Лекции №5-6: Общая циркуляция атмосферы Преобладающие направления ветра • Поскольку существуют центры действия, то распределение ветра даже на многолетних средних картах отклоняется от зонального. • Климатологическое распределение ветра очень упрощенное и отличается от реального распределения в отдельные дни. • Мы им воспользуемся для первоначальной ориентировки в течениях общей циркуляции атмосферы. • Ю-Восточные ветры высоких широт дуют по окраинам Антарктиды; В северном полушарии преобладание западных ветров выражено в умеренных широтах только над океанами; над материками режим ветра сложнее Тропики : северо-восточные и юго-восточные ветры в тропиках над Атлантическим, Тихим и южным Индийским океанами. Это пассаты Западные ветры в 40-60 ш. в южном полушарии преобладают. Это самая устойчивая часть западного переноса в умеренных широтах. 1. северо-восточные и юго-восточные ветры в тропиках над Атлантическим, Тихим и южным Индийским океанами. Это пассаты, отклоняющиеся от своего основного, восточного направления. Пассаты-устойчивые ветры восточной четверти, дующие в течение всего года над океанами на обращенной к экватору периферии субтропических антициклонов 2. Западные ветры в 40-60 с.ш., а в южном полушарии через все полушарие. Это самая устойчивая часть западного переноса в умеренных широтах. В северном полушарии преобладание западных ветров выражено в умеренных широтах только над океанами; над материками режим ветра сложнее. Каждое перо на стрелке означает 10% повторяемости данного преобладающего направления. Климатологические фронты 1. Барическое поле Земли – это циклоны и антициклоны 2. Такое разделение на области высокого и низкого давления приводит к тому, что воздух тропосферы всегда разделена фронтами на воздушные массы. 3. Многолетние средние положения главных фронтов в разные сезоны будем называть климатологическими фронтами. 4. Их можно выявить на многолетних средних картах, подобно центрам действия атмосферы. 5. На синоптических картах положение и число фронтов могут резко отличаться от многолетнего среднего распределения. 6. Фронты возникают, перемещаются и размываются в связи с циклонической деятельностью. 7. Среднее положение фронтов важно для понимания распределения на Земле климатических условий. Зима В северном полушарии две значительные ветви арктического фронта ( два арктических фронта): один — на севере Атлантического океана и на севере Евразии, другой — на севере Североамериканского материка и над архипелагом арктического сектора Америки. Области к северу от арктических фронтов заняты арктическим воздухом. Арктические фронты могут занимать положение, далеко отклоняющееся от среднего. При возникновении на них циклонов и антициклонов и вместе с вторжениями арктического воздуха проникают далеко к югу. В поясе 30 - 50° с. ш. - формируется цепь полярных фронтов, отделяющих области полярного воздуха (воздуха умеренных широт) от тропического воздуха. Полярные фронты проходят: над Атлантическим океаном по южной периферии исландской депрессии; над Средиземным морем; в Азии вдоль северной границы Тибетского нагорья; над Тихим океаном (два фронта); над США. Климатологические фронты. 1 -арктический, 2 - полярный, 3 -пассатный, 4 — тропический В южном полушарии антарктические фронты, вокруг Антарктиды (на карте их нет), и четыре полярных фронта под 40—50° ю. ш. над океанами. Линии полярных фронтов, проникающих далеко в глубь тропиков, называются пассатными фронтами. Они разделяют в тропиках разные массы тропического воздуха — относящиеся к разным субтропическим антициклонам. ЗИМА. Тропические фронты на климатологических картах сливаются в один общий фронт. Он в январе смещен на южное полушарие, отходя к югу вместе с ответвлениями экваториальной депрессии над нагретыми материками южного полушария. Вместо термина тропический фронт применяют термин внутритропическая зона конвергенции, хотя эти понятия и не вполне идентичны. Лето Арктические и антарктические фронты занимают положения, близкие к январским. Полярные фронты в северном полушарии несколько смещены к северу, особенно над нагретыми материками; их среднее положение теперь около 50-й параллели. Полярные фронты над южным полушарием несколько смещены к экватору (30—40° ю. ш.) Тропические фронты смещены в северное полушарие, особенно далеко на север над Индией и Китаем. Климатологические фронты в июле: 1 — арктический, 2 — полярный, 3 — пассатный, 4 — тропический Летом все климатологические фронты смещаются к северу, а зимой — к югу. Зона Внутритропической Конвергенции (ЗВТК) Это зона экваториальных штилей – проявление восходящих токов, приводящих к конвекции и пониженному давлению, слабым ветрам и длительным дождям ИТАК: 1. Среднее положение полярных фронтов указывает на южную границу преобладания полярного воздуха и на северную границу преобладания тропического воздуха. 