Циркуляция атмосферы. воздушные потоки в атмосфере

Циркуляция атмосферы

Схема циркуляции атмосферы

Воздух в атмосфере находится в постоянном движении. Он перемещается как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении.

Первопричиной перемещения воздуха в атмосфере является неравномерное распределение солнечной радиации и неоднородность подстилающей поверхности. Они обусловливают неодинаковую температуру воздуха и, соответственно, атмосферное давление над земной поверхностью.

Разность давления порождает движение воздуха, которое перемещается из областей высокого к областям низкого давления. В процессе перемещения воздушные массы отклоняются под действием силы вращения Земли.

(Вспомните, как отклоняются тела, движущиеся в Северном и Южном полушариях.)

Багаж знаний советует почитать похожие конспекты и рефераты:

Вы, конечно, заметили, как в жаркий летний день над асфальтом образуется легкое марево. Это нагретый, легкий воздух поднимается вверх. Подобную, но значительно более масштабную картину можно наблюдать на экваторе. Очень нагретый воздух постоянно поднимается вверх, образуя восходящие потоки.

Поэтому здесь у поверхности формируется постоянный пояс низкого давления.
Воздух, поднявшийся над экватором, в верхних слоях тропосферы (10-12 км) растекается к полюсам. Постепенно оно охлаждается и примерно над 30 t° северной и южной широты начинает опускаться.

Так образуется избыток воздуха, который способствует формированию в приземном слое атмосферы тропического пояса высокого давления.

В приполярных областях воздух холодный, тяжелый и опускается, вызывая нисходящие движения. Вследствие этого в приповерхностных слоях полярного пояса образуется высокое давление.

Между тропическим и полярным поясами высокого давления в умеренных широтах формируются активные атмосферные фронты. Массивнее холодный воздух вытесняет вверх теплый, вызывая восходящие потоки.

Вследствие этого в умеренных широтах формируется приземный пояс низкого давления.

Карта климатических поясов Земли

Если бы земная поверхность была однородной, пояса атмосферного давления распространялись бы сплошными полосами. Однако поверхность планеты представляет собой чередование воды и суши, которые имеют разные свойства. Сушу быстро нагревается и охлаждается.

Океан, наоборот, нагревается и отдает свое тепло медленно. Вот почему пояса атмосферного давления разрываются на отдельные участки — области высокого и низкого давления. Одни из них существуют на протяжении всего года, другие — в определенный сезон.

На Земле закономерно чередуются пояса высокого и низкого давления. Высокое давление — на полюсах и у тропиков, низкий — у экватора и в умеренных широтах.

Типы циркуляции атмосферы

В атмосфере Земли есть несколько мощных звеньев циркуляции воздушных масс. Все они действующие и присущие определенным широтным зонам. Поэтому их называют зональными типами циркуляции атмосферы.

У поверхности Земли потоки воздуха движутся от тропического пояса высокого давления к экватору. Под действием силы, возникающей вследствие вращения Земли, они отклоняются вправо в Северном полушарии и влево — в Южном.

Так образуются постоянные мощные ветры — пассаты. В Северном полушарии пассаты дуют в направлении с северо-востока, а в Южной — с юго-востока. Итак, первый зональный тип циркуляции атмосферы — пассатный.

От тропиков воздух перемещается и в умеренные широты. Отклоняясь под действием силы вращения Земли, они начинают постепенно двигаться с запада на восток. Именно такой поток с Атлантики охватывает умеренные широты всей Европы, в том числе и Украины. Западный перенос воздуха в умеренных широтах — это второй зональный тип планетарной циркуляции атмосферы.

Закономерно также движение воздуха из приполярных поясов высокого давления в умеренные широты, где давление низкое.

Под действием отклоняющей силы вращения Земли это воздух движется с северо-востока в Северном полушарии и с юго-востока — в Южной. Восточный приполярный поток воздушных масс образует третий зональный тип циркуляции атмосферы.

На карте атласа найдите широтные пояса, где господствуют различные типы зональной циркуляции воздуха.

В связи с неравномерным нагревом суши и океана зональная схема перемещения воздушных масс нарушается. Например, на востоке Евразии в умеренных широтах западный перенос воздуха действует только полгода – зимой. Летом, когда материк нагревается, воздушные массы с прохладой океана перемещаются на сушу.

Так возникает муссонный перенос воздуха. Смена направлений движения воздуха дважды в год — характерная особенность муссонной циркуляции. Зимний муссон — поток сравнительно холодного и сухого воздуха с материка на океан.

Летний муссон — движение влажного и теплого воздуха в обратном направлении.

Зональные типы циркуляции атмосферы

Есть три главных зональных типа циркуляции атмосферы: пассатный, западный перенос воздуха и восточный приполярный поток воздушных масс. Муссонный перенос воздуха нарушает общую схему циркуляции атмосферы и является азональным типом циркуляции.

Источник: http://bagazhznaniy.ru/obrazovanie/cirkulyaciya-atmosfery

Общая циркуляция атмосферы (стр. 1 из 2)

Министерство науки и образования Республики Казахстан

Академия экономики и права имени У.А. Джолдасбекова

Факультет «Гуманитарно-экономическая академия»

Реферат

По дисциплине: Экология

На тему: «Общая циркуляция атмосферы»

Выполнила: Царская Маргарита

Группа 102 А

Проверил: Омаров Б.Б.

Талдыкорган 2011г.

План:

Введение

1. Общие сведения о циркуляции атмосферы

2. Факторы, определяющие общую циркуляцию атмосферы

3. Циклоны и антициклоны.

4. Ветра, влияющие на общую циркуляцию атмосферы

5. Эффект фена

6. Схема общей циркуляции «Машина планеты»

Заключение

Список использованной литературы

Введение

На страницах научной литературы в последнее время часто встречается понятие общая циркуляция атмосферы, смысл которого каждый специалист понимает по-своему. Систематически используют этот термин специалисты, занимающиеся географией, экологией, верхней части атмосферы.

Все больший интерес к общей циркуляции атмосферы проявляют метеорологи и климатологи, биологи и медики, гидрологи и океанологи, ботаники и зоологи, и конечно же экологи.

Нет единого мнения, является ли указанное научное направление возникшим недавно или исследования здесь продолжаются уже столетия.

Ниже предложены определения общей циркуляции атмосферы, как совокупности наук и перечислены влияющие на нее факторы.

Приведен некоторый перечень достижений: гипотез, разработок и открытий, которые отмечают известные вехи в истории этой совокупности наук и дают определенное представление о круге рассматриваемых ею проблем и задач.

Описаны отличительные особенности общей циркуляции атмосферы, а также представлена простейшая схема общей циркуляции под названием «машина планеты».

1. Общие сведения о циркуляции атмосферы

Общая циркуляция атмосферы (лат. Circulatio — вращение, греч. atmos — пар и sphaira — шар) — это совокупность воздушных течений крупного масштаба в тропо- и стратосферах. В результате происходит обмен воздушными массами в пространстве, что способствует перераспределению тепла и влаги.

Общей циркуляцией атмосферы называют круговорот воздуха на земном шаре, приводящий к переносу его из низких широт в высокие и обратно.

Общая циркуляция атмосферы определяется зонами высокого атмосферного давления в приполярных областях и тропических широтах и зонами низкого давления в умеренных и экваториальных широтах.

