Центры действия атмосферы в северном полушарие

I. Постоянные центры действия атмосферы (в течение всего года)

1. Исландский циклон (минимум).

2. Азорский антициклон (максимум).

3. Северотихоокеанский (гонолульский) антициклон.

4. Гренландский антициклон.

II. Зимние центры действия атмосферы.

1. Алеутский циклон (Алеутская депрессия).

2. Средиземноморский циклон.

3. Азиатский (сибирский) антициклон.

4. Североамериканский (Канадский) антициклон.

III. Летние центры действия атмосферы.

1.Южноазиатский циклон.

Североамериканский циклон.

 

В связи с тем, что материки и океаны в различные сезоны года имеют разную температуру, на берегах морей и океанов возникают воздушные течения (ветры) направление которых от зимы к лету меняется на противоположное. Такие ветры называются муссонами.

Муссоны – это ветры, дующие по сезону. Зимний муссон – это ветер, который дует с суши на море. Зимой суша охлаждается сильней, чем море. Соответственно охлаждаются и приземные слои воздуха. Таким образом, над сушей формируется область высоко давления и барический градиент направлен с суши на море. Поэтому и ветер направлен с суши на море.

Летний муссон – это ветер, дующий с моря на сушу. Летом суша нагревается

 

сильнее, чем море. Соответственно над морем формируется область более

высокого давления относительно суши. Поэтому барический градиент (и ветер) направлен с моря на сушу.

 

Местные ветры

 

Местными ветрами называются такие воздушные течения, которые возникают и приобретают типичные свойства под влиянием физико-географических и термических условий. Обусловленные атмосферной циркуляцией над сравнительно небольшой площадью они оказывают большое влияние на погоду в районах их возникновения.

В различных географических районах земного шара наблюдаются различные разновидности местных ветров. Некоторые из них возникают лишь при определенных синоптических условиях. Рассмотрим некоторые разновидности местных ветров.

Горно-долинные ветры представляют собой местную циркуляцию воздуха между горным хребтом и долиной с суточным периодом. Горно- долинные ветры образуются вследствие различного нагревания воздуха над горным хребтом и долиной. Схема возникновения горно-долинной циркуляции показана на рис. 5.2 и 5.3

Рис. 5.4 Горно-долинный ветер ночью Рис.5.5 Горно-долинный ветер днем

Предположим, что точка А находится на склоне горы, а точка В на той же высоте в свободной атмосфере. Ночью склоны гор вследствие излучения охлаждаются сильнее, чем воздух в точке В на том же уровне. Возникает барический градиент направленный от точки А к точке В, и связанной с ним горный ветер (Рис.5.2). В дневные часы воздух на склонах гор нагревается сильнее, чем на том же уровне над дном долины. Возникает барический градиент, направленный из долины к склонам, т.е. от точки В к А и связанный с ним, долинный ветер (рис 5.3). кроме горного и долинного ветров в горных районах

возникают ветры склонов, дующие днем из долины вверх по нагретому склону, а ночью от склонов горы в долину.

Горно-долинные ветры наблюдаются во всех горных системах, и особенно хорошо выражены в ясную погоду летом.

Фен – теплый сухой ветер, направленный с гор, часто сильный и порывистый. Высокая температура и низкая относительная влажность при фене обусловлена следующими причинами.

Предположим, что насыщенный воздух на пути своего движения встретил горный массив высотой 4км. Воздушный поток вынужден будет подниматься по наветренному склону массива и опускаться с подветренной стороны (рис.5.4).

Пусть температура воздуха у поверхности Земли равна 15⁰С, а абсолютная влажность -6г/м³. При восходящем движении воздух, охлаждаясь на 1⁰ на каждые 100м подъема, всё больше будет приближаться к состоянию насыщения.

 

 

+50   уровень конденсации t=150 а=6г/м3 Тd=40С f=46%

t=300С f=20%

 

 

Рис. 5.6 Фен.

Из рис.5.6видно, что при данных начальных условиях воздух достигнет уровня конденсации, когда поднимется до высоты 1100м. выше уровня конденсации воздух будет подниматься как насыщенный и его температура будет понижаться на 0,5⁰на каждые 100м подъема. Подъем воздуха будет сопровождаться конденсацией водяного пара. При этом с наветренной стороны горы будут образовываться облака и выпадать осадки. Чтобы достигнуть вершины воздух должен будет подняться на 2900м над уровнем конденсацию. При этом его температура понизится на 14,5⁰ и станет -10,5⁰.

Достигнув вершины горного массива, воздух начнет переваливать через него, опускаясь вдоль склона с подветренной стороны хребта. Опускаясь, воздух будет нагреваться на 1⁰ на каждые 100м. поэтому в данном примере разница температуры на вершине горы и у её подножья с подветренной стороны составит 40⁰, и температура воздуха у подножья хребта составит 29,5⁰С, а относительная влажность уменьшится до 20%.

Таким образом, при фене на наветренной стороне хребта наблюдаются сложные метеорологические условия (облачность, осадки, ограниченная видимость), а на подветренной стороне – сухая малооблачная погода.

