ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.09.2020
Просмотров: 6109
Скачиваний: 505
падных ветров невелика,
но некоторый отток воз
духа от экватора они все
же обеспечивают '.
С различиями в нагре
вании и охлаждении мате
риков и океанов связано
возникновение муссонов.
Муссоны —
воздушные
течения, меняющие два
раза в год (от зимы к ле
ту и от лета к зиме) на
правление почти на про
тивоположное. Летом и зи
мой они очень устойчивы,
в переходных сезонах ус
тойчивость муссонов на
рушается.
Возникают муссоны в
Схематическое распределение
ПОЛОСе, ПОГраНИЧНОЙ МвЖ-
средних переносов воздуха:
д
у
м а Т е
р и К а М И И ОКвана-
•4 '•' у земной поверхности -*-—— на высоте около 7 км ^щ ТЭ.М ГДв КОНТЮЭСТЫ
Рис. 76. Муссоны над Азией давления особенно велики.
Зимой давление над мате
риками значительно выше,
чем над Океаном, и воздух двигается в соответствии с на
правлением барического градиента с суши на Океан (зимний
муссон). Летом, наоборот, при очень низком давлении над мате
риком направление движения воздуха с Океана на сушу (летний
муссон)
2
.
Хорошо видна связь муссонов с циклопической и антицикло
нической деятельностью в атмосфере. Они наблюдаются там, где
циклоны и антициклоны обладают устойчивостью и резким сезон
ным преобладанием одних над другими. Благодаря тому что
зимние устойчивые антициклоны и летние циклоны устанавли
ваются в умеренных широтах над восточными частями материков,
муссоны развиты на восточных окраинах материков.
Муссоны охватывают лишь нижний километровый слой тро
посферы, воздушного противотечения (антимуссона) над ними
нет. Зимой, когда муссон дует с суши, он совпадает с западным
переносом, летом он нарушает внизу западный перенос, господ
ствующий над ним в тропосфере.
Распространение муссонов не ограничено умеренными широ
тами. Они хорошо выражены и в тропических широтах.
1
Некоторые ученые считают возможным сохранить за этими ветрами
название антипассатов.
2
В Китае и Индии муссоном называют только летнее перемещение
воздуха на материк.
172
Причина возникновения
тропических муссонов
— различное
нагревание полушарий по сезонам и связанные с этим сезонные
смещения экваториальной депрессии и субтропических антицик
лонов, усиленные влиянием расположенных над сушей в умерен
ных широтах мощных зимних антициклонов и летних циклонов.
В июле экваториальная депрессия и субтропические антицик
лоны занимают крайнее северное положение. Область распростра
нения пассатов сдвигается к северу. В это время в полосе, при
мыкающей с юга к экваториальной депрессии (между январским
и средними ее положениями), место пассатов занимают ветры,
близкие по направлению к противоположным, так как воздух
направляется от экватора к сместившейся па север экваториаль
ной депрессии. К январю, постепенно смещаясь на юг, экватори
альная депрессия и субтропические антициклоны занимают край
нее южное положение (при этом депрессия только местами
заметно заходит к югу от экватора). Пассаты в северном полуша
рии доходят до экватора, сменяя господствовавшие в приэквато
риальной полосе в июле ветры, дующие от экватора. Таким обра
зом, возникает область смены ветров по сезонам на противопо
ложные (преобладающих зимой восточных па преобладающие
летом западные) — область тропических (экваториальных) мус
сонов. Летний муссон, дующий от экватора, приносит дождли
вую погоду. Зимний муссон — это пассат соответствующего полу
шария; он приносит очень мало осадков.
Там, где встречаются пассаты и противоположные им ветры,
дующие от экватора, располагается тропический фропт, непре
рывно перемещающийся то к северу, то к югу (в зависимости
от сезона).