2. Разрывы между отдельными арктическими и полярными фронтами указывают на районы, где воздух чаще проникает в более высокие или в более низкие широты, причем фронты размываются. 1. Местоположение ЗВТК меняется в течение года вместе с инсоляцией 2. ЗВТК смещается больше над континентами, чем над океанами, т.к. суша нагревается быстрее и до более высокой температуры • Положение фронтов на средних картах указывает, в каких областях Земли преобладают в течение всего года воздушные массы того или иного типа и в каких от зимы к лету и от лета к зиме массы одного типа сменяются массами другого типа. • Это является основным критерием для генетической классификации климатов Воздушные массы (ВМ) большие объёмы воздуха, имеющие горизонтальные размеры во много сотен или несколько тысяч километров, характеризующиеся примерно однородными физическими свойствами у земной поверхности по горизонтали и характерными для данной ВМ изменениями с высотой. Всю тропосферу можно разделить на ВМ: • Однородность свойств воздушной массы достигается формированием её над однородной подстилающей поверхностью в сходных условиях теплового и радиационного баланса. • Кроме того, необходимы такие циркуляционные условия, при которых воздушная масса длительно стационировала бы в регионе формирования. • Значения метеорологических элементов в пределах воздушной массы меняются незначительно — горизонтальные градиенты малы. • Резкое возрастание градиентов метеорологических величин, или, по крайней мере, изменение величины и направления градиентов происходит в переходной зоне между двумя воздушными массами — зоне атмосферного фронта или фронтальной зоне. Классификация ВМ ВМ разделяют по: 1. термическому (термодинамическому) и 2. географическому признакам Термодинамическая классификация воздушных масс 1. 2. 3. Теплые холодные нейтральные ВМ Тёплой (холодной) называют воздушную массу, которая теплее (холоднее) окружающей её более чем на 5 град.и постепенно охлаждается (нагревается), стремясь приблизиться к тепловому равновесию. Чтобы идентифицировать, в течение несколько дней сравнивают Тмакс (максимальную дневную приземную температуру воздуха) или Т850 (температуру воздуха на уровне 850 гПа, около 1,5 км над уровнем моря). Трансформация ВМ ( эволюция ) – процесс изменения свойств вм. При перемещении воздушная масса начинает изменять свои свойства — они уже будут зависеть не только от свойств очага формирования, но и от свойств соседних воздушных масс, от свойств подстилающей поверхности, от длительности времени, прошедшего с момента образования воздушной массы... Местной (нейтральной) воздушной массой называют массу, находящуюся в тепловом равновесии со своей средой, то есть день за днем сохраняющую свои свойства без существенных изменений (Т макс изменяется не более чем на 1…2°). Таким образом, трансформирующаяся воздушная масса может быть тёплой или холодной, но по завершении трансформации она становится местной. Географическая классификация ВМ основана на географическом положении очага формирования в зависимости от расположения в одном из широтных поясов: 1.Арктический или антарктический воздух (АВ), 2.Умеренный воздух (УВ), 3.Тропический воздух (ТВ). 4.Экваториальный (ЭВ). Воздушные массы, кроме ЭВ, можно подразделять на морские (м) и континентальные (к). Континентальный АВ –над льдами Арктики, мАВ- над океаном- поступает в умеренные широты в тыловой части циклонов или антициклонов КАВ - холодный, сухой: зимой-резкое падение температуры, мороз, летом-сначала холод, -прогреваетсятрансформируется в УВ –сухая жаркая погода. Осень-весна- КАВ несет заморозки. МАВ- теплый, влажный: Зимой несет потепление, но быстро охлаждается над континентом Летом: приносит прохладную погоду, т.к. МАВ – влажный воздух, по при прогревании в нем развивается конвекция, возникают кучевые и кучево-дождевые облака. Самостоятельно 1. Умеренный воздух (УВ), 2. Тропический воздух (ТВ). 