Географический портал Атмосфера Атмосферное давление Глобальная циркуляция в атмосфере

Глобальная циркуляция в атмосфере – это система ветров

Ветер – горизонтальное перемещение воздушных масс. Движение воздушных масс обусловлено особенностями барического поля в пределах которого наблюдается различное атмосферное давление.

Между температурой воздуха и атмосферным давлением существует следующая зависимость: чем выше tº, тем ниже атмосферное давление или чем ниже tº, тем выше атмосферное давление.

При нагревании воздуха, происходит его расширение, то есть увеличение объема и, как следствие, уменьшение веса единицы объема (за нее принят 1 кубический метр). При охлаждении воздуха наблюдается его уплотнения, вес единицы объема увеличивается.

Температура воздуха изменяется поширотно. Поэтому атмосферное давление, также изменяется поширотно.

В экваториальной полосе круглый год наблюдается очень большой приток солнечной энергии к земной поверхности - сильное ее нагревание - устойчивая высокая среднегодовая температура воздуха - низкое атмосферное давление. Экваториальный пояс пониженного атмосферного давления получил название экваториальная депрессия или экваториальный min.

В приполюсных областях полгода притока солнечной энергии вовсе не наблюдается, а другие полгода ее величина очень маленькая - земная поверхность охлаждена - температуры атмосферного воздуха очень низкие - воздух плотный, тяжелый - формируется область высокого атмосферного давления. Это область полярных антициклонов или max атмосферного давления. И экваториальный min и полярные max имеют термическое происхождение.

Температура воздуха помимо широты места зависит и от характера поверхности (вода или суша).

На побережьях крупных водоемов наблюдается разница атмосферного давления в течение суток:

  • днем суша прогрета лучше водной массы - tº воздуха над сушей выше, чем над водой - перемещение воздушных масс с водоема на сушу;
  • ночью суша остывает быстрее чем вода - tº воздуха на суше ниже, а атмосферное давление выше - ветер с суши в сторону водоема.

Таким образом, в течение суток направление ветра меняется 2 раза. Этот ветер получил название бриз.

бриз

Схема бриза

 

На побережьях океанов, наблюдается сезонная разница атмосферного давления:

  • летом суша прогрета лучше водной массы - tº воздуха над ней выше, а атмосферное давление ниже - ветер с океана на сушу;
  • зимой водная масса остывает медленнее - tº воздуха над океаном выше, атмосферное давление ниже - ветер с суши в сторону океана.

В течение года направление ветра меняется 2 раза. Этот ветер получил название муссон. Эти ветры наиболее характерны для восточных побережий материков. Ярче всего они выражены на Тихоокеанском побережье Азии.

При нагревании воздуха происходит увеличение его объема и, как следствие, возникают конвективные, т.е. восходящие, потоки воздуха. Другими словами, в областях пониженного атмосферного давления наблюдается восходящее движение воздуха.

При охлаждении воздуха объем воздуха уменьшается и воздух устремляется вниз, т.е. для областей повышенного атмосферного давления характерно нисходящее движение воздуха.

Свободно перемещающиеся в горизонтальном направлении воздушные массы испытывают воздействие силы Кориолиса (центробежная сила, возникающая из-за вращения Земли вокруг своей оси).

Под ее действием происходит разворот (отклонение) воздушных масс от направления их перемещения – в северном полушарии вправо, в южном полушарии – влево.

циркуляция атмосферы

Схема распределения давления и ветров на земном шаре

 

В области пониженного давления над экватором хорошо нагретые воздушные массы поднимаются (конвективные токи) и на высоте растекаются в сторону полюсов.

Оттекающие, на высоте, от области экваториального min воздушные массы испытывают воздействие силы Кориолиса, которая их начинает разворачивать и к 30-й параллели в каждом полушарии отклоняет их от первоначального направления на 90º, тем самым их перемещение происходит с запада на восток и они начинают вращаться вокруг нашей планеты. Так долго происходить не может. Постоянный приток воздуха от экватора и невозможность продвигаться в сторону полюсов вынуждает воздушные массы опускаться вниз,

создавая у поверхности область высокого атмосферного давления, которая получила название – область повышенного атмосферного давления над 30º или субтропический динамический антициклон (max).

