южные - от юго-восточной четверти. В местах встречи ветров образуются подвижные границы раздела, называемые фронтами (см. с. 268).
При встрече северо-восточного и юго-восточного пассатов возникает так называемый межтропический фронт. Поскольку плавание на яхтах наиболее широко распространено в умеренных широтах, яхтсмены должны овладеть знаниями метеорологии этих широт.
Тропическая метеорология (относящаяся к межтропическому фронту) имеет свою специфику. Метеорология умеренных широт здесь не применима. Хотя формирование циклонов в районе экватора происходит аналогично, направление ветров не всегда соответствует правилам вращения, рассмотренным ранее. Решающее значение принадлежит местным ветрам - причинам частых гроз.
На рисунках показаны преобладающие направления ветров над океанами в январе и июле. В Атлантическом и Тихом океанах хорошо известны определенные районы, где зарождаются антициклоны, ярко выраженные в северных водах и менее определенные - в южных. В Атлантике эти ветры вызывают такие течения, как Гольфстрим, Канарское и Северное Пассатное. Подобную картину можно наблюдать и в северной части Тихого океана, где аналогичные ветры создают течения Куросио и Северо-Тихоокеанское. Эти течения под влиянием обтекаемых ими участков суши и вращения Земли изменяют свое направление по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой в Южном.
На рисунках приведена схема основных направлений ветров. Однако ее необходимо уточнять в зависимости от местных систем давлений, рельефа побережья и бризов, меняющих свое направление в течение суток.
Погодные системы
Выше упоминалось, что циклоны влияют на погоду. Теперь попробуем выяснить, как области высокого и низкого давлений изменяют преобладающие направления ветров. Нанесенные на карту линии равного давления (изобары) образуют концентрические фигуры вокруг центров областей высокого и низкого давлений. Воздушные массы стремятся перемещаться прямо от областей высокого к областям низкого давления. Однако из-за вращения Земли воздушные потоки движутся по касательной к изобарам. В Северном полушарии ветры отклоняются против часовой стрелки относительно области низкого давления и по часовой стрелке относительно области высокого давления. В Южном полушарии движение происходит в обратном порядке.
Существует простое правило определения положения областей высокого и низкого давлений. Если встать спиной к ветру в Северном полушарии, область низкого давления будет слева, а область высокого справа, и наоборот - в Южном полушарии.
Однако это правило справедливо на высоте 7 км над поверхностью земли для ветра, который называют градиентным. Вблизи поверхности направление и скорость ветра, интересующего яхтсмена, искажаются. Здесь направление ветра отклоняется внутрь - к центру циклона, а при антициклоне - наружу - от его центра. Угол отклонения зависит от рельефа поверхности. Над морем он равен приблизительно 15°, а над землей - 30°. Кроме того, возможны порывы ветра со скоростью и- направлением, которые характерны для высоты 7 км.
Местные ветры
Яхтсмен должен знать не только преобладающие направления ветров, но и, что особенно важно для тех, кто ходит на швертботах, - направления местных ветров. Местные ветры также возникают в результате разницы температур. Воздушные массы нагреваются непосредственно от поверхности, над которой они движутся, а не от солнца, как нередко считают яхтсмены. В зависимости от скорости и времени нагрева различных поверхностей температуры воздушных масс над ними также будут различными, а это, в свою очередь, определяет направление ветра.
Самые распространенные местные ветры - это морские бризы. Утреннее солнце нагревает землю, а земля отдает тепло воздуху. Над морем воздушные массы холоднее, так как вода, поглощая солнечные лучи, нагревается не так быстро, как суша. Когда теплые воздушные массы поднимаются над сушей, на их место устремляются потоки более холодного воздуха с моря. Этот ветер называют морским бризом. В жаркий летний день морской бриз может дуть на много миль вглубь территории (до середины дня). Ранним утром можно стать свидетелем штиля, а позже начинает дуть бриз - ветер в сторону берега.
Ночью происходит обратное. С какой скоростью суша нагревается в течение дня, с такой же она отдает тепло ночью. Обычно температура поверхности Земли опускается ниже, чем температура моря, и это приводит к легкому ночному (береговому) бризу - ветру с суши, вызванному тем, что воздушные массы над сушей, охлаждаясь, опускаются и перемещаются в сторону моря. Если на побережье есть холмы или горы, холодный воздух устремляется вниз под действием гравитации, вызывая сильный ветер, дующий вниз по склону, который называют нисходящим. Иногда скорость этого ветра такова, что его энергии хватает на несколько миль от берега. Чаще всего нисходящий ветер задувает ночью одновременно с легким береговым бризом.
На внутренних водных путях - озерах или реках - действуют те же принципы возникновения и движения ветров. Воздух над сушей нагревается, поднимается вверх, давая возможность более холодному воздуху над водой двигаться от реки. При плавании на швертботе можно добиться неплохих результатов, учитывая направления этих легких ветров.
Начинающий яхтсмен сразу заметит, что препятствия на берегу влияют на скорость ветра. Очевидно, ошвартованное большое судно создает мертвую зону с подветренной стороны. Причалы, эллинги для хранения лодок и склады также ограничивают движение воздуха. Деревья вдоль линии берега могут уменьшить скорость ветра почти наполовину. Следовательно, надо идти или близко к деревьям, где ветер дует сквозь них, или как можно дальше от деревьев, чтобы они не влияли на скорость ветра.
