Циркуляция воздуха это кратко
Обновлено: 04.07.2024
общая, система крупномасштабных воздушных течений над земным шаром. В тропосфере сюда относятся Пассаты, Муссоны, воздушные течения, связанные с Циклонами и Антициклонами, в стратосфере — преимущественно зональные (западные и восточные) переносы воздуха с наложенными на них т. н. длинными волнами. Создавая перенос воздуха, а с ним тепла и влаги из одних широт и Регионов в другие, Ц. а. является важнейшим климатообразующим процессом. Характер погоды и его изменения в любом месте Земли определяются не только местными условиями теплооборота и влагооборота между земной поверхностью и атмосферой, но и Ц. а.
Существование Ц. а. обусловлено неоднородным распределением атмосферного давления (См. Атмосферное давление) (наличием барического градиента (См. Барический градиент)), вызванным прежде всего неодинаковым притоком солнечной радиации в различных широтах Земли и различными физическими свойствами земной поверхности, особенно в связи с её разделением на сушу и море. Неравномерное распределение тепла на земной поверхности и обмен теплом между ней и атмосферой приводят в результате к постоянному существованию Ц. а., энергия которой расходуется на трение, но непрерывно пополняется за счёт солнечной радиации.
Вследствие Кориолиса силы (См. Кориолиса сила) движение воздуха при общей Ц. а. является квазигеострофическим, т. е. за исключением приэкваториальных широт и пограничного слоя оно достаточно близко к геострофическому ветру (См. Геострофический ветер), направленному по изобарам, перпендикулярно барическому градиенту. А т.к. атмосферное давление распределяется над земным шаром в общем зонально (изобары близки к широтным кругам), то и перенос воздуха имеет в общем зональный характер. В нижних 1—1,5 км ветер находится ещё под влиянием сил трения и существенно отличается от геострофического по скорости и направлению. Кроме того, распределение атмосферного давления над земной поверхностью, а с ним и течения Ц. а. зональны лишь в общих чертах. В действительности Ц. а. находится в непрерывном изменении как в связи с сезонными изменениями в распределении источников и стоков тепла на земной поверхности и в атмосфере, так и в связи с циклонической деятельностью (образованием и перемещением в атмосфере циклонов и антициклонов). Циклоническая деятельность придаёт Ц. а. сложный и быстро меняющийся макротурбулентный характер. С высотой зональность Ц. а. возрастает, в верхней тропосфере и стратосфере вместо вихревых возмущений преобладают волновые возмущения зонального переноса. Именно связанные с циклонической деятельностью меридиональные составляющие ветра осуществляют обмен воздуха между низкими и высокими широтами Земли. В низких широтах Земля получает больше тепла от Солнца, чем теряет его путём собственного излучения, в высоких широтах — наоборот. Междуширотный обмен воздухом приводит к переносу тепла из низких широт в высокие и холода из высоких широт в низкие, чем сохраняется тепловое равновесие на всех широтах Земли.
Поскольку температура воздуха в тропосфере в среднем убывает от низких широт к высоким, атмосферное давление в среднем также убывает в каждом полушарии от низких широт к высоким. Поэтому начиная примерно с высоты 5 км, где влияние материков, океанов и циклонической деятельности на структуру полей давления и движения воздуха становится малым, устанавливается западный перенос воздуха (рис., а и карты 1, 2) почти над всем земным шаром (за исключением приэкваториальной зоны). Зимой в данном полушарии западный перенос захватывает не только верхнюю тропосферу, но и всю стратосферу и мезосферу. Однако летом стратосфера над полюсом сильно нагревается и становится значительно теплее, чем над экватором, поэтому меридиональный градиент давления начиная примерно с 20 км меняет своё направление и зональный перенос воздуха соответственно меняется с западного на восточный (рис., б).
У земной поверхности и в нижней тропосфере зональное распределение давления сложнее, поскольку оно в большей степени определяется циклонической деятельностью. В процессе последней циклоны, перемещаясь в общем к В., в то же время отклоняются в более высокие широты, а антициклоны — в более низкие. Поэтому в нижней тропосфере (и у земной поверхности) образуются две субтропические зоны повышенного давления по обе стороны от экватора (рис., в), вдоль которого давление понижено (экваториальная депрессия); в субполярных широтах образуются две зоны пониженного давления (субполярные депрессии); в самых высоких широтах давление повышено. Этому распределению давления соответствуют западный перенос в средних широтах каждого из полушарий и восточный перенос в тропических и высоких широтах.
Указанные зоны давления и ветра в нижней тропосфере даже на многолетних средних картах представляются расчленёнными на отдельные области низкого и высокого давления (см. карты 3 и 4) со свойственными им циклоническими и антициклоническими циркуляциями, например исландская депрессия, азорский антициклон и другие. Распределение суши и моря вносит усложнение в распределение центров действия, создавая, кроме указанных перманентных центров, ещё и сезонные центры действия атмосферы (такие, как зимний азиатский антициклон, летняя азиатская депрессия). В Южном полушарии, преимущественно океаническом, зональность Ц. а. выражена лучше, чем в Северном.