Перемещение воздушных масс происходит как в широтном, так и в меридиональном направлениях. В тропосфере к циркуляции атмосферы относятся пассаты, западные воздушные течения умеренных широт, муссоны, циклоны и антициклоны.

Причина перемещения воздушных масс состоит в неодинаковом распределении атмосферного давления и нагревании Солнцем поверхности суши, океанов, льда на разных широтах, а также в отклоняющем воздействии на воздушное потоки вращения Земли.

Главные закономерности циркуляции атмосферы постоянны.

В нижней стратосфере струйные течения воздуха в умеренных и субтропических широтах преимущественно западные, а в тропических — восточные, и идут они со скоростью до 150 м/с (540 км/час) относительно земной поверхности.

В нижней тропосфере преобладающие направления переноса воздуха различаются по географическим поясам.

В полярных широтах восточные ветры; в умеренных — западные с частым нарушением циклонами и антициклонами, наиболее устойчивы пассаты и муссоны в тропических широтах.

В связи с разнообразием подстилающей поверхности на форме общей циркуляции атмосферы возникают районные отклонения — местные ветры.

2. Факторы, определяющие общую циркуляцию атмосферы

— Неравномерное распределение солнечной энергии по земной поверхности и как следствие, неравномерное распределение температуры и атмосферного давления.

— Силы Кориолиса и трения, под влиянием которых воздушные потоки приобретают широтное направление.

— Влияние подстилающей поверхности: наличие материков и океанов, неоднородность рельефа и др.

Распределение воздушных течений в земной поверхности имеет зональный характер. В экваториальных широтах — затишье или наблюдаются слабые переменных ветры. В тропической зоне господствуют пассаты.

Пассаты — постоянные ветры, дующие от 30-х широт к экватору, имеющие в северном полушарии северо-восточное, в южном — юго-восточное направления. В 30-35? с. и ю.ш. — зона затишья, т.наз. «конские широты».

В умеренных широтах преобладают западные ветры (в северном полушарии юго-западные, в южном — северо-западные). В полярных широтах дуют восточные (в северном полушарии северо-восточные, в южном — юго-восточные) ветры.

В действительности система ветров над земной поверхностью гораздо сложнее. В субтропическом поясе во многих районах пассатный перенос нарушается летними муссонами.

В умеренных и субполярных широтах огромное влияние на характер воздушных течений оказывают циклоны и антициклоны, а на восточных и северных побережьях — муссоны.

Кроме этого, во многих районах образуются местные ветры, обусловленные особенностями территории.

3. Циклоны и антициклоны.

Для атмосферы характерны вихревые движения, крупнейшими из которых являются циклоны и антициклоны.

Циклон — это восходящий атмосферный вихрь с пониженным давлением в центре и системой ветров от периферии к центру, направленных в северном полушарии против, в южном — по часовой стрелке. Циклоны делят на тропические и внетропические. Рассмотрим внетропические циклоны.

Диаметр внетропических циклонов в среднем около 1000 км, но бывают и более 3000 км. Глубина (давление в центре) — 1000-970 гПа и менее. В циклоне дуют сильные ветры, обычно до 10-15 м/сек, но могут достигать 30 м/сек и более.

Средняя скорость перемещения циклона — 30-50 км/час. Чаще всего циклоны перемещаются с запада на восток, но иногда идут с севера, юга и даже востока. Зона наибольшей повторяемости циклонов — 80-е широты северного полушария.

Циклоны приносят пасмурную, дождливую, ветреную погоду, летом — похолодание, зимой — потепление.

Тропические циклоны (ураганы, тайфуны) образуются в тропических широтах, это одно из наиболее грозных и опасных явлений природы. Их диаметр несколько сотен километров (300-800 км, редко более 1000 км), но характерна большая разница в давлении между центром и периферией, что вызывает сильные ураганные ветры, тропические ливни, сильные грозы.

Антициклон — это нисходящий атмосферный вихрь с повышенным давлением в центре и системой ветров от центра к периферии, направленных в северном полушарии по часовой стрелке, в южном — против. Размеры антициклонов такие же, как у циклонов, но в поздней стадии развития могут достигать до 4000 км в диаметре.

Атмосферное давление в центре антициклонов обычно 1020-1030 гПа, но может достигать и более 1070 гПа. Наибольшая повторяемость антициклонов — над субтропическими зонами океанов. Для антициклонов характерна малооблачная, без осадков погода, со слабыми ветрами в центре, зимой — сильные морозы, летом — жара.

4. Ветра, влияющие на общую циркуляцию атмосферы

Муссоны. Муссоны — сезонные ветры, изменяющие направление два раза в год. Летом они дуют с океана на сушу, зимой — с суши на океан. Причина образования — неодинаковое нагревание по сезонам года суши и воды. В зависимости от зоны образования муссоны делят на тропические и внетропические.

Внетропические муссоны особенно выражены на восточной окраине Евразии. Летний муссон приносит с океана влагу и прохладу, зимний дует с материка, понижая температуру и влажность.

Тропические муссоны наиболее выражены в бассейне Индийского океана. Летний муссон дует от экватора, он противоположен пассату и приносит облачность, осадки, смягчает летнюю жару, зимний — совпадает с пассатом, усиливает его, принося сухость.

Местные ветры. Местные ветры имеют локальное распространение, их образование связано с особенностями данной территории — близостью водоемов, характером рельефа. Наиболее распространены бризы, бора, фён, горно-долинные и стоковые ветры.

Бризы (легкий ветер-фр) — ветры по берегам морей, крупных озер и рек, дважды в сутки меняющие направление на противоположное: дневной бриз дует с водоема на берег, ночной бриз — с берега на водоем. Бризы обусловлены суточным ходом температуры и соответственно давления над сушей и водой. Они захватывают слой воздуха 1-2 км.

Скорость их невелика — 3-5 м/с. Очень сильный дневной морской бриз наблюдается на западных пустынных побережьях материков в тропических широтах, омываемых холодными течениями и холодной водой, поднимающейся у берега в зоне апвеллинга.

Там он вторгается вглубь суши на десятки километров и производит сильный климатический эффект: снижает температуру, особенно летом на 5-70 С , а в западной Африке до 100С, увеличивает относительную влажность воздуха до 85%, способствует образованию туманов и рос.

Явления, подобные дневным морским бризам можно наблюдать по окраинам больших городов, где отмечается циркуляция более холодного воздуха из пригородов к центру, т.к над городами существуют «тепловые пятна» в течение всего года.

Горно-долинные ветры обладают суточной периодичностью: днем ветер дует вверх по долине и по горным склонам, ночью- наоборот охлажденный воздух спускается вниз. Дневной подъем воздуха приводит к образованию кучевых облаков над склонами гор, ночью при опускании и адиабатическом нагревании воздуха облачность исчезает.

Ледниковые ветры — это холодные ветры, постоянно дующие со стороны горных ледников вниз по склонам и долинам. Они обусловлены выхолаживанием воздуха надо льдом. Их скорость 5-7 м/с, мощность несколько десятков метров. Они интенсивнее ночью, так как усиливаются ветрами склонов.

Источник: http://MirZnanii.com/a/330368/obshchaya-tsirkulyatsiya-atmosfery

Общая циркуляция атмосферы

1) Из-за наклона земной оси и шарообразности Земли экваториальные районы получают больше солнечной энергии, чем полярные.

2) На экваторе воздух нагревается → расширяется → поднимается вверх → образуется область низкого давления. 3) На полюсах воздух охлаждается → уплотняется → опускается вниз → образуется область высокого давления.

