Навігація


Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
Загальна циркуляція атмосфери. Пасати та інші постійні вітриЗагальна циркуляція атмосфериАТМОСФЕРАКанали вертикальної циркуляціїВплив урбоекосистеми на атмосферуАТМОСФЕРНІ ФАКТОРИ СЕРЕДОВИЩАНормування викидів шкідливих речовин в атмосферуЛюдина і атмосфераЕкологічна оцінка атмосфериЦиркуляція вод океаносфери
 
Головна arrow Географія arrow Загальне землезнавство
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Загальна циркуляція атмосфери

Під загальною циркуляцією атмосфери розуміють сукупність основних видів повітряних рухів у нижній атмосфері, внаслідок яких здійснюється обмін великих мас повітря в горизонтальному і вертикальному напрямах. Ці повітряні течії зумовлені перш за все різницею температур між екваторіальними і полярними широтами, материками й океанами, а також обертанням Землі навколо своєї осі.

Коли б поверхня Землі була рівною і одноманітною, тобто тільки сушею або водною оболонкою, і на повітряних потоках не позначалась би відхиляюча дія обертання Землі, тоді схема циркуляції повітря була б досить простою: холодне повітря розтікалось би в приземному шарі від полюсів до екватора, а більш легке тепле утворило б на певній висоті компенсаційний потік від екватора до полюсів. Рух повітря, таким чином, здійснювався б уздовж меридіанів.

Насправді ж загальна циркуляція має значно складніший вигляд. На ній позначається вплив форми Землі, добове обертання Землі, річний рух Землі, особливості розподілу суші і моря, характер рельєфу, океанічні течії, поширення льодовиків тощо.

Земна поверхня, маючи кулясту форму, нагрівається Сонцем нерівномірно, і саме ця нерівномірність надходження сонячної енергії в різних широтах є основною причиною виникнення атмосферної циркуляції великого масштабу, яка шляхом переносу величезних мас холодного й теплого повітря в меридіональному напрямі вирівнює температурну різницю між високими і низькими широтами Землі. Крім того, навіть на одній і тій самій широті сонячна радіація поглинається неоднаково материками й океанами, лісами й пустелями, засніженими й оголеними поверхнями. Внаслідок цього виникає циркуляція малого масштабу між материками й океанами, горами й долинами тощо.

Як уже зазначалося, сила Коріоліса зумовлена осьовим обертанням Землі і дуже відчутно впливає на напрям руху вітрових течій. В умовах широтного розташування постійних центрів дії атмосфери це призводить до формування в тропосфері переважно західно-східного переносу повітряних мас.

Рух Землі навколо Сонця є причиною утворення сезонних центрів дії атмосфери. Формування над материками зон пониженого тиску влітку і підвищеного взимку діаметрально змінює напрями циркуляції повітря над одними і тими ж регіонами земної поверхні. Певних сезонних змін зазнає циркуляція повітря і над океанами.

Наявність нерівностей на земній поверхні також позначається на напрямі переміщення повітряних мас. Значно впливають на загальну циркуляцію гори, які нерідко є нездоланною перешкодою для панівних течій і значно трансформують властивості повітря. Над рівнинами й низовинами, як і над морем й океаном, напрям руху повітря визначається переважно меридіональними і широтними особливостями просторового розподілу атмосферного тиску і впливом сили Коріоліса. Основні фізичні характеристики повітря (вологість, температура, прозорість) значною мірою залежать від підстилаючої поверхні. Так, теплі океанічні течії нагрівають повітря і насичують водяною парою, а холодні, навпаки, сприяють його охолодженню (при цьому повітря більш прозоре через низький вміст в ньому вологи).

Зрозуміти деякі закономірності руху повітряних мас дозволяє схема загальної циркуляції атмосфери, яку запропонував у 1897 р. норвезький кліматолог Ф.К. Б'єркнес (рис. 18). Згідно з цією схемою, в кожній півкулі можна виділити три кільця циркуляції повітря.

Перше кільце охоплює тропічні широти, до нього належать висхідні потоки теплого легкого повітря над екватором, які вітрами переносяться до тропіків і опускаються на широтах близько 30°. Звідси, з баричних максимумів повітря пасатами повертається до екватора — баричного мінімуму.

Друге кільце формується в помірних широтах і виражене менш чітко. Тут переважають західні вітри, що дмуть із субтропічних баричних максимумів. При цьому частина повітря з мінімумів помірних широт повертається в тропічні широти, а інша потрапляє в полярні.

Загальна циркуляція атмосфери

Рис. 18. Загальна циркуляція атмосфери

В полярних кільцях відбувається опускання повітря внаслідок зменшення його об'єму під впливом сильного охолодження. Повітря поступово розтікається до арктичного і антарктичного фронтів. У верхніх шарах тропосфери формуються горизонтальні компенсаційні течії.

Незважаючи на детальну характеристику загальної циркуляції атмосфери, ця схема не відображає всіх закономірностей руху повітря. Так, у ній зовсім не враховано вплив неоднорідності земної поверхні. Разом з тим відомо, наскільки важливу роль в переміщенні повітря відіграють суттєві відмінності в нагріванні материків і Світового океану. Фактична циркуляція ще більше ускладнюється циклонічною і антициклонічною діяльністю. Новітні дослідження показали, що обмін повітря ними масами між екваторіальними і полярними широтами досягається, головним чином, горизонтальним переміщенням. Вертикальні кільця проявляються нечітко і не е стійкими утвореннями, особливо у позатропічних широтах.

У загальній циркуляції атмосфери добре простежується зональність в розподілі вітрів: у низьких широтах переважає східний тропічний перенос повітря, у середніх — західний, у високих — полярна циркуляція з переважно північно-східними вітрами у Північній півкулі і південно-східними — в Південній.

Східний тропічний перенос формується пасатами — постійними вітрами помірної сили (в середньому 6—8 м/с), що дмуть із субтропічних антициклонів у бік екваторіального баричного мінімуму. Оскільки міжширотні градієнти температури в жаркому поясі невеликі, то і атмосферна циркуляція менш інтенсивна, ніж в помірних широтах. У Північній півкулі пасати мають напрям з північного сходу на південний захід, а в Південній — з південного сходу на північний захід. Пасатна смуга не суцільна в тропічному поясі: ці вітри відсутні, наприклад, над південною частиною Північної Америки і над північною Австралією.

Зона панівних західних вітрів охоплює в помірних широтах всю тропосферу. Швидкість вітру змінюється в широких межах, середня ж становить 5—10 м/с.

У полярних поясах обох півкуль до висоти 2—3 км переважають вітри східних румбів з малими швидкостями. Це пояснюється відсутністю постійного полярного антициклону. Відтікаючи в приполярні широти, арктичне і антарктичне повітря нагрівається й опадів, як правило, не дає. На вищих рівнях у цих широтах панують західні вітри.

Західно-східний перенос повітря в помірних широтах постійно порушується циклонічною і антициклонічною діяльністю. Частому зародженню циклонів сприяють тут значні контрасти температур повітря, які створюють сприятливі умови для інтенсивної адвекції (горизонтального перенесення) тепла і холоду. Найчастіше вони утворюються на півночі Атлантики і Тихого океану. Взимку, коли збільшуються контрасти температур між океаном і материками, циклонічна діяльність посилюється. В цей час циклони зароджуються і над Середземним морем.

Циклони помірних широт — це грандіозні порівняно плоскі атмосферні вихори розміром до декількох тисяч кілометрів. Повітря в такому вихорі рухається за спіраллю навколо центра, повільно до нього наближаючись. Причиною цього є знижений тиск в центральній частині.

Зростання атмосферного тиску може спричинити утворення антициклонів — баричних максимумів в однорідній повітряній масі. Повітря в них опускається, ущільнюється і притискується до земної поверхні. З низхідними токами пов'язане адіабатичне нагрівання повітря та його висихання. Тому в антициклоні, на відміну від циклонів, погода ясна і суха, небо безхмарне. Температура влітку висока, а взимку дуже морозна. В центрі антициклона стоїть штиль, а на периферії дмуть слабкі вітри.

Істотну роль у загальній циркуляції атмосфери відіграють мусони (тропічні і позатропічні) — стійкі сезонні повітряні течії з різкою зміною переважаючого напряму вітру від зими до літа і навпаки. Влітку, коли краще нагрітий суходіл, з океану дме вологий вітер — літній мусон, який приносить щедрі опади. Взимку ж, навпаки, відбувається перенос повітря з холодної суші на більш теплий океан у вигляді сухого й холодного зимового мусону. Мусони дуже характерні для Східної та Південно-Східної Азії, Індії, Пакистану, Бангладеш.

Виділяють ще екваторіальні мусони. Вони утворюються у зв'язку з періодичним сезонним переходом пасатів через екватор з однієї півкулі в іншу. Цей перехід зумовлюється міграцією термічного екватора внаслідок зміни зенітального положення Сонця. При переході через екватор повітряні течії відхиляються під впливом сили Коріоліса в іншій півкулі не на захід, а на схід. Так виникають між східними пасатними течіями окремі вузькі приземні західні потоки повітря, які рухаються безпосередньо вздовж екватора.

В екваторіальній смузі сходяться і затихають північно-східні і південно-східні пасати. Це так звана зона екваторіального затишку, відома раніше як пояс штилів. Для неї характерний низький атмосферний тиск і слабкі змінні вітри. Повітря в зоні затишку нагрівається і піднімається вгору, де розтікається на північ і південь, відхиляючись у Північній півкулі праворуч, а в Південній — ліворуч. Так утворюються антипасати. Висхідні течії повітря, охолоджуючись, виділяють водяну пару. Тому в зоні затишку часто спостерігається велика хмарність і випадає багато опадів.

З висотою різниця температур між екватором і полюсами в тропосфері зменшується, але не зникає. Оскільки контрасти температур взимку більші, ніж влітку, то й атмосферні циркуляції протікають у цю пору інтенсивніше. Внаслідок цього переважаючі західні вітри мають у помірних широтах в холодну пору більшу швидкість, ніж у теплу.

Вітри, властиві тій чи іншій фронтальній зоні, з висотою посилюються, оскільки зменшується тертя. У верхніх шарах атмосфери і нижніх шарах стратосфери вітри дмуть з великою швидкістю (від 50 до 100 м/с) у вигляді сильних вузьких струменів. Звідси і походить їхня назва — струминні течії. Довжина їх може сягати тисячі кілометрів.

Таким чином, загальна циркуляція атмосфери має досить складний вигляд. У зв'язку з перепадами тиску повітря переміщується в тропосфері у вигляді пасатів і антипасатів, західних вітрів у помірних широтах, полярних вітрів, різних вітрів меншого масштабу і повітряних потоків. Ці переміщення повітряних мас мають великий вплив на клімат, і насамперед на перерозподіл тепла і вологи в атмосфері. Панівні вітри викликають утворення течій в морях і океанах, визначають основні напрями переносу еолових відкладів.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси