Материал: 5721

90

Рис.4.9. Геопотенциал избарической поверхности 500 гПА (февраль 1980) г.

2.В случае расположения центра ЦПВ в феврале над полуостровом Таймыр (рис. 4.8) в июне-июле и даже августе над большей частью умеренных широт отмечается избыточное количество осадков, над Канадой в это время преобладает атмосферная засуха

3.В случае расположения центра ЦПВ в феврале ближе к Северному полюсу (рис. 4.9) – условия увлажнения летнего

91

периода в умеренных широтах находятся в пределах средних многолетних значений.

Струйные течения

Одной из наиболее важных и интересных особенностей циркуляции атмосферы кроме циклонов и антициклонов является существование в верхней тропосфере так называемых струйных течений. Их изучение имеет не только научное, но и большое практическое значение.

Струйным течением называют узкий поток воздуха с квазигоризонтальной осью, располагающийся в верхней тропосфере обычно на высоте 9-12 км. Струйные течения имеют тысячи километров в длину, сотни в ширину и несколько (2-4) километров в толщину (по вертикали). Наиболее сильные ветры наблюдаются в центральной части струи, где их скорость больше 30 м/с и достигает в некоторых случаях 100-160 м/с и даже несколько более (200 м/с). Горизонтальные градиенты скорости ветра в этом течении очень велики: на 100 км расстояния разность скорости составляет 10-15 м/с, увеличиваясь иногда до 25-30 м/с на 100 км. Вертикальный градиент скорости ветра в струе составляет от l,0 до 4,0 м/с на 100 м высоты. Располагается струйное течение обычно не строго по широте, а образует на отдельных участках изгибы и иногда принимает даже меридиональное направление (Г.В.Свинухов, 1977, 1991).

Струйные течения наблюдаются почти над всеми районами земного шара, имея различную повторяемость и ряд особенностей в разных районах. Существенно отметить тесную связь струйных течений с наличием в атмосфере зоны, в которой наблюдаются большие горизонтальные контрасты температуры, получившей название высотной планетарной фронтальной зоны (рис. 4.10). В области основного (субтропического) струйного течения, располагающегося на широтах 30-35° на высоте 12-12,5 км, тропопауза претерпевает как бы разрыв: к югу от струйного течения она располагается выше (14-15 км) и оказывается более холодной (-60 С, -70°С), а к северу тропопауза ниже (10-11 км) и теплее (-45 С, -50°С).

92

Летом в тропосфере от полюса до тропиков преобладают относительно слабые западные течения, а к югу от тропиков – восточные.

Рис. 4.10. Среднее распределение скорости ветра (м/с) в январе в области планетарной фронтальной зоны на уровне 11-14 км.

Выше 20 км (в стратосфере) над всем полушарием ветер принимает восточное направление, достигая максимума скорости на высоте 50-70 км (порядка 60-70 м/с), выше 80-90 км воздушные течения опять переходят на западные. В зимнее время, как уже и указано, такого изменения направления ветра не наблюдается и ветер над всем полушарием (кроме экватора) продолжает сохранять западное направление до высоты 40-50 км.

По высоте струйные течения делятся на тропосферные и стратосферные, по широтному положению – на струи умеренных широт, субтропические и экваториальные. Струйные течения – сильные воздушные течения, которые выделяются среди слабых ветров на поверхностях АТ-500, АТ-300 гПа, как и на вышележащих поверхностях наподобие гигантских струй. Они возникают в результате трансформации воздушных масс в зонах сходимости, где генерируется огромное количество кинетической энергии.

Преобразования энергии происходят главным образом в системе формирования циклонов и антициклонов. Струйное течение представляет сплюснутую, сравнительно широкую зону больших скоростей ветра. Длина струйного течения составляет

93

тысячи километров, ширина – сотни километров, а толщина нескольких километров. Максимальная скорость ветра приходится на ось струйного течения, где она составляет от 30 до 64 м/с и более. Ось струйного течения лежит вблизи тропопаузы (обычно над ней). Струйные течения с небольшими изменениями интенсивности окаймляют весь земной шар в обоих полушариях. Интенсивность струи больше у восточных берегов материка Азии и Северной Америки и слабее над Восточными районами Атлантики и Тихого океана.

С положением осей струйных течений тесно связаны приземные фронтальные разделы, такие как Арктический и Полярные фронты. Зимой – Полярный фронт передвигается далеко на юг. В центре внимания оказывается Арктический (Антарктический) фронты.

Активность Арктического (Антарктического) фронтов зимой велика над северным и южным полушариями. Она связана с мощным проникновением холодных масс арктического и антарктического воздуха далеко в умеренные широты по восточной периферии устойчивых тропосферных гребней. От положения и активности Арктического (Антарктического) фронтов зимой зависит увлажненность последующего летнего периода в умеренных климатических широт северного и южного полушарий.

4.3. Роль рельефа в формировании климата Земли

Рельеф нередко имеет решающее значение в формировании климата той или иной территории. Существенное значение горные хребты имеют в распределении солнечной радиации, оказывают влияние на распространение воздушных течений у земной поверхности и на циклоническую деятельность. Создаются специфические особенности климата в самой горной местности. Горные системы оказывают существенное влияние и на соседние районы. Так, рельеф, вызывая различия между температурой склонов и свободной атмосферы на той же высоте, приводит к образованию местной горно-долинной циркуляции; с другой стороны, возвышенности как препятствие, стоящее на пути циркулирующих воздушных масс, изменяют их движение и

94

вызывают при этом ряд явлений, не встречающихся в местах с равнинным рельефом.

Масштабы воздействия рельефа на климат также весьма разнообразны. Самые мощные горные системы в состоянии в той или иной мере воздействовать и на главные течения общей циркуляции атмосферы. Так, западно-восточный перенос в средней атмосфере над континентом Азии претерпевает существенное ускорение в полосе, лежащей севернее центральноазиатских нагорий, что связано со сближением линий тока при обтекании нагорий.

Холмистый рельеф обуславливает пятнистость в распределении облачности, осадков, туманов, гроз, в осаждении гололеда и т.д. Такие особенности граничат уже с микроклиматическими. Знание их имеет большое значение при правильном, научно обоснованном использовании всех природных ресурсов страны.

Влияние рельефа на ветер. Неровности рельефа при наличии ветра, обусловленного общециркуляционными причинами, приводят к перетеканию воздуха через возвышенности, обтеканию их с боков и ослаблению скоростей или затишью в защищенных от ветра местах. Преобладание тех или иных явлений зависит от форм рельефа и температурной стратификации.

Так, при сверхадиабатических градиентах большой вертикальный обмен способствует преодолению возвышенностей и созданию ветра даже на крутых подветренных склонах, причем при благоприятных условиях ветры могут достигать значительной силы-При большой крутизне подветренной части склона или котловины там образуются вихри с горизонтальной осью, дающие на дне долины или котловины ветер, обратный обтекающему потоку, и скачок ветра на некоторой высоте над долиной (рис. 4.11).

При устойчивом состоянии атмосферы преобладает обтекание горных массивов с боков и резкое усиление скоростей ветров на перевалах, через которые происходит перетекание. На подветренных склонах при этом легко образуются области затишья. Таким образом, создаются условия для развития повышенных скоростей ветра на выпуклых формах рельефа и