4) Из-за разницы атмосферного давления воздушные массы начинают двигаться от полюсов к экватору.

Читайте также:  Царевна-лягушка: описание, герои, анализ сказки

На направление и скорость ветров ещё влияют:

  • свойства воздушных масс (влажность, температура…)
  • подстилающая поверхность (океаны, горные массивы и т.д.)
  • вращение земного шара вокруг своей оси (сила Кориолиса)1) общая (глобальная) система воздушных течений над земной поверхностью, горизонтальные размеры которой соизмеримы с материками и океанами, а толщина от нескольких км до десятков км.

Пассаты – это постоянные ветры, дующие от тропиков к экватору.

Причина: на экваторе всегда низкое давление (восходящие потоки), а в тропиках всегда высокое давление (нисходящие потоки).

Из-за действия силы Кориолиса: • пассаты Северного полушария имеют северо-восточное направление (отклоняются вправо)

• пассаты Южного полушария – юго-восточное (отклоняются влево)

 
 Северо-восточные ветры (в Северном полушарии) и юго-восточные ветры (в Южном полушарии).
Причина: воздушные потоки двигаются от полюсов к умеренным широтам и под действием силы Кориолиса отклоняются к западу. Западные ветры – ветры, дующие от тропиков в умеренные широты преимущественно с запада на восток.

Причина: в районе тропиков высокое давление, а в умеренных широтах – низкое, поэтому часть воздуха из области В.Д, движется в область Н,Д,. При движении под воздействием силы Кориолиса воздушные потоки отклоняются к востоку.

• В Эстонию западные ветры приносят тёплый и влажный воздух, т.к. воздушные массы формируются над водами тёплого Северо-Атлантического течения. 

    • воздух в циклоне движется от периферии к центру;

    • в центральной части циклона воздух поднимается и

    • охлаждается, поэтому образуются облака и осадки;

    • при циклонах преобладает пасмурная погода с   сильными ветрами:

летом – дождливая и прохладная,
зимой – с оттепелями и снегопадами.

Антициклон – это область повышенного атмосферного давления с максимумом в центре.
• воздух в антициклоне движется от центра к периферии; • в центральной части антициклона воздух опускается и нагревается, его влажность падает, облака рассеиваются; • при антициклонах устанавливается ясная безветренная погода:

летом – жаркая,

зимой – морозная.

Источник: http://geolvg.blogspot.com/2011/05/blog-post.html

Циркуляция атмосферы

Определение 1

Циркуляция – это система движения воздушных масс.

Циркуляция может быть общей в масштабах всей планеты и местной циркуляцией, которая происходит над отдельными территориями и акваториями. К местной циркуляции относятся дневные и ночные бризы, возникающие на побережьях морей, горно-долинные ветры, ледниковые ветры и др.

Местная циркуляция в определенное время и в определенных местах может налагаться на течения общей циркуляции. При общей циркуляции атмосферы в ней возникают огромные волны и вихри, которые по-разному развиваются и перемещаются.

Такими атмосферными возмущениями являются циклоны и антициклоны, являющиеся характерными чертами общей циркуляции атмосферы.

В результате движения воздушных масс, которое происходит под действием центров атмосферного давления, территории обеспечиваются влагой. В результате того, что в атмосфере одновременно существуют движения воздуха разных масштабов, накладывающихся друг на друга, атмосферная циркуляция является очень сложным процессом.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Движение воздушных масс в планетарном масштабе складывается под влиянием 3-х главных факторов:

  1. Зональное распределение солнечной радиации;
  2. Осевое вращение Земли и, как следствие, отклонение воздушных потоков от градиентного направления;
  3. Неоднородность поверхности Земли.

Данные факторы усложняют общую циркуляцию атмосферы.

Если бы Земля была однородна и не вращалась вокруг своей оси – тогда температура и давление у поверхности земли отвечало бы термическим условиям и носило широтный характер. Это значит, что уменьшение температуры происходило бы от экватора к полюсам.

При таком распределении теплый воздух на экваторе поднимается вверх, а на полюсах холодный воздух опускается вниз. В результате на экваторе в верхней части тропосферы происходило бы его скопление, и давление было бы высоким, а на полюсах – пониженным.

На высоте при этом воздух оттекал бы в том же направлении и приводил к уменьшению давления над экватором и его росту над полюсами. Отток воздуха вблизи земной поверхности происходил бы от полюсов, где давление высокое к экватору в меридиональном направлении.

Получается, что термическая причина является первой причиной циркуляции атмосферы – разная температура приводит к разному давлению на разных широтах. В реальной действительности над экватором давление низкое, а у полюсов – высокое.

На однородной вращающейся Земле в верхней тропосфере и нижней части стратосферы ветры при их оттоке к полюсам, в северном полушарии должны отклоняться вправо, в южном полушарии – влево и при этом становиться западными.

В нижней тропосфере ветры, оттекая от полюсов в сторону экватора и отклоняясь, стали бы в северном полушарии восточными, а в южном – юго-восточными. Хорошо просматривается вторая причина циркуляции атмосферы – динамическая. Зональная слагающая общей циркуляции атмосферы обусловлена вращением Земли.

Существенное влияние на общую циркуляцию атмосферы оказывает подстилающая поверхность с неравномерным распределением суши и воды.

Циклоны

Для нижнего слоя тропосферы характерными являются вихри, которые появляются, развиваются и исчезают. Одни вихри очень маленькие и остаются незамеченными, другие же оказывают большое влияние на климат планеты. Прежде всего, это относится к циклонам и антициклонам.

Определение 2

Циклон – это огромный атмосферный вихрь с низким давлением в центре.

В Северном полушарии воздух в циклоне движется против хода часовой стрелки, в Южном полушарии – по часовой стрелке. Циклоническая деятельность в средних широтах является особенностью атмосферной циркуляции.

Циклоны возникают благодаря вращению Земли и отклоняющей силе Кориолиса, и в своем развитии проходят стадии от зарождения до заполнения. Как правило, возникновение циклонов происходит на атмосферных фронтах.

Две противоположные по температуре воздушные массы, разделенные фронтом, вовлекаются в циклон. Теплый воздух на поверхности раздела внедряется в область холодного воздуха и отклоняется в высокие широты.

Равновесие нарушается, и холодный воздух в тыловой части вынужден внедряться в низкие широты. Возникает циклонический изгиб фронта, который представляет собой огромную волну, двигающуюся с запада на восток.

Стадия волны – это первая стадия развития циклона.

Теплый воздух поднимается и скользит по фронтальной поверхности в передней части волны. Возникшие волны длиной $1000$ км и более в пространстве неустойчивы и продолжают свое развитие.

Циклон при этом со скоростью $100$ км в сутки смещается на восток, давление продолжает падать, а ветер становится сильнее, амплитуда волны увеличивается. Это вторая стадия – стадия молодого циклона.

На специальных картах молодой циклон оконтуривается несколькими изобарами.

С продвижением теплого воздуха в высокие широты образуется теплый фронт, а продвижение холодного воздуха в тропические широты образует холодный фронт. Оба фронта являются частями единого целого. Теплый фронт движется медленнее холодного фронта.

Если холодный фронт догоняет теплый и смыкается с ним – образуется фронт окклюзии. Теплый воздух поднимается вверх и закручивается в виде спирали. Это третья стадия развития циклона – стадия окклюдирования.