Бризы. Бризами называются ветры, меняющие своё направление на противоположное с суточной периодичностью. Возникают они по берегам морей и больших озер, а также на некоторых больших реках.

Дневной (морской) бриз направлен с моря на сушу, ночной (береговой) бриз-с суши на море.

Причиной возникновения бризов является неравномерное нагревание и охлаждение суши и водной поверхности в течение суток. Днем суша и воздух над ней нагреваются значительно быстрее, чем море. Так как в более теплом воздухе давление с высотой падает медленнее, чем в холодном, то на высотах изобарические поверхности приобретают наклон в сторону море (рис.5.5).

 

Р-3

Р-2

Р+1

__ ___ ___ ___ ____ ____ _____Р

 

суша

Р+2

море

 

Рис.5.7 Схема возникновения бризовой циркуляции.

Возникающий барический градиент на высотах вызывает движение воздуха с суши на море (антибриз). Вследствие интенсивного нагрева над сушей возникают восходящие движения. Над морем масса воздуха увеличивается, давление на нижних уровнях повышается, а изобарические поверхности приобретают наклон в сторону суши. Под действием барического градиента возникает движение воздуха с моря на сушу – морской бриз. (рис.5.6)

суша море

суша море

Рис. 5.8Бризы а- морской; б- береговой. 66

Морской бриз возникает в 10-11 часов утра. В течение дня он усиливается и достигает своего максимума после полудня, затем к вечеру затухает. Распространяется он в глубь суши на 20-40км, его вертикальная мощность достигает в среднем 1000м. верхнее протиивотечение (антибриз) распространяется до высоты около 3000м.

В ночные часы суша охлаждается сильнее моря, и в соответствии с этим устанавливается противоположная циркуляция воздуха. У Земной поверхности воздух перемещается с суши на море-береговой бриз, а в верхних слоях в обратном направлении. Береговой бриз возникает после захода солнца и продолжается до 10-11 часов следующего дня. Он выражен значительно слабее, чем морской бриз, так как контраст температуры между водной поверхностью и сушей днем значительно больше, чем ночью. Береговой бриз распространяется вглубь моря на 8-10км достигая высоты 200-300м. противотечение (антибриз) в этом случае простирается до высоты 600-800м.

В умеренных широтах бризы наблюдаются обычно летом в антициклонах при ясной погоде. В тропических широтах, где контрасты температуры между сушей и морем велики они наблюдаются в течение всего года.

Бора - сильный холодный ветер, направленный с прибрежных невысоких гор (высотой не более 1000м) на море. Она часто наблюдается на северо-восточном берегу Черного моря в районе г.Новороссийска когда над юго-востоком Европейской территории России устанавливается область высокого давления (антициклон), а над Черным морем -область низкого давления. Новороссийская бора (норд-ост), обычно наблюдаются зимой, когда вследствие движения холодного воздуха к Мархотскому перевалу (высота 450м) происходит постепенное накопление холодного воздуха, а затем быстрое его переваливание через хребет. За счет сужение воздушного потока в «воротах» перевала резко увеличивается скорость ветра (до 40-60м/с). при этом температура воздуха резко понижается (иногда до -20⁰-25⁰С). Бора распространяется в глубь моря на несколько километров, а вдоль побережья – на несколько десятков километров. вертикальная мощность потока составляет порядка 200м.

Разновидностью боры является сарма - ветер, дующий на западном берегу Байкала с Приморского хребта, а также мистраль - холодный северо-западный ветер на Средиземноморском побережье Франции, дующий с Севены в долину реки Роны.

Афганец – жаркий и очень пыльный ветер южного и юго-западного направления, несущий воздух с территории Ирана по верхнему течению реки Амударьи. Он связан с вторжением в пределы Туранской низменности холодных воздушных масс. Возникает афганец непосредственно перед прохождением холодного фронта, а после его прохождения затихает. При наличии афганца видимость на большой территории сильно ухудшается из-за песка с пыли. Возникают пыльные и песчаные бури. При этом создаются сложные условия для взлета и посадки самолетов, а также для визуального производства полетов. Афганец может наблюдаться во все времена года, его продолжительность может

составлять от одного до трех- четырех дней подряд.

У узкого выхода из Ферганской долины в районе станций Урсатьевской временами возникает так называемый урсатьевский ветер юго-восточного направления до 15-30м/с. Распространяется он до высоты 2000м. Скорость ветра возрастает с высотой и достигает максимума (35-50м/с) обычно на высоте 300-400м. Возникает урсатьевский ветер преимущественно с декабря по апрель. В году наблюдается в среднем до 70 дней с таким ветром. Причина возникновения урсатьевского ветра – определенного сочетание орографических и метеорологических факторов. Наиболее благоприятные условия для устойчивого сильного юго-восточного ветра создаются, когда большой горизонтальный градиент давления направлен с востока на запад. Это бывает при выходе циклонов с юга, юго-запада, а иногда с запада.

Местные ветры существенно влияют на погоду и климат многих районов, особенно прибережных и горных. Нужно учитывать их влияние и на полеты воздушных судов.