Из этой области повышенного атмосферного давления воздух (воздушные массы) растекаются в обе стороны: к экватору и в сторону полюсов.

Перемещение воздушных масс из области высокого атмосферного давления над 30-ыми широтами в область низкого атмосферного давления над экватором называют – пассатом.

Пассат – это постоянный ветер, сохраняющий свое направление в течение всего года. Направление пассата в северном полушарии – северо-восточное, в южном – юго-восточное (результат отклоняющего действия силы Кориолиса).

Из областей повышенного атмосферного давления над 30-ыми параллелями в обоих полушариях воздушные массы оттекают и в сторону полюсов. На направление их движение также оказывает влияние сила Кориолиса и к 40-50-м широтам воздушные массы начинают двигаться в западно-восточном направлении так образуется постоянный ветер умеренного пояса Западный перенос.

Из области высокого атмосферного давления над полюсами оттекают воздушные массы. Под действием силы Кориолиса направление их движения в северном полушарии – северо-восточное, в южном – юго-восточное (св/юв). Это постоянные веры высоких широт.

Область низкого давления над экватором лучше выражена над материками, хотя наблюдается и над океанами.

Область высокого давления над 30о лучше выражена над океанами, ее центры получили свои собственные названия: Северо-Атлантический или Азорский max, Северо-Тихоокеанский или Гавайский max, Южно-Атлантический max, Южно-Тихоокеанский max, Южно-Индийский max. Пояса повышенного давления 30-х широт прослеживаются и над материками, четче в зимний период.

Характер циркуляции (горизонтальное и вертикальное движение воздушных масс) между экватором и тропиками доказано инструментально. А в умеренных и высоких широтах движение воздуха в высоких слоях тропосферы не отличается четко выраженным постоянством.

Области низкого атмосферного давления в умеренных широтах (40º – 50º с/ю ш.) четко выражены только в северном полушарии. Причем их образование связано с кольцами теплых океанических течений у о. Исландия (Исландский min) и у Алеутских островов (Алеутский min).

Планетарные области повышенного и пониженного атмосферного давления в течение года смещаются вслед за зенитальным положением Солнца. В июне, когда Солнце стоит в зените над северным тропиком, все пояса атмосферного давления смещается к северу, а в январе к югу. Поэтому возникают широтные пояса, где в течение года меняется характер воздушных потоков – это так называемые переходные пояса: субэкваториальные, субтропические, субарктический и субантарктический.

Субэкваториальная зона циркуляции наблюдается приблизительно между 5º и 19º северного и южного полушарий.

Летом соответствующего полушария экваториальная депрессия будет располагаться в районе 5º широты этого полушария, кроме, того все полушарие будет прогрето лучше, вследствие этого возникает разница атмосферного давления между полушариями и пассаты из другого полушария переходят через экватор.

Перешедшие в чужое полушарие пассаты получают название экваториальный муссон, а сила Кориолиса меняет их направление: с с-в на с-з, с ю-в на ю-з. Экваториальный муссон это ветер летнего сезона данного полушария.

Субтропическая зона циркуляции наблюдается приблизительно ме жду 30º и 40º широты в каждом полушарии.

Летом своего полушария в эту зону смещается центральная область субтропического антициклона, с ярко выраженными нисходящими токами воздуха. Зимой эта зона оказывается под воздействием западных ветров.

Субарктическая/субантарктическая циркуляционная зона (70-60º с/ю.ш.). Летом это зона оказывается под влиянием западных ветров, а зимой – постоянных ветров полярных областей (с-в в северном полушарии и ю-в в южном полушарии).

Прямое воздействие самих ветров в целом на климатические условия незначительно. Важнее их косвенное влияние – это характер воздушных масс, переносимых воздушными течениями.

Литература

  1. Зубащенко Е.М. Региональная физическая география. Климаты Земли: учебно-методическое пособие. Часть 1. / Е.М. Зубащенко, В.И. Шмыков, А.Я. Немыкин, Н.В. Полякова. – Воронеж: ВГПУ, 2007. – 183 с.

Еще статьи об атмосферном давлении

 

 
 
Баннер