Четвертая стадия – его заполнение – является заключительной. Происходит окончательное оттеснение теплого воздуха вверх и его охлаждение, температурные контрасты исчезают, по всей своей площади циклон становится холодным, замедляет движение и окончательно заполняется. От зарождения до заполнения жизнь циклона продолжается от $5$ до $7$ дней.

Замечание 1

Циклоны несут пасмурную, прохладную и дождливую погоду летом и оттепели зимой. Летние циклоны движутся со скоростью $400$-$800$ км в сутки, зимние – до $1000$ км в сутки.

Антициклоны

Циклоническая деятельность связана с возникновением и развитием фронтальных антициклонов.

Определение 3

Антициклон – это огромный атмосферный вихрь с высоким давлением в центре.

Образуются антициклоны в тылу холодного фронта молодого циклона в холодном воздухе и имеют свои стадии развития.

В развитии антициклона выделяется только три стадии:

  1. Стадия молодого антициклона, который представляет собой низкое подвижное барическое образование. Он, как правило, перемещается со скорость циклона, находящегося впереди него. В центре антициклона давление постепенно растет. Преобладает ясная, безветренная, малооблачная погода;
  2. На второй стадии происходит максимальное развитие антициклона. Это уже высокое барическое образование с наибольшим давлением в центре. Максимально развитый антициклон может иметь размеры до нескольких тысяч километров в диаметре. В его центре формируются приземная и высотная инверсии. Погода ясная и тихая, но при высокой влажности возникает туман, дымка, слоистая облачность. По сравнению с молодым антициклоном максимально развитый антициклон перемещается значительно медленнее;
  3. Третья стадия связана с разрушением антициклона. Это высокое, теплое и малоподвижное барическое образование Стадия характеризуется постепенным падением давления воздуха и развитием облачности. Разрушение антициклона может происходить на протяжении нескольких недель, а иногда и месяцев.

Источник: https://spravochnick.ru/onearticle/cirkulyaciya_atmosfery/

Общая циркуляция атмосферы

Объектами изучения общей циркуляции атмосферы являются перемещающиеся циклоны и анти­циклоны умеренных широт с их быстроизменяющейся метеорологической обстановкой: пассаты, муссоны, тропические циклоны и т. п. Типичные черты об­щей циркуляции атмосферы, устойчивые во времени или повторяющиеся чаще других, выявляются при осредне­нии метеорологических элементов за длительные много­летние периоды наблюдений,

Давление у поверхности Земли в миллибарах и преобладающие воздушные течения

На рис. 8, 9 приведено среднее многолетнее распре­деление ветра у земной поверхности в январе и июле. В январе, т. е.

зимой, в Северном полушарии отчетливо видны гигантские антициклонические вихри над Север­ной Америкой и особенно интенсивный вихрь — над Центральной Азией.

Летом антициклонические вихри над сушей разрушаются в связи с прогревом материка, а над океанами такие вихри значительно усиливаются и распространяются к северу.

Давление у поверхности Земли в миллибарах и преобладающие воздушные течения

В связи с тем, что в тропосфере воздух в экватори­альных и тропических широтах прогрет значительно ин­тенсивнее, чем в полярных областях, температура возду­ха и давление постепенно понижаются в направлении от экватора к полюсам. Как говорят метеорологи, планетарный градиент тем­пературы и давления направлены в средней тропосфере от экватора к полюсам.

(В метеорологии градиент тем­пературы и давления берется в обратном направлении, по сравнению с физикой.) Воздух является легкоподвижной средой. Если бы Земля не вращалась вокруг своей оси, то в нижних сло­ях атмосферы воздух перетекал бы от экватора к полю­сам, а в верхних слоях возвращался бы обратно к эква­тору.

Но Земля вращается с угловой скоростью 2п/86400 радиан в секунду. Частицы воздуха, переходя от низких широт в высокие, сохраняют большие линейные скоро­сти относительно земной поверхности, приобретенные в низких широтах, и поэтому отклоняются при своем движении к востоку. Образуется западно-восточный перенос воздуха в тропосфере, который отражен на рис. 10.

Од­нако такой правильный режим течений наблюдается только на картах средних значений. «Моментальные снимки» воздушных течений дают очень разнообразные, каждый раз новые не повторяющиеся положения цик­лонов, антициклонов, воздушных потоков, зон встреч теплого и холодного воздуха, т. е. атмосферных фронтов.

Атмосферные фронты играют большую роль в общей циркуляции атмосферы, поскольку в них проис­ходят значительные преобразования энергии воздушных масс из одного вида в другой.

На рис. 10 схематически представлено положение основных фронтальных разделов в средней тропосфере и у земной поверхности. С атмосферными фронтами и фронтальными зонами связаны многочисленные явления погоды.

Здесь зарождаются циклонические и антицик­лонические вихри, происходит образование мощной облачности и зон осадков, усиление ветра.

При прохожде­нии атмосферного фронта через данный пункт обычно отчетливо наблюдается заметное похолодание или по­тепление, резко изменяется весь характер погоды. Инте­ресные особенности обнаруживаются в структуре стра­тосферы.

Планетарная фронтальная зона в средней тропосфере

Если в тропосфере у экватора располагаются теплы; воздушные массы, а у полюсов — холодные, то в стра­тосфере, особенно в теплую половину года, дело обстоит как раз наоборот, у полюсов здесь воздух относительно более теплый, а у экватора — холодный.

Градиент тем­пературы и давления направлены в обратную по отно­шению к тропосфере сторону.

Влияние отклоняющей си­лы вращения Земли, которое приводило в тропосфера к образованию западно-восточного переноса, создает в стратосфере зону восточно-западных ветров.

Среднее расположение осей струйных течений в Северном полушарии зимой

Наибольшие скорости ветра, а следовательно, и наи­большая кинетическая энергия воздуха наблюдаются в струйных течениях.

Образно говоря, струйные те­чения — это воздушные реки в атмосфере, реки-, текущие у верхней границы тропосферы, в слоях, отделяющих тропосферу от стратосферы, т. е. в слоях, близких к тропопаузе (рис. 11 и 12).

Скорость ветра в струйных те­чениях достигает 250 — 300 км/ч — зимой; и 100 — 140 км/ч — летом. Таким образом, тихоходный самолет, попадая в такое струйное течение, может лететь «вспять».

Среднее расположение осей струйных течений в Северном полушарии летом

Протяженность струйных течений достигает несколь­ких тысяч километров. Ниже струйных течений в тропосфере наблюдаются более широкие и менее быстрые воздушные «реки» — планетарные высотные фронтальные зоны, также играющие большую роль в общей циркуляции атмосферы.

Возникновение боль­ших скоростей ветра в струйных течениях и в планетар­ных высотных фронтальных зонах происходит из-за на­личия здесь большой разницы температур воздуха меж­ду соседними воздушными массами.

Наличие разницы в температуре воздуха, или, как говорят, «температурно­го контраста», приводит к увеличению ветра с высотой. Теория показывает, что такое увеличение про­порционально горизонтальному градиенту температуры рассматриваемого слоя воздуха.

В стратосфере в связи с обращением меридионального градиента температуры воздуха на обратный, интенсивность струйных течений идет на убыль, и они исчезают.

Несмотря на большую протяженность планетарных высотных фронтальных зон и струйных течений, они, как правило, не опоясывают весь земной шар, а оканчиваются там, где горизонталь­ные контрасты температуры между воздушными масса­ми ослабевают. Наиболее часто и резко контрасты тем­пературы проявляются в полярном фронте, отделяющем воздух умеренных широт от тропического воздуха.