Над Океаном, вне влияния суши, сезонные смещения эквато
риальной депрессии и субтропических областей высокого давле
ния малозаметны. Изменения давления в течение года над сушей
значительно увеличивают масштабы этих смещений, и в резуль
тате область распространения тропических муссонов охватывает
большие пространства. Особенно сильно проявляется влияние
Евразии и Африки на смещении областей высокого давления
в бассейне Индийского океана и на возникновении тропических
муссонов.
Муссонная циркуляция тропосферы — важная часть общей
атмосферной циркуляции, отражающая влияние, оказываемое на
нее неоднородной подстилающей поверхностью.
На фоне общей циркуляции атмосферы возникают циркуля
ции небольшого масштаба, обусловленные местными причинами,
из которых главная — влияние рельефа.
К
местным циркуляциям
относятся бризы, горно-долинные
ветры, фен, бора. Их называют также местными ветрами.
Бризы возникают на берегах морей, больших озер и некото
рых крупных рек и характеризуются резкой сменой направления
ветра в течение суток.
из
Днем, когда суша нагрета сильнее, чем вода, над ней возни
кают восходящее движение воздуха и отток его наверху в сто
рону водоема. В приземных слоях ветер дует с 8—10 часов утра
с моря на сушу. Это
морской бриз.
Уходящий в сторону суши
воздух компенсируется его опусканием над морем.
Береговой бриз
возникает после захода солнца и дует ночью,
когда суша охлаждается сильнее, чем вода. Циркуляция воздуха
противоположна дневной. При восходящих его токах (днем над
сушей, ночью над водой) образуются облака, при нисходящих
токах небо безоблачное.
Так как днем контрасты температуры между сушей и водой
больше, чем ночью, морские бризы выражены сильнее, чем бере
говые: их скорость больше (до 7 м/сек), мощность значительнее
(до 1000 м), полоса распространения шире (до 100 км).
Бризы особенно развиты там, где велики суточные колебания
температуры. Поэтому в тропических широтах они наблюдаются
весь год, в умеренных и высоких— только летом, особенно при
ясной погоде.
Возникают бризы па берегах океанов, морей, больших озер,
широких, полноводных рек, а иногда на окраинах болот, на
опушке леса, но здесь они выражены слабо.
Горно-долинные
ветры, как и бризы, имеют 24-часовую пери
одичность. Эта местная циркуляция, состоящая из двух взаимо
связанных частей: ветров склонов и собственно горно-долинных
ветров. Ветры склонов — результат различного нагревания и
охлаждения воздуха на одном и том же уровне у поверхности
склона и в свободной атмосфере. Днем при малооблачной погоде
воздух у склонов нагревается сильнее, чем воздух на том же
уровне, но на некотором расстоянии от склона, т. е. в свободной
атмосфере. В результате разницы в давлении возникает движение
его вверх по склону, а наверху — в сторону долины. Над долиной
воздух опускается и движется к склону. Ночью картина обратная:
воздух движется вниз по склону, а внизу — к долине, над доли
ной он поднимается и идет к склонам.
Собственно горно-долинные ветры вызваны тем, что воздух
в горной долине нагревается и охлаждается сильнее, чем воздух
на той же высоте над соседней равниной; поэтому днем он под
нимается вверх по дну долины (долинный ветер), ночью стекает
вниз (горный ветер). Вместе ветры склонов и собственно горно
долинные ветры образуют сложную систему местной циркуляции.
Фен и бора — непериодические ветры, возникающие под влия
нием рельефа на воздушные течения.
Фен
— теплый, сухой и порывистый ветер с гор, часто покры
тых снегом и ледниками. Он возникает при большом различии
атмосферного давления по одну и по другую сторону горного
хребта. Переваливая через хребет в сторону пониженного давле
ния, воздух на наветренном склоне охлаждается (на 1° на 100 м
174
до границы конденсации и на 0,5—0,6° на 100 м выше границы
конденсации) и теряет влагу (образуются облака, выпадают
осадки). На перевальной высоте он имеет соответственно более
низкую, чем в начале поднятия, температуру и абсолютную влаж
ность, совпадающую с максимальным влагосодержапием при дан
ной температуре.