Необходимо всегда помнить, что скорость ветра на суше и на море различна. Она существенно уменьшается при контакте с поверхностью земли, и в яхт-клубе или на якорной стоянке сильный ветер часто может показаться легким бризом. Однако при помощи шкалы Бофорта можно правильно определить скорость ветра даже на суше. И, конечно, приблизительно оценить реальную силу ветра в море поможет накопленный опыт.
Массы теплого воздуха поднимаются над землей и на их место устремляется более холодный воздух с моря. Этот ветер в сторону берега известен как дневной (морской) бриз |
Холодный воздух с гор опускается вдоль склона и вытесняет теплый воздух, поднимающийся над морем. Его называют ночным (береговым) бризом (в некоторых районах - бора) |
На реке или озере поднимающийся над берегом теплый воздух вытесняется холодным воздухом с поверхности воды. Эти местные ветры могут использовать те, кто плавает на швертботах |
Западные ветры умеренных широт — это ветры, возникающие за счёт разного давления в атмосфере. Преимущественно они формируются на границе между сушей и океанами, морями. Из названия можно определить области, где могут они дуть — в южных широт и северных.
Где могут образоваться
Западные ветры умеренных широт — это движения воздушных масс, имеющие полосу действия в пределах от 35 градусов северной до 65 градусов южной широты. Эти границы находятся между субтропическим хребтом и заканчиваются полярным фронтом. Ветры образуют массированные циклоны и завихрения, накрывающие целые континенты.
Западные ветры умеренных широт — это источники внетропических циклонов, которые глушат встречающиеся с ними тропические ветра. Но последние снова усиливаются за счет вихревой формы западных ветров и становятся ещё более разрушительными. В зависимости от сезонов меняется и сила ветров.
В зимний период скорость циклонов значительно возрастает. Западные ветры умеренных широт — это господствующие двигающиеся воздушные массы Южного полушария. Это происходит за счет огромного пространства, покрытого водной толщей. Проходя через территорию суши, ветры теряют свою силу.
Климат планеты
Западные ветры умеренных широт Южного полушария влияют на климат всей Земли. От силы движения воздушных масс зависит, сколько будет смещено тепла или влажности за счет разности давлений над сушей и морем, океаном. Летний период менее ветреный благодаря снижению разности давлений над полюсами.
Западные ветры умеренных широт Южного полушария влияют на климат не только окружающего воздуха. От силы ветров зависит направление океанических течений, густота растительности и населенность животного мира на суше и в воде. Меняются направления теплых и
Западные ветры умеренных широт никогда не стихают. В зоне их действия повышенная активность циклонов, но в экваториальной части планеты они все же не господствуют. Здесь берут вверх субтропические циклоны.
Времена года
Западные ветры умеренных широт Южного полушария дуют весь год в северной полосе от 60 градусов южной широты. Зафиксирована их средняя скорость ветра, находящаяся в пределах от 7 до 13 м/с. Часто эти ветры внезапно усиливаются и становятся причиной разрушительных ураганов. Именно в зимний период в субтропиках небезопасно. Наблюдается огромное количество тайфунов, цунами.
Западные ветры умеренных широт приносят влагу на побережья и вместе с тем забирают значительную часть тепла с суши. Когда воздух движется от берега в океан с большой силой, начинают формироваться циклические завихрения на многие километры. На снимках из космоса можно наблюдать белые облака, закрученные по спирали над Тихим океаном, морями, Атлантикой. Существуют иные названия западных ветров согласно широте расположения: воющие пятидесятые ветры и ревущие сороковые.
Как происходит формирование циклонов
Преобладают воздушные порывы в стратосфере, также перепады давления образуются в тропосфере. Причем области с высоким давлением всегда принадлежат Там давление воздушных масс намного выше и оно практически не спадает.
Вследствие образования неравномерностей воздуха начинают формироваться западные ветры умеренных широт. Причины возникновения связаны с теплом, получаемым от солнца. Сами же циклоны, которые видны из космоса как закрученные облака, появляются за счет физических явлений от вращения планеты.
Установлена закономерность, западные ветры стараются сместиться к восточному полушарию, что способствует формированию воздушного потока, идущего с запада на восток. Неравномерные полосы циклонов смещаются в зависимости от времени года.
Наименования потоков воздушных масс
Каждое движение воздушной массы получило свое название:
- Ветры, движущиеся с севера на восток, называется пассатами.
- Движение масс в более высоких слоях с юга на запад именуют антипассатами или западными ветрами.
Западные ветры называют еще "вестрелиз" или "пояс западных ветров", часто можно услышать иное наименование - "бравые весты". Чем выше слои воздушных масс, тем более сильные порывы возникают, и тем они более постоянные. Область действия ветров пропорционально расширяется с подъемом.
Исследования ветров пригодились мореплавателям. Следуя законам движения ветров, при помощи парусника получается преодолеть огромные расстояния Тихого океана. Название «пассат» произошло от голландского языка и в переводе на русский означает «постоянный». В Средние века моряки приноровились ловить постоянные ветры и существовали целые морские пути. Одно из таких путешествий на парусе приобрело популярность: из Европы прямиком в Новый Свет.
Попадая на сушу, приносят дожди, шквалы воды выпадают за небольшой промежуток времени. Всем известны внезапные проливные тропические дожди. Они и есть проявления пассатов.
Южные и Северные пассаты разделяются друг от друга полосой внутритропической зоны. Встречное взаимодействие циклонов исключено за счет вращения планеты. Вместе с тем и обеспечивается постоянство пассатов. Ведь они не прекращаются весь год, сменяется только сила ветра.