Зональный перенос в тропосфере особенно хорошо выражен в тропиках. Здесь восточные течения у земной поверхности и в нижней тропосфере — пассаты — обладают большим постоянством, особенно над океанами. В верхней тропосфере они сменяются западным переносом, носящим в тропиках название антипассатов. Меридиональные составляющие в пассатах направлены чаще всего к экватору, а в антипассатах — к средним широтам. Поэтому систему пассат — антипассат можно приближённо рассматривать как замкнутую циркуляцию с подъёмом воздуха в экваториальной депрессии (внутритропической зоне конвергенции (См. Внутритропическая зона конвергенции)) и опусканием в субтропической зоне повышенного давления (ячейка Гадлея). Эта циркуляционная ячейка все же связана циклонической деятельностью с циркуляцией во внетропических широтах, откуда она пополняется холодным воздухом и куда передаёт свой тёплый воздух.
В некоторых регионах Земли, в особенности в бассейне Индийского океана, восточный перенос летом заменяется западным в связи с отходом внутритропической зоны конвергенции от экватора в более нагретое летнее полушарие. Противоположные по направлению переносы воздуха зимой и летом в низких широтах называются тропическими муссонами.
Слабые волновые возмущения в пассатах и в зоне конвергенции мало меняют характер циркуляции. Но иногда (в среднем около 80 раз в год) в некоторых районах внутритропические зоны конвергенции развиваются сильнейшие вихри — циклоны тропические (См. Циклон тропический) (тропические ураганы), резко, даже катастрофически, меняющие установившийся режим циркуляции и погоду на своём пути в тропиках, а иногда и за их пределами.
Во внетропических широтах развитие и прохождение циклонов (менее интенсивных, чем тропические) и антициклонов — явление повседневное; циклоническая деятельность в этих широтах является формой Ц. а., по крайне мере в тропосфере, отчасти и в стратосфере.
Она обусловлена постоянным образованием главных фронтов атмосферных (См. Фронты атмосферные) (тропосферных); с ними же связаны струйные течения (См. Струйное течение) в верхней тропосфере и нижней стратосфере. Серийное возникновение циклонов и антициклонов на главных фронтах приводит к появлению в верхней тропосфере и над ней особенно крупномасштабных длинных волн, или волн Росби. Число таких волн чаще всего около четырёх над полушарием.
Связанные с циклонической деятельностью меридиональные составляющие Ц. а. во внетропических широтах быстро и часто меняются. Однако бывают такие ситуации, когда в течение нескольких суток или даже недель обширные и высокие циклоны и антициклоны мало меняют своё положение. В связи с этим возникают длительные меридиональные переносы воздуха в противоположных направлениях, иногда во всей толще тропосферы, над большими площадями и даже над всем полушарием. Поэтому во внетропических широтах можно различать 2 типа циркуляции над полушарием или большим его сектором: зональный, с преобладанием зонального, чаще всего западного переноса, и меридиональный, со смежными переносами воздуха в направлении к низким и высоким широтам. При меридиональном типе циркуляции междуширотный перенос тепла значительно больше, чем при зональном.
В некоторых регионах внетропических широт вследствие неодинакового нагревания суши и моря над сушей в тёплый сезон преобладает пониженное давление, а над смежными водами — повышенное, в холодный сезон — наоборот. В промежуточных областях, по окраинам материка и океана, соответственно создаётся режим внетропических муссонов — достаточно устойчивый сезонный перенос воздуха в одном направлении, который сменяется в другом сезоне таким же переносом в противоположном направлении. Такой режим ветра на В. Азии, включая Советский Дальний Восток.
В некоторых ограниченных областях при ослаблении течений общей Ц. а. возникают местные мезомасштабные циркуляции с суточной периодичностью, связанные с местными различиями в нагревании атмосферы, обусловленными орографией и соседством суши и воды. Таковы Бризы на берегах водоёмов, Горно-долинные ветры. В больших городах наблюдаются даже городские бризы, связанные с застройкой города и производством тепла в нём.
Для выяснения наиболее общих и устойчивых особенностей Ц. а. применяется осреднение многолетних наблюдений над атмосферным давлением и ветром на различных уровнях атмосферы. При таком осреднении колебания Ц. а., связанные с циклонической деятельностью, в большей мере взаимно погашаются. Наряду с этим изучаются также ежедневные изменения режима Ц. а. по синоптическим картам (См. Синоптические карты) — приземным и высотным и по снимкам облаков со спутников. Это позволяет выделять типы Ц. а., их повторяемость, преобразования и смены.
Теоретическое изучение Ц. а. сводится к выявлению и объяснению сё особенностей и обусловленности путём численного эксперимента, т. е. численного интегрирования по времени соответствующих систем уравнений гидродинамики и термодинамики атмосферы (и океана). Как эмпирическое изучение общей Ц. а., так и её математическое моделирование имеют важное значение для решения задач долгосрочного прогноза погоды.
Лит.: Лоренц Э. Н., Природа и теория общей циркуляции атмосферы, пер. с англ., Л., 1970; Погосян Х. П., Общая циркуляция атмосферы, Л., 1972; Пальмен Э., Ньютон Ч., Циркуляционные системы атмосферы, пер. с англ., Л., 1973.
Большинство воздушных масс обладают различными характеристиками, за счет чего обеспечивается постоянный ход перемещения. Они движутся вертикально, горизонтально. Циркуляция атмосферы – это безостановочный, постоянный процесс, который обеспечивается неравномерным нагревом планеты Земля. Формируется различное атмосферное давление, стартует движение очередных воздушных масс. Именно неравномерность нагрева выступает движущей силой, провоцирующей постоянную подвижность. За счет этого обеспечивается общая циркуляция атмосферы.
Атмосферная циркуляция это что?