На подветренном склоне, опускаясь, воздух адиабатически на
гревается (на 1° на 100 м) и удаляется от точки насыщения, при
обретая черты, характерные для фена: сравнительно высокую
температуру и низкую относительную влажность.
Фен часто дует зимой и весной. При большом дефиците влаж
ности воздуха он вызывает быстрое таяние и испарение снега
(фен называют пожирателем снега), а весной действует иссу
шающе на растения. Продолжительность фена — от нескольких
часов до нескольких суток. Скорость ветра — от затишья до
20 км/сек. Фен широко распространен. В Советском Союзе его
можно наблюдать на Кавказе (в Кутаиси 114 дней в году с фе
ном), в горах Средней Азии, в Якутии. В Северных Альпах ме
стами до 125 дней с феном. Родственный фену ветер в Скали
стых горах — чинук, фенообразные ветры пуэльче — в Чилийских
Андах, зонда — в Аргентинских Кордильерах, бохарок — на Су
матре, гибли — в Ливии, чили — в Тунисе, сарат — в Марокко
и др. К фенообразным ветрам можно отнести и сирокко (юг Сре
диземного моря), ибо он переваливает через хребты. Феновое про
гревание наблюдается при опускании дующего из Афганистана
в Туранскую низменность афганца.
Бора
— холодный, сильный ветер, дующий с невысоких (до
1000 м) прибрежных гор в сторону моря.
Бора возникает в том случае, если холодный воздух над сушей
отделен от теплого воздуха над водой невысоким хребтом. Холод
ный воздух постепенно скапливается перед хребтом и, перевалив
через него, с большой скоростью скатывается вниз, к морю. Опу
скаясь, воздух адиабатически нагревается, но разность темпера
тур холодного и теплого воздуха все равно остается большой.
В результате температура на побережье резко понижается.
Хорошо изучена новороссийская бора. Через Мархотский пере
вал (450 м) на хребте Варда к Черному морю со стороны суши
устремляется масса холодного воздуха. Скорость ветра достигает
40 м/сек, в отдельных случаях 60 м/сек. Температура на берегу
моря иногда понижается до —20, —25° С. Брызги воды, вызван
ные ветром, замерзают, и слой льда до 4 м мощностью быстро
покрывает набережную, а также различные предметы на берегу
и суда в море. Так как бора проявляется в море в полосе не более
3—5 км от берега, суда спешат уйти из бухты.
Бора наблюдается на западном берегу Байкала (сарма), Но
вой Земле (горная), Далматинском побережье (далматинская
бора), в Провансе (мистраль), в Техасе (норзер), на побережье
Антарктиды и в других местах.
№
Можно еще выделить
стоковые ветры,
возникающие там, где
холодный воздух под собственной тяжестью скатывается вниз.
К ним относятся прежде всего ледниковые ветры, дующие неза
висимо от времени суток. Они очень характерны для Антарктиче
ского ледяного плато.
Циркуляция
в стратосфере. В
нижней стратосфере сохраняется
та же атмосферная циркуляция, что и в верхней тропосфере, т. е.
западный перенос, кроме узкой полосы восточных ветров вдоль
экватора. Последняя связана со смещением в стратосфере субтро
пических зон высокого давления к экватору и расположением
их по обе стороны от экватора, вблизи от него. Выше 20 км в лет
нем полушарии в стратосфере господствует восточный перенос.
Барический градиент здесь направлен к экватору, так как тем
пература от полюса, где она наивысшая, в этом направлении
убывает; в зимнем полушарии стратосфера в общем вся холодная,
и в ней, как в тропосфере, западный перенос.
