Понять небо
Шрифт:
В районе 30-й параллели движение у поверхности создают только слабые ветры. Пояс высокого давления здесь называется тропическим поясом высокого давления и существует в обоих полушариях. Во времена парусных судов моряки называли эти места "лошадиными" широтами, потому что часто попадали здесь в штиль, и приходилось максимально облегчать корабли. Выбрасывали за борт балласт, личные вещи и особенно тяжелые вещи, в том числе и повозки, которые везли с собой для колонизации Нового Света. У облегченного корабля было больше шансов реагировать на легкие бризы, позволявшие медленно, как на ленивой лошади, передвигаться в этих районах.
Возле экватора зона низкого давления называется поясом низкого экваториального давления, или Intercontinental Convergence Zone (ITCZ). Слабые ветры
На первый взгляд, сейчас все упрощается, благодаря спутникам, которые "видят" погоду и передают данные на Землю. Однако нарисованная здесь модель служит как опорная и хорошо иллюстрирует процессы происходящие между высоким давлением на полюсах с холодными воздушными массами и высоким давлением в тропиках с теплыми, что является причиной постоянного изменения погоды в средних широтах или умеренной зоне.
ВОЗДУШНЫЕ МАССЫ
Если воздух над территорией диаметром 1600 км и более имеет примерно одну температуру и влажность, мы называем его воздушная масса. Ее температура и влажность определяют состояние воздуха. Он может быть холодным, если образовался в полярных районах или теплым, если пришел из тропической зоны. Если он пришел с моря и имеет повышенную влажность, он называется морской, а если с суши и более сухой — континентальной воздушной массой. На рисунке 41 показаны четыре типа воздушных масс, нанесенные на карты Северной Америки и Европы и типичные для них. Понятно, что в Австралии господствуют только морские арктические и тропические воздушные массы.
Рис. 41. Движение воздушных масс.
Типы воздушных масс
• Континентальный арктический воздух (кАВ) — холодный и сухой. Формируется над сушей.
• Морской арктический воздух (мАВ) — холодный и влажный. Приходит с моря.
• Континентальный тропический воздух (кТВ) — теплый и сухой. Формируется над сушей.
• Морской тропический воздух (мТВ) — теплый и влажный. Приходит с моря.
Обсудим, как влияют приземные воздушные течения на погоду. Например, влажный морской воздух чаще легче сухого из-за наличия в нем более легких паров воды. Значит, относительно более влажные воздушные массы стремятся подняться над другими, имеющими такую же температуру. Также понятно, что насыщенный воздух, поднимаясь над холодной массой или перетекая через горный хребет, остывает и может достигнуть того состояния, когда начинается конденсация водяных паров, то есть образуются облака и возможны дожди. Процесс конденсации приводит к высвобождению скрытого тепла и некоторому повышению температуры воздуха, если воздух продолжает подниматься вверх из-за набегания потока на гору, он к тому же сжимается. Это приводит к мысли, что условия будут изменяться по высоте (приложение III). Эти процессы характерны для больших по площади сухих территорий, протянувшихся вдоль океанских или морских побережий (запад Северной и Южной Америк, северная Африка и др.).
Холодные воздушные массы, двигаясь низом с севера, в основном, проходят над более теплой поверхностью, которая нагревает их и вызывает нестабильность, как показано на рисунке 42.
Рис. 42. Стабильность воздушных масс
С другой стороны, теплые воздушные массы, двигаясь на север, часто на более холодные территории стабильны, потому что
Рис. 43. Сечение атмосферы
ЗНАЧЕНИЕ ФРОНТОВ
Все мы видим на телевизионных картах погоды фронты, пересекающие огромные территории. Они несут с собой изменение погоды и, обычно, сопровождаются образованием облаков и осадками. Пилоты должны понимать условия образования фронтов и их поведение, что очень важно для прогнозирования погоды.
Фронтом называют границу между холодной и теплой воздушными массами, как показано на рисунке 44.
Рис. 44. Теплый и холодный фронты
Если вперед движется более холодный воздух, то фронт называется холодным, если вперед движется теплый воздух, то это теплый фронт. На рисунке 45 показано, как фронты обозначаются на картах погоды. Иногда воздушные массы движутся вперед, до тех пор, пока их не остановит возросшее перед ними давление. В этом случае фронтальную границу называют стационарным фронтом. В данном случае важно, что фронт разделяет воздушные массы с различной температурой, а значит и разной плотности. Воздушные массы разной плотности не стремятся к перемешиванию, подобно, например, маслу с водой. Следовательно, стационарный фронт может стоять несколько дней.
ХОЛОДНЫЙ ФРОНТ
Холодный фронт движется, в основном, с севера на юг в северном полушарии и наоборот в южном. Этот фронт в своей передней части состоит из холодного, часто сухого воздуха. На рисунке 46 показано сечение холодного фронта, отмеченное на рисунке 45 (АА).
Рис. 45. Фронты на карте
Рис. 46. Сечение холодного фронта
Здесь мы рассмотрим две возможные ситуации: холодный воздух замещает нестабильный или стабильный воздух. В первом случае нестабильный теплый воздух поднимается, вытесняемый холодным, и формирует конвективные облака. Этот тип фронтальной активности часто сопровождают грозы и шквалы.
Шквалы продолжаются грозами, что распространяется на 80-500 км в глубину от фронта и вдоль него. Экстремальные условия погоды, в том числе и шквалы, рассматриваются в главе 11. Наличие шквала может значительно растянуть период плохой погоды.