Общая циркуляция атмосферы – это постоянное движение воздушных потоков над Землей. Тропосфера – оболочка Земли, наполненная огромными воздушными массами. Они имеют определенные свойства, главными из которых считаются уровень влажности и температурный режим. Каждая масса получает свои свойства, взаимодействуя с земными поверхностями.
Рис. 1. — Расположение элементов общей циркуляции атмосферы
Атмосферная циркуляция выступает ключевым фактором в формировании климатических условий на определенных территориях. При изменении воздушных потоков меняется погода. Воздушный поток приобретает свойства за счет поверхности земли, над которой он проходит. Если воздушная масса проходит достаточно большие расстояния, ее характеристики меняются.
Циркуляция атмосферы часто провоцирует резкие смены погодного режима. Движение осуществляется за счет ветров. Ветер перемещает воздух, поступая из зон с повышенным давлением в области с пониженным давлением.
Что такое циркуляция атмосферы в географии - воздушные потоки в атмосфере
Атмосфера состоит из нескольких слоев. Семьдесят процентов состава – азот, еще двадцать процентов – кислород. Остальные составляющие – это другие газы, которые присутствуют в воздухе в минимальных дозах. Тепло на Земле располагается неравномерно – есть жаркие и холодные регионы, области с переменчивым климатом. Атмосферное давление и тепловое распределение влияют на подвижность воздуха в атмосфере. Циркуляция – это движение постоянного типа, которому способствует ветер. Рассмотрим основные типы воздушных масс:
- Арктический тип. Также в географии его называют антарктическим типом. Зона формирования – наиболее холодные регионы Земли. Характеризуется круглогодичным низким уровнем температурного режима, недостаточным содержанием влаги в массах. В полярных широтах воздух зачастую очень холодный, сухой.
- Умеренный тип. Такие воздушные потоки можно встретить в Южном или Северном полушарии. Место расположения — умеренные широты. Это среднее, оптимальное климатическое поле, которому присущи сезонные изменения погоды. Температурный режим, уровень влажности зависят от сезона.
- Тропический тип. Место формирования – тропики, участки, на которых земная поверхность чрезмерно нагревается. Для воздушных масс характерны высокие температуры, влажность. В некоторых тропических регионах встречаются засушливые участки – это тропические полупустыни, пустыни.
- Экваториальный тип. Такой воздух собирается исключительно в жарких регионах, где Земля максимально прогревается. Здесь всегда повышенная влажность, высокая температура воздуха. За год может выпасть до семи тысяч миллилитров осадков. В таких районах произрастают влажные тропические леса. Они считаются легкими всей планеты.
Общая циркуляция подчиняется определенным постоянным закономерностям. Западное течение воздуха характерно для субтропического или умеренного климатического пояса. В тропиках преимущественно течение восточное, причем весьма быстрое. Скорость движения воздушных масс может достигать 150 м/сек.
Атмосфера — воздушная оболочка планеты. Она, подобно океану, окутывает Землю. Земная поверхность соприкасается с нижним слоем атмосферы — тропосферой. Все изменения в этом слое оказывают влияние на формирование погоды и климата. Воздух тропосферы находится в постоянном движении. Перемещение воздуха мы ощущаем как ветер, то есть проявление погоды. В масштабах планеты перемещаются огромные объёмы воздуха — воздушные массы.
Воздушные массы
Выделяют пять типов воздушных масс: экваториальная, тропическая, умеренная, арктическая и антарктическая. Каждая из них, кроме экваториальной и антарктической, делится на континентальную и морскую.
Арктическая континентальная и морская воздушные массы также очень близки по свойствам. Можно их не разделять, считать за одну.
Рис. 1. Типы воздушных масс.
Каждая воздушная масса имеет свои характеристики: температуру, влажность, запылённость. Эти свойства зависят от той поверхности, над которой образуется воздушная масса.
Из-за вращения Земли вокруг Солнца и наклона земной оси, территория планеты получает разное количество тепла. От земной поверхности нагревается воздух, насыщается водяными парами, если это возможно.
Что такое циркуляция атмосферы
Над разной подстилающей поверхностью формируются воздушные массы с разными свойствами. Они перемещаются, создавая общую циркуляцию атмосферы.
На перемещение воздушных масс оказывает влияние атмосферное давление. В районе экватора на земную поверхность поступает много тепла. Прогретый воздух лёгкий, способствует установлению низкого давления.
Тёплый воздух поднимается, охлаждается, не может удержать водяные пары. В результате выпадают дожди. В верхних слоях атмосферы воздух становится тяжёлым. Опуститься вниз он не может. Ему мешают восходящие токи воздуха. Поэтому он растекается к тропикам Южного и Северного полушария.
Рис. 2. Распределение давления по земной поверхности.
Дойдя до широт 30 °С, тяжёлый воздух опускается к земной поверхности. По мере приближения к земле воздух нагревается, уходит от состояния насыщения и не даёт осадков. Дойдя до поверхности Земли, он растекается к экватору и в сторону умеренных широт. В тропиках формируется область высокого давления.
Когда воздух вдоль земной поверхности доходит до умеренных широт и до экватора, он становится прогретым. В умеренных широтах формируется область низкого давления. Воздух опять устремляется вверх, остывает и даёт осадки.
В верхних слоях, становясь холодным, он опять растекается к полюсам и тропикам. В районе полюсов холодный воздух опускается и не даёт осадков. В этих районах высокое атмосферное давление.