Рассмотрев циркуляцию воздуха атмосферы, мы убедились
в том, что она чрезвычайно сложна. Основная ее особенность —
вихреобразные движения разного масштаба — от очень мелких
до огромных вихрей. При осреднении общей картины выявляются
некоторые закономерности. Это прежде всего зональность воз
душных течений, обусловленная известными причинами (фигура
Земли, ее положение по отношению к Солнцу и движение) и на
рушения зональности, вызываемые влиянием подстилающей по
верхности (неравномерным распределением вод и суши, релье
фом и т. д.). Система воздушных течений обеспечивает перенос
тепла и влаги в географической оболочке, выравнивание тепло
вых различий между высокими и низкими широтами. Без учета
постоянного действия этой системы невозможно объяснить ба
ланс тепла и влаги на Земле.
ПОГОДА И КЛИМАТ
Понятия «погода» и «климат» нельзя рассматривать раздель
но, так как оба они относятся к состоянию атмосферы.
Погода — состояние атмосферы в каком-либо месте в данный
момент или за короткий промежуток времени, например за сутки
(погода суток). Понятие «погода суток» очень важно потому,
что сутки — самый короткий естественный период закономерных
изменений состояния атмосферы. Эти изменения можно просле
дить, наблюдая суточный ход элементов погоды: температуры и
влажности воздуха, облачности, осадков, атмосферного давления,
ветра.
Климат — тоже состояние атмосферы, но состояние характер
ное для какого-то пространства или Земли в целом. Представле-
177
ние о таком состоянии атмосферы можно получить только на
основании мпоголетпих данных о погоде, позволяющих выявить
закономерности ее смены, т. е.
режим погоды.
Таким образом, погода и климат взаимосвязаны. Климат вос
принимается через погоду, он как бы складывается из погоды.
Погода же рассматривается на фоне определенного климата.
ПОГОДА
Состояние атмосферы характеризуется не отдельно взятыми
элементами, например температурой или осадками, а их комплек
сом. В этом комплексе все элементы погоды взаимосвязаны, и
изменения одного из них отражаются на всем комплексе. Мы и
воспринимаем погоду не по отдельным элементам, а как целое,
в котором те или иные элементы могут выделяться как более
важные. Организмы по-разному реагируют, например, на одина
ково жаркую погоду, но в одном случае влажную, в другом —
сухую, на погоду с ветром или без ветра и т. д.
Систематические наблюдения за погодой, ее изучение позво
лили выделить комплексные типы погоды суток. Погода каждых
суток может быть отнесена к тому или иному типу. Типы по
годы объединяются в три большие группы: погоды морозные, с
переходом через 0° и безморозные. В каждой группе выделяется
несколько классов погод.
Безморозные
погоды имеют температуру воздуха выше 0°, не
только среднюю суточпую, но и минимальную. Они соответст
вуют условиям положительного радиационного баланса (редко
нейтрального).
К л а с с ы б е з м о р о з н ы х п о г о д
1
:
I.
Засушливо суховейная
(£°
С
с>22°, г
с с
<40°/о)
2
.
II.
Умеренно засушливая
(£°
С
с>22°,
г
С
с
от 40 до 6 0 % ) .
I I I .
Малооблачная.
Погоды трех первых классов связаны с устойчивым антицикло
ном.
IV.
Облачная днем.
Возникает при прохождении фронта днем
или при прогревании воздуха над теплой поверхностью.
V.
Облачная ночью.
Возникает при прохождении фронта
ночью или над теплой по сравнению с сушей поверхностью моря-
VI.
Пасмурная без осадков.
VII.
Пасмурная с осадками
(дождливая).
Погоды VI и VII классов имеют фронтальное происхождение.
VIII.
Влажнотропическая (f
cc
>22°,
г
С
с > 8 0 % ) . Свойственна
условиям избытка тепла и влаги.
' Классификация учитывает влияние погоды на жизнь и деятельность
людей.
- fee
— средняя суточная температура, г
сс
— средняя суточная относи
тельная влажность.
178
П о г о д ы с п е р е х о д о м ч е р е з 0°. Если средняя суточная
температура положительна, то минимальная отрицательна; если
средняя суточная температура отрицательна, то минимальная по
ложительна. Такая ногода обычно возникает в переходные сезоны.