Положение оси высотной фронтальной зоны при незначительном меридиональном обмене воздушных масс

Планетарные высотные фронтальные зоны и струй­ные течения часто возникают в системе полярно­го фронта. Хотя в среднем планетарные высотные фрон­тальные зоны имеют направление с запада на восток, в конкретных случаях направление их осей весьма разно­образно. Чаще всего в умеренных широтах они имеют волнообразный характер. На рис.

13, 14 представлены положения осей высотных фронтальных зон в случаях устойчивого западно-восточного переноса и в случаях развитого меридионального обмена воздушных масс.

Читайте также:  Хрустальная пещера в мексике

Существенная особенность воздушных течений в стра­тосфере и мезосфере над экваториальной и тропической областями заключается в существовании там несколь­ких слоев воздуха с почти противоположным направле­нием сильных ветров.

Возникновение и развитие этой многослойной структуры поля ветра здесь меняется че­рез определенные, но не вполне точно совпадающие про­межутки времени, что также может служить некоторым прогностическим признаком.

Если добавить к этому, что явление резкого потепления в полярной стратосфере, ре­гулярно происходящее зимой, некоторым образом свя­зано с процессами в стратосфере, происходящими в тро­пических широтах, и с тропосферными процессами уме­ренных и высоких широт, то станет ясно, как сложно и прихотливо развиваются те атмосферные процессы, ко­торые непосредственно влияют на режим погоды в уме­ренных широтах.

Положение оси высотной фронтальной зоны при значительном меридиональном обмене воздушных масс

Огромное значение для формирования атмосферных процессов большого масштаба имеет состояние подсти­лающей поверхности, особенно состояние верхнего дея­тельного слоя воды Мирового океана. Поверхность Ми­рового океана составляет почти 3/4 всей поверхности Земли (рис. 15).

Морские течения

Благодаря большой теплоемкости и способности легко перемешиваться, океанические воды надолго запа­сают тепло во время встреч с теплым воздухом в уме­ренных широтах и в течение всего года в южных широ­тах. Запасенное тепло с морскими течениями выносится далеко к северу и отепляет близлежащие районы.

Теплоемкость воды в несколько раз больше, чем теп­лоемкость почвы и горных пород, составляющих сушу. Нагретая водная масса служит как бы аккумулятором тепла, которым она снабжает атмосферу. Следует отме­тить при этом, что суша отражает солнечные лучи зна­чительно лучше, чем поверхность океана.

Особенно хо­рошо отражает солнечные лучи поверхность снега и льда; 80—85% всей солнечной радиации, падающей на снег, отражается от него. Поверхность моря, наоборот, поглощает почти всю радиацию, которая на нее падает (55—97%). В результате всех этих процессов атмосфе­ра непосредственно от Солнца получает только 1/3 всей приходящей энергии.

Остальные 2/3 энергии она получа­ет от нагретой Солнцем подстилающей поверхности, прежде всего от водной поверхности. Передача тепла от подстилающей поверхности в атмос­феру происходит несколькими путями. Во-первых, большое количество солнечного тепла затрачивается на ис­парение влаги с поверхности океана в атмосферу.

При конденсации этой влаги освобождается тепло, которое нагревает окружающие слои воздуха. Во-вторых, под­стилающая поверхность отдает тепло в атмосферу путем турбулентного (т. е. вихревого, неупорядоченного) теп­лообмена. В-третьих, тепло передается путем теплового электромагнитного излучения. В результате взаимодействия океана с атмосферой в последней происходят важные изменения.

Слой атмос­феры, в который проникает тепло и влага океана, в слу­чаях вторжения холодного воздуха на теплую океани­ческую поверхность достигает 5 км и более. В тех слу­чаях, когда на холодную водную поверхность океана вторгается теплый воздух, высота, на которую распрост­раняется влияние океана, не превышает 0,5 км.

В слу­чаях вторжения холодного воздуха толщина его слоя, на которую распространяется влияние океана, зависит прежде всего от величины разности температуры вода — воздух. Если вода теплее воздуха, то развивается мощ­ная конвекция, т. е. неупорядоченные восходящие дви­жения воздуха, которые и приводят к проникновению тепла и влаги в высокие слои атмосферы.

Наоборот, ес­ли воздух теплее воды, то конвекция не возникает и воздух изменяет свои свойства только в самых нижних слоях. Над теплым течением Гольфстрим в Атлантическом океане при вторжении очень холодного воздуха теплоотдача океана может доходить до 2000 кал/см2 в сутки и распространяется на всю тропосферу.

Теплый воздух может потерять над холодной океанической по­верхностью 20—100 кал/см2 в сутки. Изменение свойств воздуха, попадающего на теплую или холодную океаническую поверхность, происходит довольно быстро — такие изменения можно заметить на уровне 3 или 5 км уже через сутки после начала втор­жения.

Какие же приращения температуры воздуха мо­гут быть в результате его трансформации (изменения) над водной подстилающей поверхностью? Оказывается, в холодное полугодие атмосфера над Атлантикой в сред­нем прогревается на 6°, а иногда может прогреться и на 20° в сутки. Охладиться атмосфера может на 2—10° в сутки. Подсчитано, что на севере Атлантическо­го океана, т. е.

там, где происходит наиболее интенсивная передача тепла от океана в атмосферу, океан отдает в 10—30 раз тепла больше, чем получает его от атмос­феры. Естественно при этом, что запасы тепла в океане восполняются притоком теплых океанических вод из тропических широт. Потоки воздуха распространяют по­лученное от океана тепло на тысячи километров. Отеп­ляющее’ влияние океанов в зимнее время приводит к тому, что разница температуры воздуха между северо-восточными частями океанов и континентов составляет на широтах 45—60° у земной поверхности 15—20°, в сред­ней тропосфере 4—5°. Хорошо изучено, например, отеп­ляющее влияние океана на климат Северной Европы.

Северо-западная часть Тихого океана зимой находит­ся под влиянием холодного воздуха Азиатского конти­нента, так называемого зимнего муссона, распро­страняющегося на 1—2 тыс. км в глубь океана в привод­ном слое и на 3—4 тыс. км в средней тропосфере (рис. 16).

Годовые суммы тепла, переносимого морскими течениями

Летом над океаном холоднее, чем над материками, поэтому воздух, поступающий с Атлантического океана, охлаждает Европу, а воздух Азиатского континента утепляет Тихий океан. Однако описанная выше картина ха­рактерна для средних условий циркуляции.

Междусуточ­ные изменения в величине и в направлении потоков теп­ла от подстилающей поверхности в атмосферу и обрат­но очень разнообразны и оказывают большое влияние на изменение самих атмосферных процессов.

Существуют гипотезы, согласно которым особенности развития теплообмена между различными участками подстилаю­щей поверхности и атмосферой обусловливают устойчи­вый характер атмосферных процессов в течение длитель­ных промежутков времени.