Теперь становится понятным, как влияет на климат циркуляция атмосферы. Воздушные массы перемещаются всегда из области высокого давления в область низкого. Таким образом формируются постоянные ветры: пассаты, стоковые ветры от полюсов, западный перенос.
Рис. 3. Общая циркуляция атмосферы.
На направление сезонных муссонов влияют разные по свойствам морские и континентальные воздушные массы одного пояса. Восходящие и нисходящие токи воздуха определяют наличие или отсутствие осадков.
Кратко о том, как циркуляция атмосферы влияет на климат, рассматривается в курсе географии 6 класса.
Что мы узнали?
Циркуляция атмосферы представляет собой сложную систему перемещения воздушных масс. Главная причина перемещений — неравномерное поступление солнечного тепла.
Одной из важных составляющих, которые оказывают влияние на формирование климата планеты Земля, является циркуляция атмосферы. Данное явление представляет собой закрытую систему воздушных течений над Землей в планетарных масштабах и оказывает важное влияние на осадки, погоду, облачность, смену температур. Проявляется циркуляция в виде постоянно возникающих больших вихрей в атмосфере, развивающихся и перемещающихся разнообразно. Возникновение таких вихрей носит название циклоны и антициклоны и является характерным показателем общей циркуляции атмосферы.
Циркуляция атмосферы составляет систему из воздушных масс четырех типов, а именно:
экваториальных, формирующихся в зоне экватора и имеющих стойкие высокие температуры и повышенную влажность;
у меренных, господствующих в умеренных широтах;
тропических, формирующихся в тропических и субтропических широтах земного шара и периодически распространяющихся на экваториальные широты;
арктических, представляющих собой воздушные течения над Антарктидой и Арктикой и имеющих низкие температуры и небольшую влажность воздуха.
Факторы, влияющие на циркуляцию атмосферы
Циркуляция атмосферы обладает достаточно сложным характером, так как на нее оказывают влияние определенные условия, отсутствие которых сделало бы схему циркуляции атмосферы очень простой.
На циркуляцию атмосферы оказывают влияние такие факторы, как форма земного шара, его вращение в сутки, движение планеты Земля вокруг Солнца, расположение морей и суши, рельеф, а также другие факторы.
Форма планеты обуславливает неровное распространение тепла на Земле и провоцирует разнообразное распределение атмосферного давления.
Вращение планеты является фактором, провоцирующим смещение течений воздуха от направления барического вектора в южном полушарии в левом направлении, а в северном – в правом направлении.
Распределение по земному шару морей и суши определяет разнообразную температуру нагревания поверхности Земли. В зависимости от размещения суши и морей, а также смены времен года возникают как постоянные источники тепла и холода, так и дополнительные, сезонные.
На распределение температурного давления влияют ледники и течения, которые могут создавать аномалии в температуре.
Неровный рельеф может затруднять перемещение воздушных течений, тем самым мешать выравниванию давления. Движение воздушных течений образует новые районы как низкого, так и высокого давления.
Влияние циркуляции атмосферы на климат
Циркуляция атмосферы является важным природным явлением, которое влияет на формирование климата Земли и постоянные изменения погодных условий отдельных регионов. Перемещаемые воздушные течения, которые могут быть теплыми или холодными, сухими либо влажными, могут формировать разнообразные режимы климата. Циркуляция атмосферы играет роль в переносе влаги от океанов на континенты, из одних широт в другие.
Подстилающая поверхность местности, рельеф территорий, прибрежные течения являются факторами, обуславливающими движение воздушных масс, проникновение которых на ту или иную область земного шара формирует соответствующую погоду.
Воздушные течения имеют отличительную черту, характеризующуюся вечным движением и трансформацией, однако переходящие границы между ними достаточно резкие, в несколько километров. Такие зоны носят название атмосферные фронты и отличаются изменчивостью направления и скорости ветра, сменой давления, температуры, влажности. Местность, где проходит атмосферный фронт, меняются погодные условия. Атмосферные фронты могут быть холодными и теплыми. Холодные атмосферные фронты приносят холода, дождевые тучи, ливни. Приближению теплого фронта нередко сопутствуют обильные осадки с грозами.
В циркуляции атмосферы перенос воздушных масс и распределение ветров зависит от широт земного шара. Поступление воздушных масс с той или иной широты формирует скорость ветров, осадки, температуру на определенной территории Земли. Важную роль в циркуляции воздушных масс играют муссоны, которые представляют собой стойкие сезонные ветры, меняющие собственное направление в зависимости от сезона дважды в год.
Движение воздушных течений определяет распределение тепла и влажности в атмосфере Земли, тем самым оказывая немаловажное влияние на климат.
Виды циркуляции атмосферы
Циркуляция атмосферы имеет несколько разновидностей, среди них выделяют такие виды:
большие атмосферные вихри.
К постоянным ветрам относятся: северо-восточные и южно-восточные ветры, дующие на полюсах с районов повышенного давления; пассаты, которые распространяются от тропиков Южного и Северного полушария с высоким давлением к экватору с низким давлением; западные – ветры умеренных широт.
Сезонными ветрами являются муссоны, которые два раза в год изменяют собственную направленность. В зимний период эти ветры ведут направление от суши на море, а в летний период направление меняется и они дуют с моря на сушу.
Местными ветрами являются бризы, фен, бора, шквалы и другие ветры.
Бризы представляют собой ветры у прибрежной зоны морей и озер, которые изменяют собственную направленность два раза в день. Ночью бриз дует с берега на море, а днем – с моря на сушу.
Фен – это сухой, теплый, порывистый ветер, который дует с гор в долины.