К л а с с ы п о г о д ы с п е р е х о д о м ч е р е з 0°.
IX.
Облачная днем.
Нередко эта погода с ветром и осадками,
возникает при прохождении фронтов.
X.
Ясная днем.
Возникает при повышенном давлении. В юж
ных районах нашей страны она может быть в холодное время года.
М о р о з н ы е п о г о д ы . Характерны для них даже макси
мальные температуры ниже 0°. Морозные погоды соответствуют
условиям отрицательного рационального баланса, чаще при повы
шенном атмосферном давлении.
К л а с с ы м о р о з н ы х п о г о д .
X и XI.
Слабо и умеренно морозные (t°
CB
от 0° до — 12°,4).
Отвечают условиям небольшого отрицательного баланса солнеч
ной радиации.
XII.
Значительно морозная (f
cc
от — 12°,5 до — 22°,4).
X I I I .
Сильно морозная (t°
cc
от — 22°,5 до — 32°,4).
XIV.
Жестоко морозная (f
C
c
от — 32°,5 до 42°,4).
XV.
Крайне морозная (t°
C
c
ниже — 42°,5) '.
Рассмотренная классификация погод произведена с учетом их
влияния на жизнь и деятельность людей и находит применение
в практике.
Из классификации следует, что погоды различаются не только
в зависимости от радиационного баланса, но и от того, какие ат
мосферные процессы преобладают —
фронтальные
или
внутри-
массовые,
т. е. связанные с одной воздушной массой (они могут
совершаться и в циклоне и в антициклоне, но не по фронту).
Внутримассовые процессы связаны с нагреванием или охлаж
дением воздуха от подстилающей поверхности. В первом случае
происходит повышение температуры, возникает конвекция, об
разуются кучевые облака. Во втором — температура воздуха по
нижается, конвекция возможна лишь в приземном слое, типич
на инверсия.
Фронтальные процессы, вызванные поднятием воздуха по
фронту, во всех случаях сопровождаются образованием облаков,
осадками, ветрами, но погода теплого и холодного фронтов раз
лична. Для теплого фронта характерны преобладание слоистых
облаков, обложные осадки, слабые ветры; для холодного фрон
та — кучево-дождевые облака, ливневые осадки, порывистые
ветры. В общем, фронтальная погода очень сложна и изменчива,
особенно при прохождении линии фронта.
Постоянное перемещение циклонов и антициклонов — особен
ность атмосферной циркуляции в умеренных широтах, причина
1
Всего классов погод шестнадцать, но XVI класс относится к пого
дам безморозным.
179
изменчивости погоды. О приближений циклона свидетельствуют
понижение давления п появление облаков теплого фронта —
быстро движущихся перистых, постепенно сменяющихся пери
сто-слоистыми. В передней части циклона осадки обложпые из
слоисто-дождевых облаков, в тыловой — ливневые из кучево-
дождевых облаков. Ветер при прохождении циклона меняется
в зависимости от того, какой частью проходит циклон через ме
сто наблюдения: в южной части — от южного на юго-западный
и северо-западный, в северной от юго-восточного на восточный,
северо-восточный и северный. Смена ветров вызывает соответ
ствующую смену температуры.
Для антициклонов характерны нисходящие движения возду
ха, инверсия температуры, поэтому погода в антициклоне ма
лооблачная и сухая, летом жаркая, зимой — холодная. Под
слоем инверсии в теплое время года могут появляться плоские
кучевые облака, в холодное время суток и года возможно образо
вание туманов и слоистых облаков (выхолаживание воздуха).
Над слоем инверсии возможны волнистые облака. Ветры в анти
циклоне слабые во внутренних частях (нередко полное везвет-
рие) и различной силы на периферии.