3. Экваториальный (ЭВ). Перемещение воздушных масс происходит как в широтном, так и в меридиональном направлениях. В тропосфере к циркуляции атмосферы относятся пассаты, западные воздушные течения умеренных широт, муссоны, циклоны и антициклоны. В некоторых регионах Земли, в особенности в бассейне Индийского океана, восточный перенос летом заменяется западным изза смещения ВТЗК от экватора в более нагретое летнее полушарие. Муссоны–сезонные элементы общей циркуляции атмосферы Муссоны – это ветры, меняющие свое направление два раза в год - летом дуют с океана на сушу - зимой с суши на океан. Муссон - сезонное изменение направления ветра и количества осадков Наиболее проявляются в Индии: летом Гималайские горы нагреваются, океан относительно холодный - ветер дует с Индийского океана на континент. Теплый, влажный воздух поднимается орографически, остывает, возникают облака и обильные ливни. Зимой огромный Азиатский (сибирский антициклон) стационирует над всей Азией, захватывает и Гималаи – направления ветров меняется на противоположное (от высокого давления к низкому, с суши на море). Ветра, дующие вниз по склонам гор с суши на океан, препятствуют выпадению осадков зимой. Муссонные области на Земле Темы рефератов Тропические циклоны (районы возникновения, перемещение, погода в тропическом циклоне) 1. 2. 3. 4. Местные ветры (бризы, горно-долинные ветры, ледниковые ветры, фен, бора, шквалы, маломасштабные вихри Межгодовые элементы общей циркуляции, связанные с явлениями Эль-Ниньо / Ла-Нинья Океанические течения –роль в формировании климата Эль-Ни́ньо (исп. El Niño — Малыш, Мальчик) или Южная осцилляция (англ. El Niño/La Niña - Southern Oscillation, ENSO) — колебание температуры поверхностного слоя воды в экваториальной части Тихого океана, имеющее заметное влияние на климат. В более узком смысле ЭльНи́ньо — фаза Южной осцилляции, в которой область нагретых приповерхностных вод смещается к востоку. При этом ослабевают или вообще прекращаются пассаты, замедляется апвеллинг в восточной части Тихого океана, у берегов Перу. Противоположная фаза осцилляции называется Ла-Нинья (исп. La Niña — Малышка, Девочка). Характерное время осцилляции — от 3 до 8 лет, однако сила и продолжительность Эль-Ниньо в реальности сильно варьируется. Так, в 1790—1793, 1828, 1876—1878, 1891, 1925—1926, 1982—1983 и 1997—1998 годах были зафиксированы мощные фазы Эль-Ниньо, тогда как, например, в 1991—1992, 1993, 1994 это явление, часто повторяясь, было слабо выраженным. Эль-Ниньо 1997—1998 гг. было настолько сильным, что привлекло внимание мировой общественности и прессы. Тогда же распространились теории о связи Южной осцилляции с глобальными изменениями климата. С начала 1980-х Эль-Ниньо возникало также в 1986—1987 и 2002—2003 гг. Нормальные условия вдоль западного побережья Перу определяются холодным Перуанским течением, несущим воду с юга. Там, где течение поворачивает на запад, вдоль экватора, из глубоких впадин происходит подъем холодных и богатых планктоном вод, что способствует активному развитию жизни в океане. Само же холодное течение определяет засушливость климата в этой части Перу, формируя пустыни. Пассаты отгоняют прогретый поверхностный слой воды в западную зону тропической части Тихого океана, где формируется так называемый тропический теплый бассейн (ТТБ). В нем вода прогрета до глубин в 100 — 200 м[1]. Атмосферная циркуляция Уолкера, проявляющаяся в виде пассатов, вкупе с пониженным давлением над районом Индонезии, приводит к тому, что в этом месте уровень Тихого океана на 60 см выше, чем в восточной его части. А температура воды здесь достигает 29 — 30 °C против 22 — 24 °C у берегов Перу. Однако, всё меняется с наступлением Эль-Ниньо. Пассаты ослабевают, ТТБ растекается, и на огромной площади Тихого океана происходит повышение температуры воды. В районе Перу холодное течение сменяется движущейся с запада к берегу Перу теплой водной массой, апвеллинг ослабевает, гибнет без питания рыба, а западные ветры приносят в пустыни влажные воздушные массы, ливни, вызывающие даже наводнения. Наступление Эль-Ниньо снижает активность атлантических тропических циклонов. • Ла-Нинья продолжается… • 28 января 2011 | 17:47 // ФОБОС Наводнения в Австралии, Бразилии, Шри-Ланке, Индонезии, теперь еще и в Южной Африке, Перу – все в той или иной степени связаны с Ла-Нинья – отрицательной фазой явления Эль-Ниньо-Южное колебание. • С Эль-Ниньо связаны и другие погодные аномалии в тропической зоне. • этот эпизод Ла-Нинья – один из самых сильных в истории наблюдений. И, согласно большинству прогностических моделей, должен продлиться в первом квартале 2011 года, а, возможно, даже в мае. При этом его интенсивность будет постепенно уменьшаться.