Бора является порывистым, сильным холодным ветром, который дует с низких горных вершин в направлении теплого моря. В местности, куда дует бора, температура снижается.
Шквалы представляют собой резкое, длящееся несколько минут, усиление ветра. Несмотря на свою непродолжительность шквалы могут привести к последствиям катастрофического масштаба.
Большие атмосферные вихри формируют погоду на огромных территориях поверхности Земли, к ним относятся циклоны и антициклоны.
Циклоны – воздушные вихри крупных размеров с низким давление в центре. Циклоны характеризуются сильными разрушениями, ливнями с грозами, сильными ветрами, ураганами, штормами, снегопадами и прочими масштабными потрясениями с явлениями негативного характера.
Для антициклона характерно повышенное атмосферное давление, где воздух распространяется от центра к периферии. Антициклон отличается хорошей и устойчивой погодой, характеризуется небольшими ветрами, ясной погодой, отсутствием осадков или их небольшим количеством.
Циркуляция атмосферы в России
Наибольшая часть российской территории расположена в умеренных широтах, где распространены умеренные воздушные массы. На севере государства хозяйствуют воздушные массы арктического направления, а в южных областях дуют тропические ветры.
Умеренные воздушные массы подразделяются на континентальные и морские, так как они образуются над сушей и над океаном. Со стороны Атлантики движутся морские умеренные воздушные массы, приносящие воздух повышенной влажности и оказывающие влияние на Восточно-Европейскую равнину. Зимой такое воздушное течение порождает потепление, туманы, а также снегопад. Морские умеренные воздушные массы могут преобразоваться в континентальные в результате продвижения в середину континента. Дальневосточные области России расположены под влиянием тихоокеанских морских воздушных течений.
На климат северных побережий России оказывают влияние арктические воздушные течения, которые формируются над Северным Ледовитым океаном. Такие воздушные течения способны проникают на равнины в глубь территории государства.
Южные территории России на протяжении всего года подвержены тропическим воздушным массам, приносящим сухой теплый воздух со стороны Азии и Африки. Со стороны Средиземноморья и Атлантики на Европейскую часть России воздействуют морские воздушные массы.
Воздушные массы имеют рубежи – атмосферные фронты. Над российской территорией образуются полярный и арктический фронты. В зависимости от сезона позиция фронтов изменяется. Летом на дальневосточных территориях России и в западной части Восточно-Европейской равнины усиленно действуют циклоны. Антициклоны более свойственны для южных частей Восточно-Европейской равнины. Восточная Сибирь зимой подвержена действию стойких антициклонов.
Перемещаясь над российской территорией воздушные массы обладают свойством преобразовываться и обретать новые качества.
Полярная циркуляция атмосферы
В циркуляции атмосферы ветры распределяются в зависимости от широт. В низких широтах преобладает восточный тропический перенос воздуха, в средних – западный, в высоких широтах господствует полярная циркуляция с северо-восточными ветрами в Северном полушарии и юго-восточными ветрами в Южном полушарии.
Полярная циркуляция атмосферы обусловлена формированием районов высокого давления у полюсов. Векторы изменения атмосферного давления направлены от полюсов в сторону минимума умеренных широт, в следствие чего в Арктике преобладают северо-восточные ветры, а в Антарктиде преобладают юго-восточные ветры. В Антарктиде ветры устойчивее и обладают большей скоростью. В Арктику нередко приходят циклоны и поступает теплый воздух с северной Атлантики, в следствии чего в этом регионе восточные ветры непостоянны, на береговых территориях Америки и Евразии присутствует незначительное муссонное направление.
Циркуляция атмосферы в умеренных широтах
Воздушные массы умеренных широт характеризуется умеренным характером. Такие воздушные массы могут вторгаться в другие широты – тропические, полярные, субтропические. В умеренных широтах преимущество имеет западное направление ветра и циклоническая деятельность, неоднократная смена циклонов и антициклонов. В этих широтах четко проявляются сезонные температуры, осадки распределяются неравномерно, климатические районы достаточно разнообразны.
В зависимости от поверхности, над которой образуются, умеренные воздушные массы подразделяют на континентальные и морские. Континентальные умеренные воздушные массы способны принести безоблачную погоду с сильными морозами зимой, а также дождливую и теплую погоду летом. Морские умеренные воздушные массы обладают сильной влажностью воздуха и умеренной температурой. Как правило, такое течение воздушных масс приносит мрачную погоду с сильными осадками и потеплением в зимний период, а в летний период приносит дожди и облачность с понижением температуры воздуха.
Воздушные массы способны изменятся. При поступлении и продвижении в глубь континента морской умеренный воздух иссушается и трансформируется в континентальный. Для умеренных широт такое преобразование воздушных масс является типичным фактором. Периодически в умеренные широты вторгаются теплые, сухие воздушные массы из тропиков и холодные, сухие воздушные массы из приполярных широт.
Воздушные массы отделены неширокими переходами, которые называются главными фронтами.
Циркуляция Хэдли
Ветры представляют собой движения воздуха и располагаются горизонтально относительно поверхности земного шара. Определяются ветры благодаря вращению планеты и распределению атмосферного давления.
В середине восемнадцатого века английский ученый-естествоиспытатель Джон Хэдли выдвинул теорию, которая объясняет возникновение постоянных ветров – пассатов. Эти ветры входят в циркуляцию Хэдли и характеризуются северо-восточным направлением в Северном полушарии и юго-восточным – в Южном.
