циркуляция атмосферы

ЦИРКУЛЯЦИЯ АТМОСФЕРЫ о б щ а я-совокупность воздушных течений над земной поверхностью, имеющих горизонтальные размеры, соизмеримые с размерами материков и океанов, а толщину от неск. км до десятков км. Структура Ц. а. определяется пространственным распределением атм. темп-ры и давления, вращением Земли, теплофиз. характеристиками и орографией её поверхности. Над большей частью Земли выше пограничного слоя атмосферы течения Ц. а. в ср. близки к геострофическим, и, поскольку давление в общем уменьшается к субполярным зонам, характерной чертой Ц. а. является преобладание переноса воздуха с запада на восток. В тропосфере такой перенос господствует весь год, в стратосфере - зимой. Летом, из-за того что в стратосфере давление падает от высоких широт к низким, западные ветры в ней сменяются восточными. Поскольку в тропосфере горизонтальный градиент давления максимален на широте 30-40^o, скорость ветра здесь также наибольшая. Кроме того, ср. скорость ветра растёт с высотой, достигая максимума вблизи тропопаузы. Из-за роста от лета к зиме меридиональных градиентов темп-ры, а следовательно, и давления ср. скорость течений Ц. а. зимой в 1,5-2 раза больше, чем летом. При зональных, т. е. направленных вдоль широтных кругов. потоках межширотный обмен воздухом невозможен и дефицит тепловой энергии у полюсов и избыток её в экваториально-тропич. зоне, связанные с различием в количестве поступающей в эти области лучистой энергии Солнца, должны всё время расти. Этого не происходит из-за того, что тепловой баланс поддерживается благодаря меридиональному переносу воздуха, происходящему гл. обр. в ниж. половине тропосферы. В умеренных широтах такой перенос осуществляется в осн. благодаря квазигоризонтальным длинным волнам, длина к-рых составляет неск. тысяч км. В гребнях и ложбинах таких волн происходит перераспределение тепла и количества движения между разл. широтами. Такому обмену благоприятствует нарушение устойчивости волн, приводящее к появлению в них возмущений, к-рые, обмениваясь энергией между собой и с осн. зональным потоком, отдают, кроме того, часть энергии подстилающей поверхности. Неустойчивость атм. волн растёт с увеличением горизонтальных перепадов ветра и темп-ры в зональном потоке. Поскольку летом перепады ветра в атмосфере гораздо меньше, чем зимой, Ц. а. летом более устойчива. Нарушение устойчивости зонального потока облегчается у границ между океанами и материками, при обтекании горных хребтов и т. д. Атм. вихри большого масштаба, возникающие из-за неустойчивости длинных волн, порождают крупные циклоны и антициклоны, являющиеся важнейшими звеньями общей Ц. а. Наряду с ними меридиональный обмен осуществляется с помощью возникающих при нарушении устойчивости атм. фронтов, подвижных циклонов и антициклонов, к-рые можно считать элементами макротурбулентного обмена.

Cp. поле атм. давления в тропосфере характеризуется в каждом полушарии наличием около широты 60° зоны пониженного, а у широты 30^o -повышенного давления. Эти зоны состоят из существующих в течение всего года отд. крупных квазистационарных циклонов и антициклонов- центров действия атмосферы. В атмосфере имеются также сезонные центры действия, возникающие из-за различия термич. условий над материками и океанами. Примером их может служить антициклон, образующийся зимой над выхоложенной территорией Сибири и Монголии.

Наличие пояса повышенного давления в субтропиках и субполярной циклонич. зоны приводит в ниж. половине тропосферы к образованию устойчивых ветров - пассатов в экваториально-тропич. зоне (северо-восточных в северном и юго-восточных в южном полушариях) и к преобладанию восточных ветров в полярных областях. Сезонные различия давления над материками и океанами обусловливают появление муссонов - устойчивых воздушных потоков, меняющих своё направление на противоположное от зимы к лету. Примером их служит летний юго-западный и зимний северо-восточный муссоны в сев. части Индийского океана. Сильнее всего муссоны развиты над Восточной и Южной Азией.

Ц. а.- один из главных климатообразующих факторов, а её характеристики в любой момент времени в значит. степени определяют погоду. Поскольку в течение года меняются приток солнечной энергии и радиац. характеристики (коэф. поглощения, отражения и т. д.) подстилающей поверхности, Ц. а. также имеет годовой ход. Многолетняя периодичность активности Солнца, по-видимому, приводит к появлению периодичности в интенсивности и характере Ц. а.

Лит. см. при ст. Атмосфера. С. M. Шметер.

   <<      Предметный указатель      >>