Природные закономерности
Пассаты способны усиливаться благодаря вертикальному движению воздушных масс. Перепады температуры на поверхности способствуют быстрому опусканию тяжелого воздуха из верхних слоев атмосферы. За счет него и происходит смешивание горизонтальных порывов с подходящими порывами. Нарастание внезапное и приводит к ускорению ветра вдоль водяной поверхности. Порыв бывает настолько сильным, что подходит к суше в виде тайфуна за несколько часов.
Часто стихийные бедствия на тропических островах застают врасплох отдыхающих. Предсказать развитие сильных пассатов крайне сложно. Нарастание скорости ветра происходит по законам Кориолиса или, проще говоря, по окружности совмещаются потоки воздуха. Где и в какой момент произойдет очередное изменение давления, могут сказать лишь ученые, наблюдающие события непосредственно в области формирования катаклизма.
Разновидности воздушных потоков
Пассаты над океанами характеризуются обильными осадками с выпадением дождя. Влагу ветры вбирают с поверхности воды. Существуют и аналогичные движения воздушных масс над пустынями. Они никогда не приносят «благую весть» для её обитателей. Там никогда не идет дождь, ни капли влаги не выпадает на раскаленную землю.
Эти ветры также называют пассатами, только не морскими, а пустынными. Они сухие за счет своеобразного движения воздуха. Слои в этих районах из нижних слоев не могут подняться выше, выпуская всю влагу на побережье. В сторону суши продолжает движение сухой тропический воздух, который дует без остановки в течение всего года.
Внетропические муссоны распространены в районах восточных побережий материков в умеренных широтах. При летнем муссоне ветры дуют с океана на материк, зимой - с материка на океан, что обусловлено различием нагревания и охлаждения материков и океанов в течение года и связанным с этим распределением давления воздуха. Над сушей летом устанавливается область пониженного давления, зимой -"повышенного; над океанами же, наоборот: летом преобладает высокое давление, зимой - низкое, что и определяет направление ветров летнего и зимнего муссонов. Хорошо выражены внетропические муссоны на Дальнем Востоке России, в Китае, Японии. В этих районах зимний северо-западный муссон образуется под влиянием азиатского антициклона, способствующего выносу холодного сухого воздуха из Сибири на восточное побережье Азиатского континента. Поэтому во Владивостоке, расположенном на широте Сочи, зимой холоднее, чем в Архангельске. Летний же юго-восточной муссон приносит сюда с океана и Японского моря влажный прохладный воздух с большим количеством осадков и частыми туманами.
Важным фактором межширотного обмена энергией являются тропические циклоны, которые отличаются от вне- тропических меньшими размерами (в поперечнике обычно 400-600 км, редко до 1000 км), большими перепадами давления воздуха между периферией и центром и, следовательно, большими горизонтальными градиентами давления, большими скоростями ветра (25-30 м/с, отмечались скорости 50-100 м/с), обильными ливневыми осадками с сильными грозами. По существу, весь тропический циклон представляет собой сплошное грозовое облако. Только в самом центре его находится область диаметром в несколько десятков километров, в которой ясная безветренная погода «глаз бури».
Зарождаются циклоны в тропической зоне над океанами в широтах от 0 до 20° обоих полушарий. Условиями образования их являются высокая температура на поверхности океана (не ниже 27 °С) и большая влажность воздуха, что обеспечивает большую энергию неустойчивости воздуха, необходимую д ля развития циклона.
Тропические циклоны, возникающие на востоке Азии, называют тайфунами, в Индийском океане - орканами, в Атлантическом океане - ураганами.
На рис. 2.9 показаны пути перемещения тропических циклонов. Зарождаясь в тропиках, циклоны перемещаются в северо-западном направлении к высоким широтам со скоростью 10-15 км/ч. Переходя в умеренные широты, они меняют направление движения на северо-восточное, при этом скорость их возрастает. При выходе на сушу тропические циклоны быстро затухают, но при этом успевают принести огромные разрушения, связанные с сильным ветром и наводнениями. При движении в более высокие широты над водой циклон приобретает свойства внетропического циклона и также затухает. Иногда тихоокеанские тайфуны доходят до Камчатки.
На земном шаре в среднем за год возникает от 80 до 120 тропических циклонов.
Важной составляющей общей циркуляции атмосферы являются струйные течения, представляющие собой сравнительно узкие потоки воздуха, с почти горизонтальной осью, характеризующиеся большими горизонтальными и вертикальными сдвигами ветра (градиентами скорости, т.е. изменениями скорости на единицу расстояния).
Протяженность струйных течений - тысячи километров (иногда опоясывают земной шар), ширина - несколько сотен, а толщина-несколько километров.
Нижний предел скорости для струйного течения принят 30 м/с, максимальные скорости по оси могут достигать 50 и 100 м/с, наблюдались скорости и 200 м/с (720 км/ч).
Струйные течения бывают тропосферные и стратосферные. Тропосферные, в свою очередь, подразделяются на струйные течения умеренных широт, субтропические и экваториальные.
Струйные течения умеренных широт образуются в области высотных фронтальных зон, являющихся переходным слоем между теплым и холодным воздухом с большими градиентами температуры и давления, а также причиной больших скоростей геострофического ветра. Они располагаются на высоте 8-10 км зимой и 9-12 км летом. В зоне тропосферных струйных течений тропопауза скачком повышается от высоких широт к низким.
Тропосферные струйные течения, являясь составной частью западного переноса, имеют направление с запада на восток.
Стратосферные струйные течения наблюдаются на высотах 25-30 км со скоростями ветра до 200 км/ч. От сезона к сезону (лето-зима) меняют направление на обратное. Имеются стратосферные струйные течения на высотах до 60 км.