Циркуляция атмосферы Земли имеет свои элементы, так называемые тропосферные ячейки. Одним из таких элементов является ячейка Хэдли, которая проходит в тропиках и обусловлена движением воздуха от субтропических широт к экватору, его подъем над экватором, снижением в субтропиках и движением потоками к экватору у поверхности. Циркуляция Хэдли определяет погоду и климат в тропических регионах.
- Циркуляция атмосферы — совокупность воздушных течений над земной поверхностью. Воздушные течения по своим масштабам изменяются от десятков и сотен метров (такие движения создают локальные ветра) до сотен и тысяч километров, приводя к формированию в тропосфере циклонов, антициклонов, муссонов и пассатов. В стратосфере происходят преимущественно зональные переносы (что обуславливает существование широтной зональности).
Общая циркуляция атмосферы — система замкнутых течений воздушных масс, проявляющихся в масштабах континентов и океанов или всего земного шара. Местные циркуляции атмосферы определяются физико-географическими условиями конкретной местности. К ним относятся бризы, горно-долинные ветры и другие.
Связанные понятия
Воздушные массы — большие объёмы воздуха в нижней части земной атмосферы — тропосфере, имеющие горизонтальные размеры во много сотен или несколько тысяч километров и вертикальные размеры в несколько километров, характеризующиеся примерной однородностью температуры и влагосодержания по горизонтали.
Атмосфе́рный фронт (от. др.-греч. ατμός — пар, σφαῖρα — шар и лат. frontis — лоб, передняя сторона), фронты тропосферные — переходная зона в тропосфере между смежными воздушными массами с разными физическими свойствами.
Антицикло́н — область повышенного атмосферного давления с замкнутыми концентрическими изобарами на уровне моря и с соответствующим распределением ветра. В отличие от циклона ветер в Северном полушарии циркулирует по направлению движения часовой стрелки, а в Южном полушарии — в обратную сторону.
Полярная ячейка, или полярный вихрь, — элемент циркуляции земной атмосферы в приполярных районах Земли, имеет вид приповерхностного вихря, который закручивается на запад, выходя из полюсов; и высотного вихря, закручивающегося к востоку.
Общая циркуляция атмосферы (атмосферная циркуляция) — планетарная система воздушных течений над земной поверхностью (в тропосфере сюда относятся пассаты, муссоны и воздушные течения, связанные с циклонами и антициклонами). Создает в основном режим ветра. С переносом воздушных масс общей циркуляцией связан глобальный перенос тепла и влаги. Существование циркуляции атмосферы обусловлено неоднородным распределением атмосферного давления, вызванным влиянием неодинакового нагревания земной поверхности.
Упоминания в литературе
?БЩАЯ ЦИРКУЛЯ́ЦИЯ АТМОСФ?РЫ, система крупномасштабных воздушных течений в атмосфере Земли, вызванных различиями в приходе энергии (радиационном балансе) на разных широтах, а также на суше и на море. Эти течения можно проследить на ежедневных картах погоды, но более отчётливо они проявляются в ср. режиме, т. е. на картах, осреднённых за длительный промежуток времени. В ср. режиме в тропосфере преобладают зональные переносы (потоки вдоль параллелей): зап. в умеренных широтах, вост. в тропиках и в нижних слоях тропосферы приполярных широт (в верхней тропосфере приполярных широт преобладает зап. перенос). Т. обр., зап. воздушные течения умеренных и высоких широт – одно из проявлений общей циркуляции атмосферы . Наиболее мощные потоки в верхней тропосфере и стратосфере, в которых происходит самый интенсивный перенос воздуха, называются струйными течениями. Характерное свойство общей циркуляции атмосферы – её изменчивость, или отклонения потоков, особенно струйных течений, от зонального направления. Эти отклонения прежде всего реализуются через циклоническую деятельность, т. е. эволюцию и перемещение циклонов и антициклонов. Именно эти крупномасштабные атм. вихри в осн. осуществляют воздухообмен между широтными поясами Земли. В приэкваториальной зоне циклоническая деятельность отсутствует из-за незначительности силы Кориолиса, но отклонения от зональных течений также имеют место (напр., в виде волновых процессов). Наиболее мощные отклонения атм. течений от зональных переносов связаны с самыми устойчивыми и высокими циклонами и антициклонами – т. н. центрами действия атмосферы.
Муссонная циркуляция – часть общей циркуляции атмосферы , характеризующаяся муссонами – достаточно устойчивым режимом ветра с определенным преобладающим направлением с материка на океан и обратно в зимний и летний сезоны соответственно.
Циркуляция атмосферы – один из важнейших климатообразующих факторов, это система крупномасштабных воздушных течений на Земном шаре, проявляющаяся в переносе различных типов воздушных масс. К общей циркуляции атмосферы относятся все ветры и воздушные течения.
Ученые давно задались вопросом: почему на рубеже IX и X веков нашей эры на противоположных концах земли практически одновременно прекратили существование две крупнейшие цивилизации того времени – индейцы майя и китайская династия Тан? В итоге исследователи предположили, что к закату и гибели их привели засуха и последовавший за ней голод. Причиной подобных перемен в климате стало течение Эль-Ниньо, приведшее к крупномасштабным нарушениям циркуляции атмосферы . Результатом же стали засухи в традиционно влажных регионах и наводнения – в засушливых. К таким выводам ученые пришли после изучения характера относящихся к указанному периоду осадочных отложений в Китае и Мезоамерике.
