Bendra atmosferos cirkuliacija yra oro masių judėjimas, besitęsiantis visoje planetoje. Jie yra įvairių elementų ir energijos nešėjai visoje atmosferoje.
Pertraukiamas ir sezoninis šiluminės energijos pasiskirstymas sukelia oro sroves. Tai lemia skirtingą dirvožemio ir oro įkaitimą visose teritorijose.
Štai kodėl saulės įtaka yra oro masių judėjimo ir atmosferos cirkuliacijos pradininkas. Oro judėjimas mūsų planetoje yra visiškai kitoks – siekia kelis metrus ar keliasdešimt kilometrų.
Paprasčiausia ir labiausiai suprantama rutulio atmosferos cirkuliacijos schema buvo sukurta prieš daugelį metų ir naudojama šiandien. Oro masių judėjimas yra nekintamas ir nenutrūkstamas, jos juda per mūsų planetą, sukurdamos užburtą ratą. Šių masių judėjimo greitis yra tiesiogiai susijęs su saulės spinduliuote, sąveika su vandenynu ir atmosferos sąveika su dirvožemiu.
Atmosferos judėjimą sukelia nestabilus saulės šilumos pasiskirstymas visoje planetoje. Priešingų oro masių kaitaliojimas - šiltas ir šaltas, - jų nuolatinis staigus judėjimas aukštyn ir žemyn, formuoja įvairias cirkuliacijos sistemas.
Šiluma iš atmosferos gaunama trimis būdais – naudojant saulės spinduliuotę, naudojant garų kondensaciją ir šilumos mainus su žemės danga.
Drėgnas oras taip pat svarbus atmosferos šildymui. Atogrąžų Ramusis vandenynas vaidina didžiulį vaidmenį šiame procese.
Oro srovės atmosferoje
(Oras teka Žemės atmosferoje)
Oro masės skiriasi savo sudėtimi, priklausomai nuo kilmės vietos. Oro srautai skirstomi į 2 pagrindinius kriterijus – žemyninį ir jūrinį. Žemyninės susidaro virš dirvos dangos, todėl šiek tiek sudrėkinamos. Kita vertus, jūriniai yra labai šlapi.
Pagrindinės Žemės oro srovės yra pasatai, ciklonai ir anticiklonai.
Atogrąžų kraštuose formuojasi prekybos vėjai. Jų judėjimas nukreiptas į pusiaujo teritorijas. Taip yra dėl slėgio kritimų – ties pusiauju jis žemas, o tropikuose – aukštas.
(Pasato vėjai diagramoje parodyti raudonai)
Virš šiltų vandenų paviršiaus susidaro ciklonai. Oro masės juda iš centro į kraštus. Jų įtakai būdingas stiprus lietus ir stiprus vėjas.
Atogrąžų ciklonai veikia virš vandenynų pusiaujo teritorijose. Jie susidaro bet kuriuo metų laiku, sukeldami uraganus ir audras.
Anticiklonai susidaro virš žemynų, kur drėgmė maža, tačiau saulės energijos yra pakankamai. Oro masės šiuose srautuose juda iš kraštų į centrinę dalį, kurioje įkaista ir palaipsniui mažėja. Štai kodėl ciklonai atneša giedrą ir ramų orą.
Musonai yra kintantys vėjai, kurie keičiasi sezoniškai.
Taip pat sklinda antrinės oro masės, tokios kaip taifūnas ir viesulas, cunamis.
– svarbus klimato formavimosi veiksnys. Tai išreiškiama įvairių tipų oro masių judėjimu.
Oro masės- tai judančios troposferos dalys, kurios skiriasi viena nuo kitos temperatūra ir drėgme. Oro masės yra jūra ir žemyninis.
Virš vandenynų susidaro jūrinės oro masės. Jie yra drėgnesni nei žemyniniai, susidarantys virš sausumos.
Įvairiose Žemės klimato zonose susidaro jų pačių oro masės: pusiaujo, atogrąžų, vidutinio klimato, arktinės ir Antarktidos.
Judančios oro masės ilgą laiką išlaiko savo savybes, todėl nulemia orus tose vietose, kur jos ateina.
Arktinės oro masės susidaro virš Arkties vandenyno (žiemą – ir virš Eurazijos bei Šiaurės Amerikos žemynų šiaurės). Jiems būdinga žema temperatūra, žema drėgmė ir didelis oro skaidrumas. Arktinių oro masių invazijos į vidutinio klimato platumas sukelia staigų atšalimą. Tuo pačiu metu vyraus giedri ir šiek tiek debesuoti orai. Judant žemyn į pietus, arktinės oro masės virsta sausu žemyniniu vidutinio platumų oru.