Струйные течения переносят по земному шару различные примеси: продукты распада радиоактивных веществ, частицы пыли, вулканического пепла. Особое значение они имеют для авиации.
Все рассмотренные виды циркуляции атмосферы, входящие в состав общей циркуляции (пассаты, тропические и внетропические муссоны, ветры западного и восточного переноса, тропические циклоны, внетропические циклоны и антициклоны, струйные течения), обеспечивают обмен воздушными массами между океанами и материками, между высокими и низкими широтами, перенос влаги с океанов на континенты.
Внутризональный обмен происходит в основном за счет потоков воздуха на высотах вдоль параллелей (квазигеост- рофический ветер), межширотный обмен - за счет меридиа- нальной составляющей в приземном слое, а в умеренных широтах - в основном за счет циклонов и антициклонов.
Циклоническая деятельность является также причиной междусуточной изменчивости погоды.
Местные ветры. Местный ветер - это ветер в определенном ограниченном районе, обладающий характерными особенностями, связанными с географией этого района. Он может быть: проявлением местной циркуляции, независимой от общей циркуляции атмосферы (бризы, горнодолинные ветры); результатом воздействия местной топографии на течения общей циркуляции атмосферы (фен, бора и др.); проявлением конвекции, иногда вихревого характера (пыльная буря); течением обшей циркуляции с такими особыми для данного района свойствами, как сухость, за- пыление, низкая температура и др. (афганец, хамсин).
Бризы. Бризами называются ветры, возникающие возле береговой линии моря и других крупных водоемов и имеющие отчетливо выраженную суточную смену направления. Днем ветер дует с моря на сушу - это морской бриз, а ночью с суши на море - береговой бриз (рис. 2.10). Причиной бриза является разность температуры воздуха над морем и над сушей, вследствие которой и возникает замкнутая термическая циркуляция. Морские бризы обычно сильнее, чем береговые. Это объясняется тем, что разность температур моря и суши днем больше, чем ночью. Именно поэтому морские бризы проникают в глубь суши на десятки километров и имеют скорости 4-6 м/с, а береговые бризы при скорости 3-4 м/с проникают в глубь акватории моря на 8-10 км.
Бризовая циркуляция сильнее выражена в тропических районах, особенно на побережьях морей, граничащих с пустынями.
Склоновые ветры, как и горно-долинные, наблюдаются во многих горных местностях, дуют вдоль склонов днем вверх, а ночью вниз (рис. 2.11). Как и бризы, они имеют суточную периодичность. Днем воздух, прилегающий к склону горы или долины, нагревается сильнее, чем воздух на той же высоте, но удаленный от склона. Теплый воздух поднимается по склону и всасывает воздух из долины, а на смену ему опускается воздух из свободной атмосферы. Образуется циркуляция. Ночью при охлаждении склонов происходит обратная циркуляция.
Горно-долинные ветры возникают в больших глубоких долинах, выходящих на равнины. Днем ветер дует вверх по долине, а ночью с гор - вниз к равнине. На некоторой высоте ветер меняет направление на обратное. Вертикальная протяженность горно-долинных ветров составляет от десятков до нескольких сотен метров.
Ледниковые ветры дуют вдоль направления ледников. Эти ветры возникают при охлаждении воздуха, прилегающего к поверхности ледника и в течение суток остаются более холодными, чем воздух над ссужающими склонами. Наибольшей силы эти ветры достигают днем, когда велик контраст между температурами воздуха над ледником и в свободной атмосфере Высота слоя ледниковых ветров от десятков до сотен метров.
Наиболее четко рассмотренные ветры термического происхождения проявляются в антициклонах, когда на них не накладывается влияние крупномасштабных возмущений атмосферы.
Местные ветры могут возникать и вследствие механических возмущений воздушных течений рельефом местности. К таким ветрам относятся фен и бора.
Фен - сухой и горячий ветер, дующий со стороны высоких гор в долину или на море. Этот ветер возникает, если на пути воздушного потока встречается поперек расположенный горный хребет. Пусть на пути воздушного потока имеется горный хребет высотой 3 км и температура воздуха у его подножья на наветренной стороне составляет 20 °С (рис. 2.12). Предположим, что уровень конденсации находится на высоте 1,3 км. Приземный поток, встретив препятствие, начнет подниматься по склону хребта и адиабатически охлаждаться, пока не достигнет уровня конденсации, охлаждение его будет происходить по сухоадиабатическому закону с вертикальным температурным градиентом 1 °С на 100 м подъема. При дальнейшем подъеме выше уровня конденсации водяной пар начнет конденсироваться, образуя облака с выпадением осадков. Падение температуры воздуха от уровня конденсации и до максимальной высоты подъема (до 3 км) будет происходит по влажно-адиабатическому закону с градиентом температуры 0,5 °С на 100 м высоты.
Под влиянием динамического напора часть воздуха, достигнув вершины хребта, начнет затем опускаться к подветренному подножию хребта и нагреваться. Нагревание будет происходить по сухоадиабатическому закону с градиентом температуры 1 °С на 100 м высоты, в результате чего температура воздуха повысится у подножия хребта до 28,5 °С.
Повышение температуры сопровождается уменьшением относительной влажности воздуха. Изменения температуры и влажности воздуха при фене могут быть быстрыми и резкими: за 1-2 ч температура может повыситься на 30-40 °С. Продолжительность фена составляет от нескольких часов до 5 суток и более. Скорость ветра при фене колеблется от небольших значений до 15-20 м/с, а иногда достигает 30-40 м/с.