Во времена мезозойской эры (она закончилась 67 млн. лет назад) объем гидросферы достиг современного уровня. К концу мезозоя площадь водной поверхности Земли достигла 81%. В мезозое установилась современная циркуляция атмосферы . Климат выровнялся и потеплел до +24,5 град. С в юрском периоде. В меловом периоде наблюдалось глобальное похолодание. На суше – господство рептилий и амфибий. Расцвет динозавров. Из растительности преобладают хвойные и папоротники. В океане – господство беспозвоночных, расцвет моллюсков. Появление первых бабочек, древних птиц и примитивных млекопитающих (юрский период). В меловом периоде в связи с глобальным похолоданием наблюдалась катастрофа – массовое вымирание динозавров. Появление первых цветковых растений.
Связанные понятия (продолжение)
Преимущественные ветры — ветры, которые дуют преимущественно в одном направлении над конкретной точкой земной поверхности. Являются частью глобальной картины циркуляции воздуха в атмосфере Земли, включая пассаты, муссоны, западные ветры умеренного пояса и восточные ветры полярных районов. В районах, где глобальные ветры слабы, преимущественные ветры определяются направлениями бриза и другими локальными факторами. Кроме того, глобальные ветры могут отклоняться от типовых направлений зависимости от.
Внутритропическая зона конвергенции — полоса вдоль экватора между пассатами Северного и Южного полушарий. Ширина — несколько сот километров. Большую часть года находится к северу от экватора, в период лета Северного полушария она находится дальше от экватора, чем зимой, когда может даже заходить в Южное полушарие. Совпадает с экваториальной депрессией — зоной низкого атмосферного давления вдоль экватора.
Западные ветры умеренного пояса — преобладающие ветра, дующие в умеренном поясе примерно между 35 и 65 градусами северной и южной широты, от субтропического хребта до полярного фронта, часть глобальных процессов циркуляции атмосферы и приповерхностная часть ячейки Феррела. Эти ветры дуют преимущественно с запада на восток, точнее с юго-запада в Северном полушарии и с северо-запада в Южном полушарии и могут образовывать внетропические циклоны на своих границах, где градиент скорости ветра высок. Тропические.
Инверсия в метеорологии означает аномальный характер изменения какого-либо параметра в атмосфере с увеличением высоты. Наиболее часто это относится к температурной инверсии, то есть к увеличению температуры с высотой в некотором слое атмосферы вместо обычного понижения (см. атмосфера Земли). Важную роль в этом процессе играют и горно-долинные ветры.
Сила Кориоли́са в гидроаэромеханике — одна из сил инерции, действующая на упорядоченный или флуктуационный поток жидкости или газа во вращающейся неинерциальной системе отсчёта.
Струйное течение (англ. jet stream) — узкая зона сильного ветра в верхней тропосфере, ограниченная сверху тропопаузой, для которой характерны большие скорости (обычно на оси более 25 м/с) и градиенты ветра (вертикальный более 5 м/с на 1 км, горизонтальный более 10 м/с на 100 км). Обычно нижняя граница струйного течения находится на высоте 5—7 км, реже 2—4 км, иногда (у наиболее мощных СТ при очень больших градиентах температуры) 500—1000 м.
Барическая ложбина — вытянутые области относительно низкого атмосферного давления, в некоторых случаях связанные с атмосферными фронтами. Противоположные стороны барических ложбин характеризуются поворотом направления ветра, что может быть отмечено наблюдателем на поверхности при их прохождении. Синоптические области низкого давления с отсутствием поворота ветра называются барическими седловинами, последние обычно связаны с теми или иными гористыми регионами.
Широтная зональность — закономерное изменение физико-географических процессов, компонентов и комплексов геосистем от экватора к полюсам.
Го́рно-доли́нные ветры́ – ветра с суточной периодичностью, схожие с бризами, что наблюдаются в горных системах.
Азиатский антициклон (Центральноазиатский антициклон, Монгольский антициклон, Сибирский антициклон) — обширная область высокого давления, которая находится над Центральной Азией и Сибирью в течение почти всего зимнего периода, главным образом вследствие сильного охлаждения материка. Является одним из сезонных центров действия атмосферы. Среднее давление в центре азиатского антициклона в январе превышает 1030 мбар, в некоторых частях может доходить до 1050 мбар.
Термохали́нная циркуля́ция — циркуляция, создаваемая за счет перепада плотности воды, образовавшегося вследствие неоднородности распределения температуры и солёности в океане.
Бари́ческий градие́нт — вектор, характеризующий степень изменения атмосферного давления в пространстве. По числовой величине барический градиент равен изменению давления (в миллибарах) на единицу расстояния в том направлении, в котором давление убывает наиболее быстро, то есть по нормали к изобарической поверхности в сторону уменьшения давления.
Климатологи́ческие фронты́ — многолетние средние положения главных фронтов в разные сезоны. Их можно выявить на многолетних средних картах, подобно центрам действия атмосферы.
Тёплый фронт — атмосферный фронт, перемещающийся в сторону более холодного воздуха (наблюдается адвекция тепла). За тёплым фронтом в данный регион приходит тёплая воздушная масса.
Апвеллинг, или подъём (англ. upwelling) — подъём глубинных вод океана к поверхности. Наиболее часто наблюдается у западных границ материков, где перемещает более холодные и богатые биогенами воды из глубин океана к поверхности, замещая более тёплые, бедные биогенами поверхностные воды. Также может встречаться практически в любом районе мирового океана.