Если над аномально (свыше нормы) теплой водной поверхностью той или иной части Мирового океана в умеренных широтах Северного полушария воздух прог­ревается, то в средней тропосфере образуется область повышенного давления (барический гребень), по восточ­ной периферии которого начинается перенос холодных масс воздуха из Арктики, а по западной его части — пе­ренос теплого воздуха из тропических широт к северу. Такая ситуация может привести к сохранению у земной поверхности в определенных районах длительной анома­лии погоды — сухой и жаркой или дождливой и прох­ладной летом, морозной и сухой или теплой и снежной зимой. Весьма значительную роль в формировании атмос­ферных процессов путем регулирования поступления солнечного тепла к земной поверхности играет облач­ность. Облачный покров значительно увеличивает долю отраженной радиации и этим уменьшает нагрев земной поверхности, что, в свою очередь, влияет на характер синоптических процессов. Получается некоторое подобие обратной связи: характер циркуляции атмосферы влияет на создание облачных систем, а облачные систе­мы, в свою очередь, влияют на изменение циркуляции. Мы перечислили только главнейшие из изучаемых «зем­ных» факторов, влияющих на формирование погоды и циркуляции воздуха. Особую роль в исследовании причин изменения об­щей ЦИРКУЛЯЦИИ атмосферы играет деятельность Солнца. Здесь следует различать изменения циркуляции воздуха на Земле в связи с изменениями общего потока тепла, приходящего от Солнца на Землю в результате колебаний величины так называемой солнечной постоянной. Однако, как показывают последние исследования, в действительности она не является строго постоянной величиной. Энергия циркуляции атмосферы непрерывно попол­няется за счет энергии, посылаемой Солнцем. Поэтому, если суммарная энергия, посылаемая Солнцем, колеб­лется в значительных размерах, то это может сказаться на изменении циркуляции и погоды на Земле. Этот воп­рос еще недостаточно изучен. Что касается изменения солнечной активности, то хо­рошо известно, что на поверхности Солнца возникают различные возмущения, солнечные пятна, факелы, флокулы, протуберанцы и т. п. Эти возмущения вызывают временные изменения состава солнечной радиации, уве­личивается ультрафиолетовая составляющая и корпу­скулярное (т. е. состоящее из заряженных частиц, глав­ным образом протонов) излучение Солнца. Некоторые метеорологи считают, что изменение сол­нечной активности связано с тропосферными процессами в атмосфере Земли, т. е. с погодой.

Последнее утверждение нуждается в дополнитель­ных исследованиях, главным образом вследствие того факта, что хорошо проявляющийся 11-летний цикл сол­нечной активности не четко выявляется в погодных ус­ловиях на Земле.

Однако считать влияние изменения солнечной активности на тропосферные процессы пол­ностью невозможным из-за сложности вопроса и неяс­ности механизма такого влияния, очевидно, было бы не­правильно.

Известно, что существуют целые школы метеорологов-прогнозистов, довольно удачно предсказы­вающих погоду в связи с изменениями солнечной актив­ности.

Источник: https://collectedpapers.com.ua/ru/weather_forecast/zagalna-cirkulyaciya-atmosferi

Ветер и общая циркуляция атмосферы

Ветром называется движение воздуха из районов с более высоким давлением воздух в область более низкого давления. Скорость ветра определяется величиной разности атмосферного давления.

Влияние ветра в судовождении необходимо постоянно учитывать, т. к. он вызывает дрейф судна, штормовое волнение и т.п.
Из-за неравномерности нагревания различных частей земного шара существует система атмосферных течений планетарного масштаба (общая циркуляция атмосферы).

Воздушный поток состоит из отдельных вихрей, беспорядочно перемещающихся в пространстве. Поэтому скорость ветра, измеряемая в какой-либо точке,беспрерывно меняется во времени. Наибольшие колебания скорости ветра наблюдаются в приводном слое. Для того чтобы иметь возможность сопоставлять скорости ветра, за стандартную высоту была принята высота 10 метров над уровнем моря.

Скорость ветра выражают в метрах в секунду, силу ветра — в баллах. Соотношение между ними определено шкалой Бофорта.

Шкала Бофорта

Колебания скорости ветра характеризуются коэффициентом порывистости,под которым понимается отношение максимальной скорости порывов ветра к его средней скорости, полученной за 5 – 10 минут.
С возрастанием средней скорости ветра коэффициент порывистости уменьшается. При больших скоростях ветра коэффициент порывистости равен примерно 1,2 — 1,4.

Пассаты — ветры, дующие весь год в одном направлении в зоне от экватора до 35° с. ш. и до 30° ю. ш. Устойчивы по направлению: в северном полушарии — северо-восточные, в южном — юго-восточные. Скорость — до 6 м/с.

Муссоны — ветры умеренных широт, летом дующие с океана на материк,зимой — с материка на океан. Достигают скорости 20 м/с. Муссоны приносят на побережье зимой сухую ясную и холодную погоду, летом — пасмурную, с дождями и туманами.

Бризы возникают вследствие неравномерного нагрева воды и суши в течение суток. В дневное время возникает ветер с моря на сушу (морской бриз). Ночью с охлажденного побережья — на море (береговой бриз). Скорость ветра 5 – 10 м/с.

Местные ветры возникают в отдельных районах вследствие особенностей рельефа и резко отличаются от общего воздушного потока: возникают в результате неравномерного прогрева (охлаждения) подстилающей поверхности. Подробные сведения о местных ветрах даются в лоциях и гидрометеорологических описаниях.

Бора — сильный и порывистый ветер, направленный вниз по горному склону. Приносит значительное похолодание.

Наблюдается в местностях, где невысокий горный хребет граничит с морем, в периоды, когда над сушей увеличивается атмосферное давление и понижается температура по сравнению с давлением и температурой над морем.

В районе Новороссийской бухты бора действует в ноябре — марте со средними скоростями ветра около 20 м/с (отдельные порывы могут быть 50 — 60 м/с). Продолжительность действия от одних до трех суток.

Аналогичные ветры отмечаются на Новой Земле, на средиземноморском побережье Франции (мистраль) и у северных берегов Адриатического моря.

Сирокко — горячий и влажный ветер центральной части Средиземного моря сопровождается облачностью и осадками.

Смерчи — вихри над морем диаметром до нескольких десятков метров, состоящие из водяных брызг. Существуют до четверти суток и движутся со скоростью до 30 узлов. Скорость ветра внутри смерча может доходить до 100 м/с.

Штормовые ветры возникают преимущественно в областях с пониженным атмосферным давлением. Особенно большой силы достигают тропические циклоны, при которых скорость ветра нередко превышает 60 м/с.

Сильные штормы наблюдаются и в умеренных широтах. При движении воздушные теплые и холодные массы воздуха неизбежно соприкасаются друг с другом.

Переходная зона между этими массами называется атмосферным фронтом. Прохождение фронта сопровождается резким изменением погоды.

Атмосферный фронт может находиться в стационарном состоянии или в движении. Различают теплые, холодные фронты, а также фронты окклюзии. Основными атмосферными фронтами являются: арктические, полярные и тропические. На синоптических картах фронты изображают в виде линий (линия фронта).

Тёплый фронт образуется при наступлении теплых воздушных масс на холодные. На картах погоды тёплый фронт отмечается сплошной линией с полукругами вдоль фронта, указывающими в сторону более холодного воздуха и направление движения.

По мере приближения тёплого фронта начинает падать давление, уплотняются облака, выпадают обложные осадки. Зимой при прохождении фронта обычно появляются низкие слоистые облака. Температура и влажность воздуха медленно повышаются.

При прохождении фронта температура и влажность обычно быстро возрастают, ветер усиливается. После прохождения фронта направление ветра меняется (ветер поворачивает по часовой стрелке), падение давления прекращается и начинается его слабый рост, облака рассеиваются, осадки прекращаются.