Фены наблюдаются во всех горных системах мира. Зимой фен может привести к снежным обвалам в горах, весной и летом - к бурному таянию снега в горах и разливу горных рек. Летом вследствие высокой сухости и температуры может губительно действовать на растительность.
Суховей - ветер при температуре выше 25 °С (часто до 35-40 °С), относительной влажности воздуха менее 30 %, большом дефиците насыщения, имеющий скорости выше 5 м/с (часто до 20 м/с), наблюдается летом в степной, лесостепной зонах европейской территории России, особенно в Прикаспийской низменности, а также в Казахстане и Средней Азии.
Суховеи образуются в результате трансформации воздушных масс, чаще всего арктического происхождения. Арктический воздух вторгается с севера по восточной пе
риферии антициклона, имея низкие температуру и абсолютную влажность. Перемещаясь над континентом в низкие широты, он сильно прогревается и становится еще более сухим. Продолжая свой путь по южной и юго-западной периферии антициклона, арктический воздух поступает в указанные выше районы уже горячим и сухим. На образование суховеев оказывают влияние также нисходящие движения воздуха в центральной части антициклона, способствующие прогреву воздуха и уменьшению его влажности.
На юго-востоке европейской части России суховеи могут наблюдаться с апреля по сентябрь, особенно часто в Прикаспийской низменности. В районе Саратов-Астрахань в этот период бывает 40-80 дней с суховеями, а в среднеазиатских пустынях - до 180 дней.
Суховей - одно из неблагоприятных для сельского хозяйства метеорологических явлений. Высокая температура, низкая влажность и значительная скорость ветра ведут к интенсивному испарению влаги из почвы, транспирации растениями и в результате - к засухе. В таких условиях растения засыхают даже при достаточном запасе влаги в почве, так как их корневая система не успевает подавать в наземную часть достаточное количество воды.
Жаркие ветры, подобные суховеям, наблюдаются в тропических и субтропических районах и имеют местные названия.
Самум - местный ветер в пустынях Аравии и Северной Африки, имеющий характер шквала с сильной песчанной; бурей, нередко с грозой.
Хамсин - сухой и жаркий ветер южных направлений на северо-востоке Африки, особенно частый в весенние меся-: цы, переносит в больших количествах пыль и песок, сильно снижающих видимость.
Сирокко - итальянское название для теплых и влажных ветров, в Аравии и Палестине и Месопотамии ветры этого типа очень сухи и несут тучи песчаной пыли.
Бора - сильный, холодный и порывистый, ветер, дующий с низких горных хребтов в сторону теплого моря. Образуется преимущественно в холодное время года, когда над холодным континентом устанавливается область высокого давления, а над теплым водоемом - область низкого давления. При этом холодный воздух начинает двигаться в сторону моря. Если на его пути встречается горный хребет, то воздух стремится перевалить через него на наименьшей высоте, поэтому он чаще всего движется через перевалы. При этом происходит сужение воздушного потока, что приводит к увеличению его скорости. Ввиду сравнительно малой высоты перевала адиабатический прогрев опускающегося воздуха при боре незначительный.
Бора с давних времен известен в районе Новороссийской бухты и на Адриатическом побережье. За год в Новороссийске наблюдается 46 дней с борой. Скорость ветра до 60 м/с, понижение температуры воздуха - на 25°С и более. Новороссийский бора затухает в море уже в нескольких километрах от берега. Продолжительность боры 1-3 суток. Бора есть и на Новой Земле в Арктике. Во Франции местное название боры - мистраль. ^
В Гренландии и особенно в Антарктиде наблюдаются стоковые ветры - это движение охлажденного воздуха под действием силы, тяжести по достаточно длинному пологому склону.
В Антарктиде высокое ледяное плато способствует образованию мощного антициклона над ледяным куполом и стоку охлажденного воздуха. Особенно сильны стоковые ветры на тех участках Антарктиды, где ледовый склон достаточно крут или где имеются ледниковые долины, совпадающие с направлением стока. К берегу скорость ветра увеличивается и вблизи побережья достигает 20 м/с, отмечались скорости 45 м/с с порывами до 90 м/с.
Шквалы - резкие кратковременные усиления ветра на ограниченных территориях. В большинстве случаев шквалы образуются при прохождении кучево-дождевых облаков местной конвекции либо холодного фронта. Скорость ветра 20 м/с и более.
В условиях большой неустойчивости атмосферной стратификации кроме грозовых шквалов могут возникать еще особые вихри с вертикальной осью. Это совсем небольшие пыльные вихри, во множестве возникающие над перегретой почвой в пустынях (но не только в пустынях), особенно на границах* где резко меняются свойства подстилающей поверхности. В пустыне Сахаре на площади 10 кв. км иногда наблюдается до 100 таких вихрей в день.
Смерч - вихрь с вертикальной осью, возникающий во время шквала или грозы и имеющий очень большую скорость вращения. Соединяя облако с землей или водой, он перемещается со значительной скоростью и обладает большой разрушительной силой. Смерч над сушей называется тромбом, в Америке его называют торнадо. Диаметр смерча над водой составляет около 100 м, над сушей - до 1000 м. Высота около 1 км. По характеру разрушений можно было установить, что скорость движения воздуха в этих вихрях 50-100 м/с, а в особо интенсивных торнадо достигает 250 м/с, причем имеется большая вертикальная составляющая скорости, равная 70-90 м/с. Внутри вихря очень низкое давление.
5. ОКЕАНИЧЕСКИЕ ТЕЧЕНИЯ
Особое значение для формирования климата имеет взаимодействие между океаном и атмосферой, проявляющееся в обмене теплом, влагой, количеством движения. Океан представляет собой огромный аккумулятор солнечного тепла и влаги. Благодаря ему на Земле сглаживаются резкие колебания температуры и увлажняются отдаленные районы суши.
Океаническая циркуляция, возникающая в основном под действием циркуляции атмосферы, играет важную роль в межширотном переносе тепла. Установлено, что около половины общего адвективного переноса тепла из низких широт в высокие и из высоких широт в низкие осуществляется океаническими течениями, а остальная половина - через атмосферную циркуляцию.
Океанические течения в первую очередь оказывают влияние на температуру воздуха, ее распределение и температурную стратификацию воздушных масс. Холодные течения усиливают устойчивость атмосферы и тем самым ослабляют вертикальный обмен воздуха и водяных паров. Поэтому увеличивается повторяемость туманов, уменьшается облачность и количество осадков, что способствует поддержанию прибрежных пустынь.
Теплые течения, наоборот, способствуют развитию термической конвекции в атмосфере и, следовательно, увлажнению воздуха до значительных высот. Особенно велика неустойчивость воздуха над теплыми течениями в зимнее время, что нередко приводит к зимним грозам даже в таких северных районах, как побережье Норвегии. К теплым течениям приурочены обычно зоны повышенного количества осадков. Схема течений Мирового океана показана на рис. 2.13.
Течения в широтном направлении являются нейтральными, так как не участвуют в межширотном переносе тепла (к ним относятся северное пассатное, южное пассатное, экваториальное противотечение и др).
Течения от тропического пояса к югу или северу - теплые, а течения, направленные из высоких широт в низкие, - холодные. Например, через пролив между Флоридой и Кубой из Мексиканского залива выходит мощное теплое Флоридское течение, которое дает начало системе Гольфстрима с температурой выше 28 °С. Наибольшая ширина этого потока 120 км, глубина - 2 км, протяженность - 10 тыс. км, расход воды составляет 9-10 10 м 3 /ч. Этот поток переносит воды в 22 раза больше, чем все реки земного шара.
Пересекая Атлантический океан, Гольфстрим направляется на северо-восток и разделяется на несколько потоков. Он приносит огромное количество тепла к берегам Западной Европы, где, омывая берега Норвегии, проникает в Баренцево море до Шпицбергена, значительно утепляя западный сектор Арктики.
Большое холодное течение из Баффинова моря - Лабрадорское - направляется на юг, при встрече с Гольфстримом образуется Субполярный гидрологический фронт. Именно здесь часто зарождаются циклоны.
В южном полушарии, в зоне западного переноса, действует мощное течение западных ветров. Из высоких широт южного полушария вдоль западных берегов Южной Америки проходит холодное Перуанское течение, вдоль западных берегов Северной Америки - холодное Калифорнийское течение. Крупные океанические циркуляции существуют и в других районах Мирового океана.
Холодные течения, поступающие из высоких широт, способствуют охлаждению тропиков. Теплые течения из тропических районов отепляют высокие широты. Океанические течения, возникающие под воздействием атмосферной циркуляций, оказывают влияние на атмосферную циркуляцию.
На протяжении последних десятилетий большой практический и научный интерес у климатологов вызывает явление Эль-Ниньо, выражающееся в аномальном повышении температуры поверхностных вод Тихого океана у западных берегов Южной Америки в летние месяцы. Причина этого явления не вполне выяснена, но установлено, что усиление интенсивности Эль-Ниньо отмечается в годы ослабления пассатов и изменений других воздушных потоков.
Интенсивность Эль-Ниньо проявляется с некоторой периодичностью. Так, в 1982 г. аномалия температуры поверхности Тихого океана распространилась на огромные пространства и составила 6 С.
В годы усиления Эль-Ниньо на западном побережье Южной Америки отмечались катастрофические ливни - даже в районах, где прежде не было осадков на протяжении многих лет, как например в пустыне Атакама.
Эль-Ниньо, являясь порождением нарушений общей циркуляции атмосферы, само оказывает влияние на циклоническую деятельность на территориях глобального масштаба, вызывая аномальные погодные явления, наводнения в одних районах и засухи в других, а также образование смерчей, торнадо.
Поступление Эль-Ниньо оттесняет холодное Перуанское течение от берегов Перу и Чили, препятствует подъему глубинных холодных вод. Поступление теплых вод в этот район с пониженным содержанием кислорода оказывает губительное влияние на растительный мир и живые организмы, что отрицательно сказывается на экономике прибрежных стран, для которых рыбный промысел имеет важное значение.
Таким образом, океанические течения являются мощным климатообразующим фактором, оказывающим влияние на климат обширных районов через атмосферную циркуляцию.
6. РОЛЬ РЕЛЬЕФА В ФОРМИРОВАНИИ КЛИМАТА
Рельеф оказывает большое влияние на климат, особенно крупные формы рельефа - горы. В горной местности создается особый тип климата, носящий название горного климата.
В горах с высотой вследствие уменьшения расположенной выше массы воздуха и увеличения его прозрачности увеличивается приток солнечной радиации. Сильно возрастает доля коротковолновой радиации. Однако увеличение солнечной радиации не возмещает расход тепла в результате интенсивного эффективного излучения. По этой причине, а также под воздействием адиабатического охлаждения температура воздуха с высотой понижается. Однако при образовании в зимнее время температурных инверсий температура воздуха до некоторой высоты может увеличиваться. Возникновению таких инверсий способствуют котловины, куда скатывается холодный воздух. Так, в Верхоянске (высота 120 м) средняя температура февраля -46,8 °С, а в Семеновском Руднике, расположенном в Верхоянском хребте на высоте 1020 м, температура -30,5°С.