Kontinentinė arktinė oro masės susidaro virš ledinės Arkties (jos centrinėje ir rytinėje dalyse) ir virš šiaurinės žemynų pakrantės (žiemą). Jų savybės yra labai žema oro temperatūra ir mažas drėgmės kiekis. Kontinentinės arktinės oro masių invazija į žemyną lemia stiprų atšalimą giedru oru.
Jūrinė arktinė Oro masės susidaro šiltesnėmis sąlygomis: virš ledo vandens zonos, kurioje aukštesnė oro temperatūra ir didesnis drėgmės kiekis – tai Europos Arktis. Tokių oro masių invazijos žemyne žiemą netgi sukelia atšilimą.
Šiaurės pusrutulio arktinio oro analogas pietiniame pusrutulyje yra Antarkties oro masės. Jų įtaka labiau išplečiama gretimuose jūros paviršiuose ir retai – pietiniame Pietų Amerikos žemyno pakraštyje.
Vidutinis(poliarinis) oras yra vidutinio klimato oras. Vidutinės oro masės prasiskverbia į poliarines, taip pat subtropines ir atogrąžų platumas.
Žemyninis vidutinio klimato klimatas oro masės žiemą dažniausiai atneša giedrus orus su dideliais šalčiais, o vasarą – gana šiltus, bet debesuotus, dažnai lietingus, su perkūnija.
Jūrinis vidutinio klimato oro mases į žemynus neša vakarų vėjai. Jie išsiskiria didele drėgme ir vidutine temperatūra. Žiemą jūrinės vidutinio klimato oro masės atneša debesuotus orus, gausius kritulius ir atšilimus, o vasarą debesuota, lyja ir žemesnė temperatūra.
Atogrąžų oro masės susidaro tropinėse ir subtropinėse platumose, o vasarą – žemyniniuose regionuose vidutinio klimato platumų pietuose. Tropinis oras patenka į vidutinio klimato ir pusiaujo platumas. Šiluma yra įprastas atogrąžų oro požymis.
Žemyninis atogrąžų oro masės yra sausos ir dulkėtos, ir jūrinės atogrąžų oro masės- didelė drėgmė.
Pusiaujo oras kylanti Pusiaujo depresijos srityje, labai šilta ir drėgna. Vasarą šiauriniame pusrutulyje pusiaujo oras, judantis į šiaurę, patenka į atogrąžų musonų cirkuliacijos sistemą.
Pusiaujo oro masės susidaro pusiaujo zonoje. Jie išsiskiria aukšta temperatūra ir drėgme ištisus metus, ir tai taikoma oro masėms, susidarančioms virš sausumos, kaip ir virš vandenyno. Todėl pusiaujo oras nėra skirstomas į jūrinius ir žemyninius potipius.
Visa oro srovių sistema atmosferoje vadinama bendra atmosferos cirkuliacija.
Atmosferos frontas
Oro masės nuolat juda, keičia savo savybes (transformuojasi), tačiau tarp jų yra gana ryškios ribos – kelių dešimčių kilometrų pločio pereinamosios zonos. Šios pasienio zonos vadinamos atmosferos frontai ir pasižymi nestabilia temperatūros, drėgmės,.
Tokio fronto susikirtimas su žemės paviršiumi vadinamas atmosferos fronto linija.
Atmosferos frontui einant per bet kokį virš jo esantį reljefą, keičiasi oro masės ir dėl to oras.
Frontaliniai krituliai būdingi vidutinio klimato platumoms. Atmosferos frontų zonoje susidaro dideli debesų dariniai, kurių ilgis siekia tūkstančius kilometrų, iškrenta krituliai. Kaip jie atsiranda? Atmosferos frontą galima laikyti dviejų oro masių riba, kuri labai mažu kampu pasvirusi į žemės paviršių. Šaltas oras yra šalia šilto oro ir virš jo švelnaus pleišto pavidalu. Šiuo atveju šiltas oras pakyla šalto oro pleištu ir atvėsta, artėdamas prie soties. Atsiranda debesys, iš kurių iškrenta krituliai.
Jei frontas juda link besitraukiančio šalto oro, prasideda atšilimas; toks frontas vadinamas šiltas. Šaltasis frontas priešingai – persikelia į šilto oro užimtą teritoriją (1 pav.).
