Общие сведения о тропических циклонах. Основные понятия об общей циркуляции атмосферы

Систему воздушных течений крупного, планетарного масштаба принято называть общей циркуляцией атмосферы.

Первоначалыной причиной всех атмосферных движений является приток тепла от солнца и его неравномерное распределение над различными частями земной поверхности. Неодинаковое нагревание земной поверхности, а тем самым и атмосферы приводит к возникновению горизонтальных контрастов в поле температуры и давления воздуха. Разность давления в точках, расположенных на одном и том же уровне, и является непосредственной причиной возникновения воздушных течений. Если бы на воздушные течения действовала только сила барического градиента, то движение воздуха совершалось бы в направлении от высокого давления к низкому. В действительности этого не наблюдается, так как на движущийся воздух действуют также отклоняющая сила вращения Земли, сила трения и центробежные силы. Под действием отклоняющей силы вращения Земли воздух стремится двигаться вдоль изобары (изогипсы), оставляя низкое давление слева в северном полушарии и справа в южном полушарии.

Таким образом, одним из главных источников планетарных движений воздуха является разность температур экватор — полюс. Совершающуюся при этом работу можно рассматривать как результат действия огромной тепловой машины с нагреванием у экватора и холодильником у полюса. Такую условную машину академик В. В. Шулейкин называет тепловой машиной первого рода.

Атмосферная циркуляция имеет сложный характер. Это объясняется прежде всего неоднородностью подстилающей поверхности материков и океанов. Условия нагревания и охлаждения поверхности океанов и материков различны и имеют сезонный характер.

В холодное полугодие, особенно в средних и низких широтах, материки быстро охлаждаются и являются источниками холода, в то время как океаны, аккумулируя летом тепловую энергию, зимой охлаждаются медленнее, а поэтому становятся источниками тепла.

В летнее полугодие наблюдается обратное соотношение. Материки, нагреваясь быстрее, служат источником тепла, а океаны — холода. Вследствие этого имеет место сезонная смена разности температур между сушей и океаном, что приводит к возникновению между ними вторичной сезонной циркуляции. Такую тепловую машину принято называть тепловой машиной второго рода. Циркуляция, обусловленная работой этой машины, менее мощная, чем циркуляция, создаваемая тепловыми различиями между экватором и полюсами. Вторичная циркуляция проявляется главным образом в сезонной смене воздушных течений у поверхности земли между океанами и материками, известных под названием муссонов.

Рассмотрим основные черты атмосферной циркуляции над Тихим океаном. Тихий океан занимает более одной трети поверхности земного шара и располагается в обоих полушариях. Главную роль в атмосферной циркуляции над Тихим океаном играют общепланетарные факторы, в связи с чем ее нельзя рассматривать в отрыве от общей циркуляции атмосферы.

Над Тихим океаном четко разграничиваются четыре самостоятельные циркуляционные системы [47]. Две из них — внутритропические, или пассатные, которые характеризуются непрерывным движением нижних слоев тропического воздуха, в сторону экватора, где образуется так называемая внутритропическая зона конвергенции (ВЗК). Иногда образуются две ВЗК, одна из которых расположена в северном полушарии, другая — в южном. ВЗК представляет собой зону сходимости ветров, противоположных по направлению. В области ВЗК, вследствие восходящих вертикальных движений, обусловленных сходимостью ветра, наблюдаются мощные кучево-дождевые облака, из которых выпадают интенсивные ливневые дожди.

Две другие циркуляционные системы — внетропические — отличаются весьма сложной и сильно изменчивой структурой. Главной составной частью циркуляционных внетропических систем является постоянное наличие перемещающихся в том или ином направлении крупномасштабных атмосферных вихрей противоположного знака — циклонов и антициклонов.

В зоне между 25 и 35° широты постоянно наблюдается субтропический пояс высокого давления, состоящий из нескольких широтно ориентированных субтропических антициклонов. Субтропический пояс высокого давления четко разграничивает тропическую и внетропическую системы циркуляции атмосферы.

На экваториальной периферии субтропических антициклонов обоих полушарий возникают устойчивые по направлению воздушные потоки — пассаты. Ширина зоны пассатной циркуляции в обеих частях Тихого океана занимает примерно 60° широты, т. е. простирается на расстояние свыше 3600 миль. Границы пассатной циркуляции в зависимости от сезона испытывают широтные перемещения. В феврале они располагаются на 5—10° южнее, чем в августе. Между субтропическими антициклонами в направлении по меридиану располагаются пассатные фронты. Контрасты температур в зоне пассатного фронта весьма незначительные и обычно не превышают 4—5° С.

Экваториальная ложбина, или зона конвергенции пассатов северного и южного полушарий, характеризуется значительным ослаблением скорости ветра и сходимостью линий тока [33].

По современным представлениям [22], существуют две ветви ВЗК — одна из них расположена в северном полушарии, другая — в южном. В некоторых случаях обе ветви ВЗК находятся в одном и том же полушарии.

В тех случаях, когда ветви ВЗК располагаются по обе стороны от экватора, в приэкваториальной области наблюдаются западные ветры. К северу и югу от нее наблюдаются северо-восточные (в северном полушарии) и юго-восточные (в южном полушарии) пассатные ветры.

К северу и югу от осей планетарного пояса высокого давления располагаются внетропические системы циркуляции атмосферы.

Характерным для циркуляции атмосферы в умеренных широтах обоих полушарий является наличие хорошо выраженного западно-восточного переноса, в направлении которого смещаются циклоны и антициклоны.

В отдельные периоды в определенных районах земного шара образование высотных блокирующих максимумов нарушает западно-восточный перенос; циклоны и антициклоны начинают перемещаться с меридиональной составляющей к северу или югу в зависимости от направления ведущего потока.

Воздух умеренных широт и тропический воздух разделяют так называемые полярные атмосферные фронты. В зоне между арктическим воздухом и воздухом умеренных широт возникают арктические фронты, на которых образуются и развиваются циклоны умеренных и высоких широт.

На средних многолетних, а также ежегодных картах давления за тот или иной сезон можно обнаружить устойчивые области низкого и высокого давления или так называемые центры действия атмосферы. Основными климатологическими центрами в Тихом океане являются алеутский минимум, северотихоокеанский и южнотихоокеанский максимумы. Среднее месячное давление в центре алеутского минимума находится в пределах 995—1010 мб. В центрах субтропических максимумов давление воздуха колеблется около 1020—1025 мб.

На ежедневных картах погоды можно заметить, что циклоны и антициклоны смещаются с довольно большими скоростями. Средняя скорость перемещения циклонов 40—50 кмч. Средняя скорость перемещения антициклонов 20—30 кмч летом и 45—55 кмч зимой. Максимальные скорости перемещения циклонов и антициклонов могут достигать 100 кмч.

Наибольшее давление в центрах антициклонов достигает 1050—1060 мб, а минимальное давление в центрах внетропических циклонов бывает около 940—950 мб.

Максимальная продолжительность существования антициклонов доходит до 35—40 суток, а средняя продолжительность их существования летом составляет 5, а зимой — 3 суток. Средняя продолжительность существования циклонов находится в пределах 1—3 суток.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 48 | 0,206 сек. | 12.55 МБ