Изменения погоды наблюдаются во всех широтах. Но если в
умеренных широтах погода очень изменчива, то в экваториаль
ных, где циклоническая деятельность не развита, она отличается
сравнительным постоянством. В течение суток происходят перио
дические изменения состояния атмосферы, связанные с нагре
ванием поверхности и находящегося над ней влажного воздуха
(развитие конвекции, образование облаков и выпадание из них
ливневых осадков) в одну часть суток и с сильным их охлажде
нием в другую. Однообразен и годовой режим погоды в эквато
риальных широтах. Различия погоды на разных широтах объяс
няются различиями радиационного баланса и циркуляцией атмо
сферы.
Прогноз погоды.
Изучение погоды имеет огромное практиче
ское значение. Прогнозы ее нужны всем отраслям народного хо
зяйства. Прогнозированием погоды занимается раздел метеороло
гии, называемый
синоптической метеорологией
1
.
Предсказания погоды возможны только на основании си
стематических наблюдений, производимых одновременно обшир
ной сетью метеорологических и аэрологических станций. Учреж
дения, занимающиеся получением сведений о погоде, составле
нием прогнозов и доведением их до сведения заинтересованных
организаций и населения, объединяются в Службу погоды. Служ
ба погоды имеется почти во всех странах. В СССР она входит
в состав Государственной гидрометеорологической службы при
Совете Министров СССР. Центральным научно-исследователь-
1
Synoptikos (греч.) — обозревающий все вместе.
180
ским и методическим органом Службы погоды является Гидро
метеорологический центр. В республиках, краевых и областных
центрах организованы Бюро погоды, подчиненные местным управ
лениям гидрометеослужбы. В Службу погоды включена часть
метеорологических станций (синоптические метеорологические
станции) \ ведущих наблюдения по единой программе одновре
менно восемь раз в сутки в 00, 03, 06 и т. д. часов гринвичского
времени
2
.
Кроме обычных метеостанций в труднодоступных районах
(горы, пустыни и т. д.) работают автоматические метеостанции.
Сведения о состоянии атмосферы передаются также с кораб
лей, самолетов, ракет, метеорологических спутников.
Огромная исходная информация, поступающая в гидромет
центр в виде цифровых телеграмм (их поступает несколько со
тен тысяч в сутки), обрабатывается на электронно-вычислитель
ной машине, которая выдает уже расчерченные карты фактиче
ского и прогностического полей атмосферного давления. Эти
карты с помощью фотоаппаратуры передаются в местную прогно
стическую сеть как основа для составления
карт погоды (синоп
тических карт)
республик, областей и т. д. и ее прогноза.
На синоптическую карту наносятся условными обозначения
ми и цифрами (по схеме, принятой Всемирной метеорологической
организацией) данные о погоде в пунктах ее наблюдения, пере
данные закодированной метеотелеграммой по радио или теле
графу.
Составляются приземные и высотные карты погоды. На при
земных синоптических картах показаны изобары, циклоны и ан
тициклоны, атмосферные фронты, различные воздушные мас
сы, области с осадками (рис. 78). Основные синоптические карты
содержат почти все сведения о погоде для большого прост
ранства. Вспомогательные ограничиваются данными по отдель
ным элементам. Кроме того, составляются аэрологические диаг
раммы, графики (например, изменения температуры с высотой)
и т. д.
Высотные карты погоды — карты абсолютной и относитель
ной топографии (рис. 53—56) — позволяют установить структур
ные особенности циклонов и антициклонов, фронтальных зон и
фронтов. Они необходимы для определения характера развития
процессов, причин изменений полей давления, температуры и
ветра в тропосфере.
Карты погоды — основа для ее предсказания. Синоптический
метод прогноза погоды пока еще главный, хотя уже не единствен
ный. Все большее значение приобретают, например, численные
1
Всего на Земле более 10 000 синоптических метеорологических станций.
1
Метеорологические станции, не входящие в Службу погоды, ведут
наблюдения в климатологические сроки: в 1, 7, 13 и 19 часов по местному
среднему солнечному времени.
181