Понять небо
Шрифт:
Отметим, что гребень спускается вниз из центра возвышенности (высокого давления) и вращение воздуха по изобарам по часовой стрелке. Впадины тянутся из барических систем низкого давления и расположены там, где изобары вытянуты по направлению к экватору, в них циркуляция против часовой стрелки.
Эта модель, созданная для северного полушария, приемлема и южнее экватора. Мы видим, что основные западные ветры движутся вверх-вниз на гребнях и впадинах (рис. 58). Их называют длинные волны, и, обычно, их от трех до семи вокруг земного шара. Они накладываются на короткие волны, показанные на рисунке 65.
Длинные волны чаще всего движутся медленно, дрейфуя в восточном направлении
Рис. 66. Волны у поверхности
ВПАДИНЫ В ВЕРХНИХ СЛОЯХ
Когда формируется впадина в верхних слоях, она образует облака в поднимающемся воздухе так же, как система низкого давления. Обычно эти облака располагаются широким поясом на высоте, если, конечно, впадина не углубляется до земли. В этом случае, облака гуще и часто одаривают нас осадками типично, как облака в приземных циклонах.
Понимая процессы в верхних слоях, пилоты могут предсказать ветер и погоду до и после каких-то погодных явлений. В основном восходящие потоки и дожди предшествуют впадине в верхних слоях воздуха с юго-западными ветрами наверху и западными у поверхности (северо-западные наверху и западные у поверхности в южном полушарии), как на рисунке 67. Когда проходит гребень на высоте, дуют северо-западные ветры и западные у поверхности (юго-западные наверху с западными у поверхности в южном полушарии) и ясно. Отметим, что ветер поворачивает против часовой стрелки на высоте до впадины и по часовой стрелке, когда она проходит (в обоих полушариях).
Рис. 67. Впадина
СТРУЙНЫЕ ТЕЧЕНИЯ
На рисунке 43 показано расположение струйных течений на границах воздушных масс. Мы будем рассматривать, как они формируются в следующей главе, а здесь только констатируем, что скорость в них очень высока, более 320 км/ч на некоторых участках и направлены они с запада на восток. Струйные течения полярных фронтов, в основном, круговые вокруг Земли, но образуются в сегментах длиной 1600–4800 км.
Тропические струйные течения имеют тенденцию быть спокойнее, выше и короче. Полярные течения являются хорошим индикатором погоды у земли. Когда течение с плавным изгибом пересекает какую-нибудь территорию, как на рисунке 68, оно имеет малую область влияния и определяет в основном хорошую погоду южнее (севернее в южном полушарии). Когда струйное течение имеет сильный изгиб, как на второй части рисунка, оно определяет холодный фронт и формирование циклона, который за ним вскоре последует. Это течение обычно предшествует фронту за несколько часов или дней, хотя мощный фронт может располагаться и двигаться относительно струйного течения, как показано.
Рис. 68. Эффекты
ВЫСОТНЫЕ ВЕТРЫ И МОДЕЛИ ДАВЛЕНИЙ
Даже когда нет концентрированных струйных течений, высотные ветры направляют движение барических систем и фронтов. Типичные формы низкого давления под направленными к полюсу потоками ветра показаны ранее. Циклоны двигаются медленно под этим течением, в конце концов застаиваются и рассеиваются.
Системы высокого давления также направляются высотными ветрами, но они дрейфуют в более южном направлении в северном полушарии и севернее — в южном. На рисунке 69 показаны типичные модели барических систем низкого и высокого давлений, дрейфующих летом и зимой.
Рис. 69. Движение барических систем
В определенные периоды года высотные ветры на некоторых территориях отсутствуют. Это позволяет основным барическим системам сохраняться дни и недели. Например, летом, когда струйные течения движутся на север в северном полушарии, на побережье Флориды устанавливается устойчивая зона высокого давления, называемая Бермудским антициклоном, выталкивающая теплый, влажный воздух на юго-восточные территории США. Похожий процесс происходит на побережье Португалии — Азорский антициклон, который влияет на погоду в Испании и Западной Европе, посылая теплый воздух и делая пляжи там очень привлекательными для отдыхающих.
Кроме того, хорошо известны устойчивые барические системы: летняя морская — Тихоокеанский антициклон в северном полушарии, Калифорнийский циклон и мощный теплый циклон на Среднем Востоке. Зима приносит антициклоны в Канаду и Сибирь и циклон в Исландию.
ПОГОДА В ТРОПИКАХ
Ниже широты 20° силы Кориолиса становятся незначительными настолько, что ветры дуют не параллельно изобарам, а пересекают их, увеличивая угол даже на высоте. Возле экватора воздушные потоки перпендикулярны изобарам. В дополнение, фронты и крупные барические системы редко посещают тропики, но ежедневные процессы, сезонные изменения, малые волны и тропические циклоны делают свое дело.
Солнечный прогрев очень сильно влияет на погоду и ветер в тропиках, потому что он здесь очень интенсивный. Тепловые системы низкого давления (рис. 62) формируются над сухими и голыми участками поверхности, в то время, как над более прохладными территориями (озера и леса) образуются системы относительно более высокого давления. Горы и другие топографические особенности приводят к изменению дневных потоков воздуха. Погода в тропиках имеет тенденцию повторяться изо дня в день в данный сезон.
Другие ежедневные эффекты связаны с атмосферными течениями. Также как океан водный, океан воздушный имеет приливы и отливы дважды в день. Это ощущается по изменению давления на поверхности в 2–3 гПа. Если точно определить местное время на данной широте, то пик прилива наблюдается в 10:00 и 22:00, а отливы в 4:00 и 16:00. Эти приливы и отливы движутся с востока на запад и изменяют соответственно ветер.
Сезонные изменения в тропиках связаны с наклоном Земли и относительной миграцией пояса низкого экваториального давления (ITCZ) к северу и югу. ITCZ показана на рисунке 40 и состоит из экваториального пояса низкого давления с восточными ветрами, сходящимися к областям максимального прогрева. Рисунок 70 показывает ITCZ, типичные для января и июля с моделью ветров. Отметим, что ветры, в основном восточные, за исключением территорий, где ITCZ смещается дальше от экватора. В этом случае, они дуют с океана и несут сезонные дожди.