Холодный фронт образуется при наступлении холодных воздушных масс на более теплые (рис.18.2). На картах погоды холодный фронт изображается сплошной линией с треугольниками вдоль фронта, указывающими в сторону более теплых температур и направление движения. Давление перед фронтом сильно и неравномерно падает, судно попадает в зону ливней, гроз, шквалов и сильного волнения.

Фронт окклюзии – это фронт, образованный слиянием теплого и холодного фронтов. Представляется сплошной линией с чередующимися треугольниками и полукругами.

Разрез теплого фронта

Разрез холодного фронта

Циклон — атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре. Воздух в циклоне циркулирует против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном.

Различают два основных вида циклонов — внетропические и тропические.

Читайте также:  Тайны природы мистического алтая

Первые образуются в умеренных или полярных широтах и имеют диаметр от тысячи километров в начале развития, и до нескольких тысяч в случае так называемого центрального циклона.

Тропический циклон — циклон, образовавшийся в тропических широтах, это атмосферный вихрь с пониженным атмосферным давлением в центре со штормовыми скоростями ветра. Сформировавшиеся тропические циклоны движутся вместе с воздушными массами с востока на запад, при этом постепенно отклоняясь к высоким широтам.

Для таких циклонов характерен также т. н. «глаз бури» — центральная область диаметром 20 — 30 км с относительно ясной и безветреной погодой. В мире ежегодно наблюдается около 80 тропических циклонов.

Вид циклона из космоса

Пути тропических циклонов

На Дальнем Востоке и в Юго-Восточной Азии тропические циклоны называются тайфунами (от китайского тай фын – большой ветер), а в Северной и Южной Америке — ураганами (исп. huracán по имени индейского бога ветра).
Принято считать, что шторм переходит в ураган при скорости ветра более 120 км/час, при скорости 180 км/час ураган называют сильным ураганом.

Источник: http://seaman-sea.ru/upravlenie-sudnom/542-veter-i-obshhaya-cirkulyaciya-atmosfery.html

7. Ветер. Общая циркуляция атмосферы

Лекция 7. Ветер. Общая циркуляция атмосферы

      Ветерэто движение воздуха относительно земной поверхности, в котором преобладает горизонтальная состаляющая. Когда рассматривается восходящее или нисходящее движение ветра, учитывается также и вертикальная составляющая. Ветер характеризуется направлением, скоростью и порывистостью.

Причиной возникновения ветра является различие атмосферного давления в разных точках, определяемое горизонтальным барическим градиентом. Давление неодинаково прежде всего из-за разной степени нагревания и охлаждения воздуха и уменьшается с высотой.

Для представ-ления о распределении давления на поверхности Земного шара, на географические карты наносят давление, измеренное в одно время в разных пунктах и приведенное к одинаковой высоте (например, к уровню моря). Пункты с одинаковым давлением соединяют линиями — изобарами.

Таким образом выявляются области повышенного (антициклоны) и  пониженного (циклоны) давления, направления их передвижения для прогнозирования погоды. По изобарам можно определить величину изменения давления с расстоянием.

В метеорологии принято понятие горизонтального барического градиента — это изменение давления на 100 км по горизонтальной линии, перпендикулярной изобарам от высокого давления к низкому. Это изменение составляет обычно 1-2 гПа/100 км.

      Движение воздуха происходит в направлении градиента, но не по прямой, а сложнее, что обусловлено взаимодействием сил, отклоняющих воздух за счет вращения земли и трения. Под влиянием вращения Земли движение воздуха отклоняется от барического градиента вправо в северном полушарии, влево — в южном.

Наибольшая величина отклонения наблюдается на полюсах, а на экваторе — близка к нулю. Сила трения умень-шает и скорость ветра, и отклонение от градиента в результате соприкосновения с поверхностью, а также — внутри воздушной массы из-за разной скоростей в слоях атмосферы. Совместное влияние этих сил отклоняет ветер от градиента над сушей на 45-55о, над морем — на 70-80о.

С увеличением высоты увеличивается скорость ветра и его отклонение до 90о на уровне около 1 км.

      Скорость ветра измеряется обычно в м/сек, реже — в км/час и баллах. За направление принимается то, откуда дует ветер, определяемое в румбах (их 16) или угловых градусах.

Для наблюдений за ветром используется флюгер, который устанавливается на высоте 10-12 м. Ручной анемометр используют для кратковременных наблюдений за скоростью в полевых опытах.

Анеморумбометр позволяет дистанционно измерять направление и скорость ветра, анеморумбограф непрерывно регистрирует эти показатели.

     Суточный ход скорости ветра над океанами почти не наблюдается и хорошо выражен над сушей: в конце ночи — минимум, после полудня — максимум. Годовой ход определя-ется закономерностями общей циркуляции атмосферы и различается по районам Земного шара. Например, в Европе летом — минимальная скорость ветра, зимой — максимальная. В Восточной Сибири — наоборот.

      Направление ветра в конкретном месте меняется часто, но, если учитывать повторяемость ветров разных румбов, то можно определить, что некоторые бывают чаще. Для такого изучения направлений применяется график, называемый розой ветров. На каждой прямой всех румбов откладывают наблюдаемое число случаев ветра за нужный период и соединяют полученные значения на румбах линиями.

     Ветер способствует поддержанию постоянства газового состава атмосферы, перемешивая массы воздуха, переносит влажный морской воздух вглубь материков, обеспечивая их влагой.

Неблагоприятное действие ветра для сельского хозяйства может проявляться в усилении испарения с поверхности почвы, вызывая засуху, возможна ветровая эрозия почв при больших скоростях ветра.

Скорость и направление ветра необходимо учитывать при опылении полей ядохимикатами, при орошении дождевальными установками. Направление господствующих ветров надо знать при закладке лесных полос, снегозадержании.

Местные ветры.

Местными ветрами называют ветры, характерные только для определенных географических районов. Они имеют особое значение по своему влиянию на погодные условия, происхождение их различно.

      Бризыветры у береговой линии морей и больших озер, которые имеют резкую суточную смену направления. Днем морской бриз дует на берег с моря, а ночью — береговой бриз дует с суши на море (рис.2).

Они ярко выражены при ясной погоде в теплое время года, когда общий перенос воздуха слабый. В других случаях, например при прохождении цикло-нов, бризы могут маскироваться более сильными течениями.

Движение ветра при бризах наблюдается в нескольких сотнях метров (до 1- 2 км), со средней скоростью 3 — 5 м/сек, а в тропиках — и более, проникая на десятки километров вглубь суши или моря.

      Развитие бризов связано с суточным ходом температуры поверхности суши. Днем суша нагревается сильнее, чем поверхность воды, давление над ней становится ниже и формируется перенос воздуха с моря на сушу. Ночью суша охлаждается быстрее и сильнее, воздух переносится с суши на море.

       Дневной бриз понижает температуру и увеличивает относительную влажность, что особенно резко выражено в тропиках.  Например,  в  Западной  Африке  при движении  морского воздуха на сушу температура может снизиться на 10оС и более, а относительная влажность — повышается на 40%.

       Бризы наблюдаются также на побережьях больших озер: Ладожского, Онежского, Байкал, Севан и др., а также — на больших реках. Однако в этих районах бризы меньше по своему горизонтальному и вертикальному развитию.