Депре́ссия в метеорологии — область сравнительно низкого атмосферного давления (низкого стояния барометра).
Ве́тер — поток воздуха, который движется около земной поверхности. На Земле ветер представляет собой движущийся преимущественно в горизонтальном направлении поток воздуха, на других планетах — поток свойственных им атмосферных газов. В Солнечной системе сильнейшие ветры наблюдаются на Нептуне и Сатурне. Солнечный ветер представляет собой поток разрежённых газов от звезды, а планетарный ветер — поток газов, отвечающий за дегазацию планетарной атмосферы в космическое пространство. Ветры, как правило.
Внетропи́ческий цикло́н — циклон, формирующийся в течение года во внетропических широтах каждого полушария. За 12 месяцев их может быть множество сотен. Размеры внетропических циклонов весьма значительны. Хорошо развитый циклон может иметь в поперечнике 2-3 тыс. км. Это значит, что он может одновременно покрывать несколько областей России или провинций Канады и определять режим погоды на этой огромной территории.
Ячейка Хэ́дли, или ячейка Гадлея — это элемент циркуляции земной атмосферы, наблюдаемый в тропических широтах. Он характеризуется восходящим движением у экватора, направленными к полюсам потоками на высоте 10-15 км, нисходящими движением в субтропиках и потоками по направлению к экватору у поверхности. Эта циркуляция непосредственно связана с такими явлениями как пассаты, субтропические пустыни и субтропические высотные струйные течения, определяет погоду и климат в тропиках. Названа в честь английского.
Атмосфе́рное давле́ние — давление атмосферы, действующее на все находящиеся в ней предметы и на земную поверхность, равное модулю силы, действующей в атмосфере на единицу площади поверхности по нормали к ней. В покоящейся стационарной атмосфере давление равно отношению веса вышележащего столба воздуха к площади его поперечного сечения. Атмосферное давление является одним из термодинамических параметров состояния атмосферы, оно изменяется в зависимости от места и времени. Давление — величина скалярная.
Климат Титана, крупнейшего спутника Сатурна, по многим параметрам напоминает климат Земли, несмотря на существенно более низкую температуру Титана. Толстая атмосфера, метановые дожди и возможное наличие криовулканической активности приводят к изменениям климата на протяжении года.
Катабатический ветер (от греч. κατάβασις, катабасис — спуск, снижение), также падающий — плотный и холодный воздушный поток, направленный вниз по склонам земной поверхности (с горных перевалов), а также нисходящие струи холодного воздуха в кучево-дождевых облаках.
Пасса́тный кли́мат — один из типов тропического климата, типично выраженный над океанами в тех широтах, до которых внутритропическая зона конвергенции в своём годовом перемещении, как правило, не доходит, а также частично в Центральной Америке и восточном побережье Австралии.
Холо́дный фронт — поверхность, разделяющая тёплую и холодную воздушные массы, атмосферный фронт. Холодный фронт образуется при перемещении холодной воздушной массы в сторону тёплой воздушной массы. При этом происходит адвекция холода. Вслед за холодным фронтом приходит холодная воздушная масса. При стабильности тёплого воздуха формируются перисто-кучевые облака. Если тёплый воздух не стабилен, то холодная масса воздуха вытесняет тёплую, и появляются кучевые, и кучево-дождевые облака.
Глаз бури, также глаз урагана, або офо, бычий глаз — область прояснения и относительно тихой погоды в центре тропического циклона.
Относительная влажность — отношение парциального давления паров воды в газе (в первую очередь, в воздухе) к равновесному давлению насыщенных паров при данной температуре. Обозначается греческой буквой φ, измеряется гигрометром.
Местные ветры — ветры, отличающиеся какими-либо особенностями от главного характера общей циркуляции атмосферы, но, как и постоянные ветры, закономерно повторяющиеся и оказывающие заметное влияние на режим погоды в ограниченной части ландшафта или акватории.
Морские течения — постоянные или периодические потоки в толще мирового океана и морей. Различают постоянные, периодические и неправильные течения; поверхностные и подводные, теплые и холодные течения. В зависимости от причины течения, выделяются ветровые и плотностные течения. Расход течения измеряется в свердрупах.
Тропи́ческий сухо́й кли́мат — континентальная разновидность тропического климата, где нет смены муссонов, то есть где круглый год преобладает тропический воздух. Режим ветра в этих континентальных районах не так характерен и устойчив, как в пассатах над океанами, так как эти районы могут находиться под влиянием не только антициклонов, но (летом) и размытых депрессий.
Внезáпное стратосфéрное потеплéние (ВСП) - это сильное и внезапное (несколько десятков градусов в течение суток) повышение температуры в полярной и субполярной стратосфере зимой, иногда на 50° и более в течение нескольких (порядка десяти) суток. ВСП происходит на высотах от 10 до 50 км, и характеризуются большой величиной отклонения температуры от средних значений, зачастую превышающих два стандартных отклонения фоновой модели. События ВСП происходят в зимний период. Наиболее резко они выражены в.
Бриз (фр. brise) — ветер, который дует на побережье морей и больших озёр. Направление бриза меняется дважды в сутки: дневной (или морской) бриз дует с моря на разогретое дневными лучами Солнца побережье. Ночной (или береговой) бриз имеет обратное направление.
Снежный эффект озера — процесс образования кучево-дождевых облаков и выпадения из них осадков, связанный со смешением холодного сухого континентального воздуха с тёплым влажным морским воздухом.
Читайте также: