Понять небо - [19]

СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ

Ранее мы обсуждали, как наклон оси вращения Земли и орбита ее вокруг солнца изменяют местоположение максимального прогрева на поверхности. Результатом этого является изменение движения воздушных масс и процессов во фронтах, смягчается переход от зимы к лету и наоборот, то есть довольно продолжительны весна и осень.

На рисунке 55 показаны основные места расположения холодных и теплых фронтов на нашей планете летом и зимой. Главная особенность, которую следует отметить, это ограничение фронтов с севера и юга, а также различное местоположение барических систем.

Рис. 55.Фронты и барические системы мира

Птицы стремятся покинуть умеренный климат в зиму и возвращаются весной, чтобы вновь радовать нас своим пением, очень похоже и погода реагирует на сезонные изменения на планете. Зимой отмечаются более высокая относительная влажность, низкая база облаков, более холодный воздух и частая фронтальная активность. С приходом весны холодные и теплые фронты чередуются более регулярно. Хорошая летная погода бывает чаще всего после прохождения фронта. Летом теплые фронты с горячим, подернутым дымкой и часто стабильным воздухом доминируют во влажных районах, что часто не способствует парящим полетам, в то время как на остальных территориях нестабильная атмосфера, особенно в периоды максимального прогрева. Осенью спадает регулярность холодных фронтов, они смещаются в умеренные зоны и цикл начинается снова.

БАРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Барическими системами называются системы распределения атмосферного давления, характеризуемые определенным расположением изобар на картах погоды. Различают главные барические системы, к которым относятся циклоны и антициклоны, а также вторичные — ложбины, гребни, седловины.

БАРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Мы можем определить давление на любой высоте и зависеть оно будет от того, насколько сильно давит расположенный сверху воздух. Чем больше вес воздуха над нами, тем сильнее он давит на нас и приборы. Сложность циркуляции атмосферы на Земле, можно объяснить различным давлением воздуха над определенными крупными территориями.

У поверхности возникают барические системы высокого давления, или, как их принято называть, антициклоны. В центре такой системы давление максимальное, к периферии оно уменьшается. Образование антициклона может быть смоделировано как движение воздушных масс и фронтов к его границе. Воздух движется вверху к северному полюсу, опускается там и остывает от покрытой снегом поверхности. Этот воздух сжимается, и плотность его возрастает. Давление увеличивается по мере поступления новых масс воздуха. В результате это скопление холодного воздуха начинает двигаться на юг, образуя холодный фронт.

На рисунке 56 показан вид со спутника на северный полюс.

Рис. 56.Арктические полярные воздушные массы

Формирующиеся там холодные воздушные массы и движутся на юг. Можно отметить, что антициклоны располагаются в основном над земной поверхностью выше 60° северной широты, и холодный воздух распространяется на юг. Это объясняется тем, что земля остывает быстрее, чем вода, и над ней более холодный воздух. Отметим, что холодные фронты, пересекающие Европу, часто бывают back door фронтами. Такая же карта может быть нарисована для южного полушария (рис. 57), но недостаток суши приводит к более равномерному перемещению масс холодного воздуха и более регулярному по времени.

Рис. 57. Антарктические воздушные массы

Пояс антициклонов также размещается выше и ниже экватора в районе 40-х параллелей. Здесь антициклоны располагаются над водной поверхностью, потому что в тропиках океан холоднее суши, особенно летом. Тропические антициклоны — это основные системы, противостоящие продвижению в тропики полярных холодных фронтов, они посылают летом теплые фронты в умеренные широты. Рисунки 40 и 43 могут помочь вам представить себе, где появляются антициклоны.

БАРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Теперь, когда мы разобрались с антициклонами, образующимися при повышенном давлении от поступающего сверху воздуха, нетрудно догадаться, что возникают кроме этого и барические системы с пониженным давлением у поверхности, при движении воздуха вверх. Понять это мы можем, нарисовав основную циркуляцию на высоте, скажем 6000 м, как показано на рисунке 58. Здесь мы видим северный полюс и основные высотные ветры.

Рис. 58.Верхний уровень циркуляции

В отличие от того, что у поверхности воздух движется в западном направлении и это течение в тропосфере достигает экваториальных областей, в верхних слоях атмосферы течение воздуха направлено на восток в обоих полусферах и называют это circmnpolar westerlies (подробнее об этом будет ниже). Эти западные ветры не текут аккуратно по кругу, а волнообразно, подстраиваясь под барические системы.

Теперь посмотрим на рисунок и представим Землю вращающимся диском. Так объект, вращающийся с диском и движущийся от центра имеет тенденцию замедлять движение (ученые называют это сохранением угловой скорости вращения). Когда он движется к центру, то имеет тенденцию ускоряться. Вы можете испытать это самостоятельно на детской площадке, на карусели, двигаясь от центра или к нему. Вы будете испытывать силу, уменьшающую или увеличивающую вашу скорость вращения. Вращаясь, фигурист с этой целью притягивает или разводит руки. Поток воздуха ведет себя так же. Когда он движется на юг, все дальше от оси вращения Земли, он замедляется и наоборот. Посмотрим снова на рисунок и мысленно начнем двигаться с воздухом от точки