С высотой уменьшаются суточные и годовые амплитуды температуры воздуха. Отмечается запаздывание наступления годовых максимальных и минимальных температур по сравнению с низинами.
Абсолютная влажность с высотой уменьшается, относительная - изменяется мало.
Наименьшая облачность в горах наблюдается зимой. Это объясняется тем, что зимой уровень конденсации находится ниже, чем летом, и соответственно ниже располагаются облака, обнажая горные массивы. Количество облаков больше на наветренных склонах, а на подветренных - меньше.
Осадков в горах больше, но это увеличение происходит лишь до некоторой высоты, в зависимости от географических условий, времени года. Так, на Центральном Кавказе количество осадков увеличивается до высоты 3000 м, а затем начинает убывать. Осадков выпадает больше на склонах, обращенных в сторону влажных ветров.
В высоких горше на некоторой высоте располагается снеговая линия, выше которой снег лежит круглый год.
Высота снеговой линии зависит от географической широты, экспозиции склонов, континентальности климата. В полярных странах она располагается низко; по мере продвижения на юг снеговая линия повышается и в тропических широтах достигает высоты 4500-5000 м.
Горы оказывают большое влияние на ветер: они задерживают воздушные массы и изменяют направление их движения. Кроме того, в горной местности создаются местные ветры в виде фена, боры, горно-долинных и ледниковых ветров.
Атмосферные фронты также подвержены влиянию гор. При приближении к горному хребту фронт замедляет свое движение. Если хребет достаточно высокий, то фронт огибает его с боков. Если холодный воздух перетекает через высокий горный хребет, то на подветренной стороне устанавливается теплая сухая погода вследствие адиабатического нагревания воздуха при его опускании (эффект фена). Если же хребет невысок, то опускание холодного воздуха вызывает явление боры. Если на горный хребет надвигается теплый фронт, то он сильно деформируется и профиль его восстанавливается только на расстоянии 200-300 км от хребта.
Горные хребты оказывают большое влияние не только на климат местности, где они располагаются, но и на климат прилегающих к ним районов. Задерживая массы воздуха, особенно холодные, горные хребты могут являться границей, разделяющей области с различными климатическими условиями^ Так, под влиянием Кавказского хребта теплый климат Закавказья отличается от сурового климата Предкавказья. Даже невысокие возвышенности (например, Среднерусская, Приволжская и др.) могут оказывать влияние на климат в условиях равнинной местности.
Для горных районов характерна большая неравномерность (пятнистость) пространственного распределения климатических характеристик.
В горах имеет место высотная климатическая зональность. Эго явление заключается в том, что в горах изменение метеорологических элементов с высотой создает быстрое изменение всего комплекса климатических условий. Образуются расположенные друг над другом климатиче
ские зоны (или пояса) с соответствующими изменениями растительности. Эта смена высотных климатических зон напоминает смену климатических зон в широтном направлении, с той лишь разницей, что для изменений, которые в горизонтальном направлении происходят на протяжении тысяч километров, в горах нужно изменение высоты только на километры. При этом растительность в горах сменяется в следующем порядке: сначала идут лиственные леса (в сухих климатах они начинаются не от подножия, а с некоторой высоты), затем следуют хвойные леса и кустарники, альпийская растительность из трав и стелющихся кустарников; дальше, за снеговой линией, следует зона снега и льда.
7. КЛАССИФИКАЦИЯ КЛИМАТОВ
На поверхности земного шара наблюдается большое разнообразие климатов. Существуют различные классификации, приводящие климаты земного шара в определенную систему и дающие границы распространения отдельных видов климата. Последнее имеет большое практическое значение, так как с климатом связана хозяйственная деятельность человека, жизнедеятельность животных и растительных организмов.
ЛАНДШАФТНО-БОТАНИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ КЛИМАТОВ Л.С. БЕРГА
Большое распространение получила ландшафтноботаническая классификация климатов, разработанная Л.С. Бергом. Классификация охватывает сушу. В соответствии с данной классификацией различаются климаты: вечного мороза; тундры; тайги; лиственных лесов, умеренной зоны; муссонный климат умеренных широт; степей; средиземноморский; субтропических лесов; внетропиче- ских пустынь; субтропических пустынь; саванн; влажного тропического леса.
Климат вечного мороза создается в Арктике (ледяные плато Гренландии, Земля Франца-Иосифа, часть Новой Земли, Северная Земля), в Антарктиде. Годовой радиационный баланс отрицательный. Наиболее теплой является атлантико-европейская часть Арктики. Средняя температура января на Шпицбергене -13,5 °С, средняя температура июля от 2 до 10 °С. Климат азиатского сектора Арктики отличается большей континентальностью. Средняя температура января ниже -30 °С, июля 2-8 °С. Наиболее суровые климатические условия в Гренландии. Толщина льда в центральной части острова 3400 м. Температура января - 49 °С, июля -13 °С, минимальные температуры могут опускаться до -64 °С. Климат Антарктиды более суровый, чем Арктики.
Средние температуры в июле-августе на побережье от -15 до -25 °С, во внутренних районах -50 -5- -70 °С и ниже. Летом на побережье -5 °С (в глубине -28 -35 °С). Осад
Воздушные массы - это крупные массы воздуха тропосферы и нижней стратосферы, которые формируются над определенной территорией суши или океана и обладают относительно однородными свойствами - температурой, влажностью, прозрачностью. Они движутся как одно целое и в одном направлении в системе общей циркуляции атмосферы.
Воздушные массы занимают площадь в тысячи квадратных километров, их мощность (толщина) достигает до 20-25 км. Перемещаясь над поверхностью с иными свойствами, они нагреваются или охлаждаются, увлажняются или становятся суше. Теплой или холодной называют воздушную массу, которая теплее (холоднее) окружающей ее среды. Различают четыре зональных типа воздушных масс в зависимости от районов формирования: экваториальные, тропические, умеренные, арктические (антарктические) воздушные массы (рис. 13). Они отличаются, прежде всего, температурой и влажностью. Все типы воздушных масс, кроме экваториальных, делятся на морские и континентальные в зависимости от характера поверхности, над которой они сформировались.
Экваториальная воздушная масса формируется в экваториальных широтах, поясе пониженного давления. Обладает достаточно высокими температурами и влажностью, близкой к максимальной, и над сушей, и над морем. Континентальная тропическая воздушная масса формируется в центральной части материков в тропических широтах. Она обладает высокой температурой, низкой влажностью, сильной запыленностью. Морская тропическая воздушная масса образуется над океанами в тропических широтах, где преобладают довольно высокие температуры воздуха и отмечается высокая влажность.
Континентальная умеренная воздушная масса формируется над материками в умеренных широтах, господствует в Северном полушарии. Ее свойства изменяются по сезонам. Летом довольно высокая температура и влажность, характерны осадки. Зимой низкие и крайне низкие температуры и невысокая влажность. Морская умеренная воздушная масса формируется над океанами с теплыми течениями в умеренных широтах. Летом она прохладнее, зимой - теплее, отличается значительной влажностью.
Континентальная арктическая (антарктическая) воздушная масса формируется над льдами Арктики и Антарктиды, обладает крайне низкими температурами и небольшой влажностью, высокой прозрачностью. Морская арктическая (антарктическая) воздушная масса образуется над периодически замерзающими морями и океанами, ее температура несколько выше, влажность больше.
Воздушные массы находятся в постоянном движении, при их встрече образуются переходные зоны, или фронты. Атмосферный фронт - пограничная зона между двумя воздушными массами, обладающими разными свойствами. Ширина атмосферного фронта достигает десятков километров. Атмосферные фронты могут быть теплыми и холодными в зависимости от того, какой воздух надвигается на территорию и какой вытесняется (рис. 14). Чаще всего атмосферные фронты возникают в умеренных широтах, где встречаются холодный воздух из полярных широт и теплый из тропических широт.
Прохождение фронта сопровождается изменениями в погоде. Теплый фронт перемещается в сторону холодного воздуха. С ним связаны потепление, слоисто-дождевые облака, приносящие моросящие осадки. Холодный фронт перемещается в сторону теплого воздуха. Он приносит обильные кратковременные ливневые осадки, часто со шквалистыми ветрами и грозами, и похолодание.
Циклоны и антициклоны
В атмосфере при встрече двух воздушных масс возникают крупные атмосферные вихри - циклоны и антициклоны. Они представляют плоские вихри воздуха, охватывающие тысячи квадратных километров при высоте всего 15-20 км.
Циклон - атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре, с системой ветров от периферии к центру против часовой стрелки в Северном полушарии. В центре циклона наблюдаются восходящие потоки воздуха (рис. 15). В результате восходящих потоков воздуха в центре циклонов формируются мощные облака и выпадают атмосферные осадки.
Летом во время прохождения циклонов температура воздуха снижается, а зимой повышается, начинается оттепель. Приближение циклона вызывает пасмурную погоду и изменение направления ветра.
В тропических широтах от 5 до 25° обоих полушарий возникают тропические циклоны. В отличие от циклонов умеренных широт они занимают меньшую площадь. Тропические циклоны возникают над теплой морской поверхностью в конце лета - начале осени и сопровождаются мощными грозами, выпадением ливневых осадков и ветрами штормовой силы, обладают огромной разрушительной силой.
В Тихом океане тропические циклоны называют тайфунами, в Атлантическом - ураганами, у берегов Австралии - вилли-вилли. Тропические циклоны переносят большое количество энергии от тропических широт в направлении умеренных, что делает их важной составляющей глобальных процессов циркуляции атмосферы. За свою непредсказуемость тропическим циклонам дают женские имена (например, «Катрин», «Джульетта» и др.).
Антициклон - атмосферный вихрь огромного диаметра (от сотен до нескольких тысяч километров) с областью повышенного давления у земной поверхности, с системой ветров от центра к периферии по часовой стрелке в Северном полушарии. В антициклоне наблюдаются нисходящие потоки воздуха.
Как зимой, так и летом для антициклона характерны безоблачное небо и безветрие. Во время прохождения антициклонов погода солнечная, летом жарко, а зимой очень холодно. Антициклоны образуются над ледовыми покровами Антарктиды, над Гренландией, Арктикой, над океанами в тропических широтах.
Свойства воздушных масс определяются районами их формирования. При их перемещении из мест своего формирования в другие они постепенно меняют свои свойства (температуру и влажность). Благодаря циклонам и антициклонам между широтами осуществляется обмен теплом и влагой. Смена циклонов и антициклонов в умеренных широтах приводит к резким изменениям погоды.
- 1с предприятие 8.3 закрытие месяца. Как закрывать квартал начинающему бухгалтеру пошаговая инструкция. Настройка учетной политики организации
- Продажа ос в 1с 8.3 бухгалтерия. Как в «1с» отразить продажу основных средств и мнма. Продажа основного средства с восстановлением амортизационной премии
- Расчет и калькуляции себестоимости продукции Расчет себестоимости путем распределения расходов
- Самые счастливые люди на Земле: особенности и интересные факты