Особенности внутритропической циркуляции. Пассаты и погода в них

Синоптическое изучение процессов возникновения и регенерации антициклонов позволило установить, что субтропические антициклоны непрерывно регенерируют в связи с перемещением с материков средних широт на океаны подвижных антициклонов, возникающих под высотными фронтальными зонами тропосферы. Было установлено, что движущиеся антициклоны отклоняются в направлении к экватору, а движущиеся циклоны в

направлении к полюсам. Физическое объяснение этого факта дано Россби и Ван Мигемом. Сущность этого явления состоит в том, что в связи с уменьшением параметра Кориолиса с широтой антициклоны имеют тенденцию двигаться с составляющими в сторону экватора, а циклоны, наоборот, в связи с возрастанием параметра Кориолиса имеют тенденцию двигаться с составляющими в сторону высоких широт. Правда, циклоны и антициклоны перемешаются не только в зависимости от изменения параметра Кориолиса вдоль меридианов, но также и к югу, а антициклоны - к северу в соответствии со структурой термобарического поля и процессов, развивающихся в системе высотных фронтальных зон. Однако в преобладающем числе случаев в северном 1и южном полушариях антициклоны движутся с составляющими в сторону экватора, а циклоны - в сторону высоких широт.

В частности, возникающие в средних широтах в тылу циклонов антициклоны на материках северного полушария перемешаются к юго-востоку, а затем над океанами – к востоку. Этот процесс наиболее ярко выражен в северном полушарии зимой, когда возникающие на материках антициклоны переходят на океаны и далее, двигаясь в восточном направлении, входят в субтропическую область высокого давления, обусловливают регенерацию субтропических антициклонов. Это довольно отчетливо выражено на карте повторяемости антициклонов. Так как эти процессы имеют место достаточно часто, то, естественно, они отражаются на среднем поле приземного давления. Поэтому субтропические антициклоны обычно располагаются центрами на широтах 30 и даже 40°. При этом сезонное давление зимой и особенно летом в большей мере определяется муссонным фактором.

Таким образом, вследствие частого перемещения возникающих на материках антициклонов в субтропики и тропики здесь создаются области высокого давления и барические градиенты, направленные у поверхности земли и на высотах в экваториальную зону пониженного давления, чем обусловливается преобладающий восточный перенос. При этом скорость такого переноса непостоянна. Она подвергается непрерывным изменениям в зависимости от сезонов года и процессов, происходящих вне экваториальной зоны.

Погода в экваториальной зоне во многом зависит от температуры поверхностных вод океанов и, следовательно, от теплых и холодных морских течений, способствующих или противодействующих возникновению конвективной неустойчивости облаков и выпадению осадков. Большое влияние на погоду низких широт оказывает зона сходимости пассатов северного и южного полушарий. Это довольно широкая зона, где могут наблюдаться одновременно одна и несколько линий сходимости приземного ветра, и названа внутритропической зоной конвергенции (В3К). От зимы к лету и, наоборот, от лета к зиме ВЗК перемешается на большие расстояния по меридиану, в частности над Атлантной - на 10°, над Африкой и Австралией - на 20°, а над севером Индийского океана и югом Азии - на 25-300. Этим определяется различие в распределении температуры и влажности: на высотах в различных пунктах экваториальной зоны по сезонам.

Если проследить за сезонным перераспределением атмосферного давления над материками и океанами и сезонными смещениями ВЗК, то нетрудно убедиться в тесной связи между ними. Перемещения В3К обусловлены главным образом сезонными изменениями радиационных условий над материками и океанами. Различными условиями притока тепла объясняется и неоднородность В3К вдоль широты, как и сезонное положение субтропических областей повышенного давления на материках и океанах.

Зимой, как известно, в северном полушарии субтропические антициклоны над океанами расположены южнее, чем антициклоны над материками Азии и Северной Америки. Летом субтропические антициклоны отчетливо выражены на океанах, а на суше в ряде районов отмечаются лишь их гребни. Поэтому горизонтальный градиент давления, направленный от субтропического антициклона в сторону экватора, меньше над западными районами океанов, чем над центральными и восточными их районами. Такое различие особенно проявляется над юго-востоком Азии и примыкающей частью Тихого океана. На тех же широтах над югом Азии, наоборот, градиент давления у поверхности земли направлен с экваториальной зоны и Индийского океана в систему южноазиатской летней депрессии, центр которой располагается на севере Индии и над Ираном.

Однако внутрисезонная эволюция зависит и от процессов в средних широтах. При меридиональном преобразовании термобарического поля нижней атмосферы, сопровождающемся адвекцией холода в низкие широты, в результате прогревания вторгшегося холодного воздуха давление в центре депрессии изменяется, а центр ее смещается в районы распространения холодной адвекции. В результате этого на севере Индийского океана (над Аравийским морем и Бенгальским заливом) в течение летних месяцев градиенты давления нередко возрастают и ветры усиливаются до штормовых.

В соответствии с условиями нагревания воздуха режим воздушных течений на высотах также различен над указанными выше районами. В частности, над Аравией и Иранским нагорьем, где нагревание воздуха летом происходит более интенсивно, чем над смежными широтами, высотный теплый антициклон является более мощным, а градиент давления на его южной периферии более значительным. Поэтому восточные ветры в верхней тропосфере и нижней стратосфере на юге Аравии и Ирана сильнее, чем над теми же широтами на юго-востоке Азии и особенно над Тихим океаном. Широтным распределением притока тепла объясняется и то, что высотные оси субтропических антициклонов над океанами наклонены в сторону экватора, а над зоной низкого приземного давления между западом Африки и востоком Азии (25-350 с. ш.) летом в верхней тропосфере и нижней стратосфере образуется ярко выраженная полоса высокого давления.

Так как интенсивность нагревания воздуха и формирование поля давления зависит и от характера подстилающей поверхности, то особенности циркуляции в низких широтах заметно различны над сушей и океаном. Слабые и кратковременные изменения давления здесь часто происходят под влиянием крупномасштабных преобразований термобарического поля тропосферы в умеренной зоне.

Внутритропическая зона конвергенции на средних картах приземного давления и ветра обычно представляется линией сходимости пассатов северного и южного полушарий. Ранее она неудачно была названа тропическим фронтом. Однако аэрологические данные показали, что в зоне сходимости ветра нет сколько-нибудь выраженных горизонтальных контрастов температуры, характерных для фронтов внетропических широт.

На рис. 1 и 2 представлены карты средней повторяемости ВЗК в феврале и августе за пять лет. Повторяемость выражена числом случаев в квадратах, ограниченных 50 географической широты и долготы. В феврале и августе ширина зоны, где возникает внутритропическая конвергенция, превышает 1000-1500 км. Это означает, что ВЗК в течение этих месяцев может возникнуть в различных районах, охватывающих широкий диапазон низких широт.

 Скачать реферат