      Горно-долинные ветры наблюдаются в горных системах главным образом летом и схожи с бризами по своей суточной периодичности. Днем они дуют вверх по долине и по склонам гор в результате нагревания солнцем, а ночью, при охлаждении, воздух стекает вниз по склонам. Ночное движение воздуха может вызвать заморозки, что особенно опасно весной в период цветения садов.

     Фён теплый и сухой ветер, дующий с гор в долины. При этом значительно повышается температура воздуха и падает его влажность, иногда очень быстро. Они наблюдаются в Альпах, на Западном Кавказе, на Южном берегу Крыма, в горах Средней Азии, Якутии, на восточных склонах Скалистых гор и в других горных системах.

     Фён образуется при пересечении хребта воздушным течением .  Так как с подветренной  стороны  создается разрежение, воздух засасывается вниз в виде нисходящего ветра. Опускающийся воздух нагревается по сухоадиабатическому закону: на 1оС на каждые 100 м спуска.

Например, если на высоте 3000 м воздух имел температуру -8о и относительную влажность 100%, то, спустившись в долину, он нагреется до 22о, а влажность снизится до 17%. Если воздух поднимается по наветренному склону, то происходит кондесация водяного пара и образуются облака, выпадают осадки, а спускающийся воздух будет еще более сухим.

Продолжительность фенов — от нескольких часов до нескольких суток. Фен может вызвать интенсивное таяние снегов и наводнения, иссушает почвы, растительность вплоть до их гибели. 

     Бора это сильный, холодный, порывистый ветер, который дует с низких горных хребтов в сторону более теплого моря.

Наиболее известна бора в Новороссийской бухте Черного моря и на Адриатическом побережье в районе г.Триеста. Сходны с борой по происхождению и проявлению норд в районе г.

Баку, мистраль на Средиземноморском побережье Франции, нортсер в Мексиканском заливе.

     Бора возникает при прохождении холодных масс воздуха через прибрежный хребет. Воздух стекает вниз под силой тяжести, развивая скорость более 20 м/сек, при этом сильно понижается температура, иногда больше чем на 25оС. Бора затухает в нескольких километрах от берега, но иногда может захватывать значительную часть моря.

     В Новороссийске бора наблюдается около 45 дней в году, чаще с ноября по март, с продолжительностью до 3 суток, редко — до недели.

 Общая циркуляция атмосферы

      Общая циркуляция атмосферы это сложная система крупных воздушных течений, которые переносят очень большие массы воздуха над Земным шаром.

В атмосфере у земной поверхности в полярных и тропических широтах наблюдается восточный перенос, в умеренных широтах — западный.

Движение воздушных масс осложняется в результате вращения Земли, а также рельефом и воздействием областей высокого и низкого давления. Отклонение ветров от господствующих направлений составляет до 70о.

      В процессе нагревания и охлаждения огромных масс воздуха над Земным шаром образуются области высокого и низкого давления, определяющие направление планетарных воздушных течений. По многолетним средним величинам давления на уровне моря выявлены следующие закономерности.

По обе стороны от экватора располагается зона низкого давления (в январе — между 15о северной широты и 25о южной широты, в июле — от 35о с.ш. до 5о ю.ш.). Эта зона, называемая экваториальной депрессией, распространяется больше на то полушарие, где в данном месяце лето.

В направлении к северу и югу от нее давление растет и максимальных значений достигает в субтропических зонах повышенного давления (в январе — на 30 — 32о северной и южной широты, в июле — на 33-37о с.ш. и 26-30о ю.ш.). От субтропиков к умеренным зонам давление падает, особенно существенно — в южном полушарии.

Минимум давления находится в двух субполярных зонах низкого давления (75-65о с.ш. и 60-65о ю.ш.). Дальше по направлению к полюсам давление вновь растет.

       В соответствии с изменениями давления располагается и меридиональный барический градиент. Он направлен от субтропиков с одной стороны — к   экватору, с другой — к субполярным широтам, от полюсов субполярным широтам. С этим согласуется и зональное направление ветров. 

     Над Атлантическим, Тихим и Индийским океанами очень часто дуют северо-восточные и юго-восточные ветры — пассаты. Западные ветры в южном полушарии, на широтах 40-60о, огибают весь океан.

В северном полушарии в умеренных широтах западные ветры постоянно выражены только над океанами, а над материками направления сложнее, хотя западные также преобладают.

Восточные ветры полярных широт отчетливо наблюдаются только по окраинам Антарктиды.

      На юге, востоке и севере Азии происходит резкое изменение направления ветров от января к июлю — это районы муссонов. Причины возникновения муссонов аналогичны причинам образования бризов. Летом материк Азии сильно нагревается и над ним распространяется область низкого давления, куда устремляются воздушные массы с океана.

     Образующийся летний муссон обуславливает выпадение больших количеств осадков, часто ливневого характера. Зимой над Азией устанавливается высокое давление из-за более интенсивного охлаждения суши, по сравнению с океаном и холодный воздух движется на океан, формируя зимний муссон с ясной сухой погодой. Муссоны проникают более чем на 1000 км в слое над сушей до 3-5 км.

Воздушные массы и их классификация.

    Воздушная масса — это очень большое количество воздуха, которое занимает площадь в миллионы квадратных кило-метров.

В процессе общей циркуляции атмосферы воздух расчленяется на отдельные воздушные массы, которые остаются длительное время над обширной территорией, приобретают определенные свойства и обусловливают различ-ные типы погоды.

Перемещаясь в другие области Земли, эти массы приносят с собой свой режим погоды. Преобладание в конкретном районе воздушных масс определенного типа (типов) создает характерный климатический режим района.

      Основные различия воздушных масс: температура, влажность, характер облачности, запыленность. Например, летом над океанами воздух влажнее, холоднее, чище, чем над сушей на той же широте.

     Чем дольше воздух находится над одной территорией, тем сильнее он подвергается изменениям, поэтому воздушные массы классифицируются по географическим зонам, где они сформировались.

Выделяют основные типы: 1) арктические (антарктические), которые перемещаются с полюсов, из зон высокого давления; 2) умеренных широт “полярные” — в север-ном и южном полушариях; 3) тропические — перемещаются из субтропиков и тропиков в умеренные широты; 4) экваториальные — формируются над экватором. В каждом типе выделяют морской и континентальный подтипы, различа-ющиеся прежде всего по температуре и влажности в пределах типа. Воздух, находясь в постоянном движении, переходит из района формирования в соседние и постепенно меняет свойства под влиянием подстилающей поверхности, постепенно переходя в массу другого типа. Этот процесс называется трансформацией.

     Холодными воздушными массами называют такие, которые перемещаются на более теплую поверхность. Они вызывают похолодание в районах, куда приходят.

  Сами они при движении прогреваются от земной поверхности, поэтому внутри масс возникают большие вертикальные градиенты температуры и развивается конвекция с образованием кучевых и кучево-дождевых облаков и выпадением ливневых осадков.

Воздушные массы, движущиеся на более холодную поверхность, называются теплыми массами. Они приносят потепление, но сами охлаждаются снизу. Конвекция в них не развивается и преобладают слоистые облака.

      Соседние воздушные массы разделены между собой переходными зонами, которые сильно наклонены к поверхности Земли. Эти зоны называют фронтами.

Источник: https://studizba.com/lectures/33-nauki-o-zemle/588-agrometeorologiya/11003-7-veter-obschaya-cirkulyaciya-atmosfery.html

Ссылка на основную публикацию