Ryžiai. 1. Atmosferos frontų tipai: a - šiltasis frontas; b - šaltasis frontas
Nuo vaikystės mane žavėjo nematomi judesiai aplink mus: silpnas vėjelis, sukantis rudens lapus ankštame kieme ar galingas žiemos ciklonas. Pasirodo, šie procesai turi gana suprantamus fizikinius dėsnius.
Kokios jėgos verčia judėti oro mases
Šiltas oras yra lengvesnis už šaltą – šiuo paprastu principu galima paaiškinti oro judėjimą planetoje. Viskas prasideda nuo pusiaujo. Čia saulės spinduliai į Žemės paviršių krenta stačiu kampu, o nedidelė pusiaujo oro dalelė gauna šiek tiek daugiau šilumos nei kaimyninės. Ši šilta dalelė tampa lengvesnė už kaimynines, o tai reiškia, kad ji pradeda plaukti aukštyn, kol praranda visą šilumą ir vėl pradeda leistis žemyn. Tačiau judėjimas žemyn jau vyksta trisdešimtosiose Šiaurės arba Pietų pusrutulio platumose.
Jei nebūtų papildomų jėgų, tai oras judėtų iš pusiaujo į ašigalius. Tačiau oro mases verčia judėti ne viena, o kelios jėgos vienu metu:
- Plūdrumo jėga. Kai šiltas oras pakyla, o šaltas lieka apačioje.
- Koriolio jėga. Apie tai pakalbėsiu žemiau.
- Planetos reljefas. Jūrų ir vandenynų, kalnų ir lygumų deriniai.
Žemės sukimosi nukreipimo jėga
Meteorologams būtų lengviau, jei mūsų planeta nesisuktų. Bet jis sukasi! Tai sukuria Žemės sukimosi nukreipimo jėgą arba Koriolio jėgą. Dėl planetos judėjimo ta labai „lengva“ oro dalelė ne tik išstumiama, tarkime, į šiaurę, bet ir pasislenka į dešinę. Arba jis išstumiamas į pietus ir nukrypsta į kairę.
Taip susidaro nuolatiniai vakarų ar rytų vėjai. Galbūt girdėjote apie Vakarų vėjų srovę ar riaumojančius keturiasdešimtuosius? Šie nuolatiniai oro judėjimai yra būtent dėl Koriolio jėgos.
Jūros ir vandenynai, kalnai ir lygumos
Paskutinę sumaištį įneša palengvėjimas. Žemės ir vandenyno pasiskirstymas keičia klasikinę cirkuliaciją. Taigi pietiniame pusrutulyje yra daug mažiau sausumos nei šiauriniame, ir niekas netrukdo orui judėti vandens paviršiumi reikiama kryptimi, nėra kalnų ar didelių miestų, o Himalajuose radikaliai keičiasi oro cirkuliacija. jų plotas.
Kartu su geografine platuma svarbus klimatą formuojantis veiksnys yra atmosferos cirkuliacija, tai yra oro masių judėjimas.
Oro masės- dideli kiekiai troposferos oro, turinčio tam tikras savybes (temperatūra, drėgmė), priklausomai nuo jo susidarymo ir judėjimo regiono ypatybių.
Oro masės ilgis gali siekti tūkstančius kilometrų, o aukštyn – iki viršutinės troposferos ribos.
Pagal judėjimo greitį oro masės skirstomos į dvi grupes: judančias ir vietines. Judėjimas oro masės, priklausomai nuo apatinio paviršiaus temperatūros, skirstomos į šiltas ir šaltas. Šilta oro masė - juda į šaltą apatinį paviršių, šalta masė - juda į šiltesnį paviršių. Vietinės oro masės – tai oro masės, kurios ilgą laiką nekeičia savo geografinės padėties. Priklausomai nuo sezono, jie gali būti patvarūs ir nestabilūs, sausi ir šlapi.
Yra keturi pagrindiniai oro masių tipai: pusiaujo, tropinė, vidutinio klimato, arktinė (Antarktida). Be to, kiekvienas tipas yra suskirstytas į potipius: jūrinį ir žemyninį, kurie skiriasi vienas nuo kito drėgme. Pavyzdžiui, Arkties jūros masė susidaro virš šiaurinių jūrų – Barenco ir Baltosios jūrų, jai būdinga, kaip ir žemyninei oro masei, bet su šiek tiek padidėjusia drėgme. (žr. 1 pav.).
Ryžiai. 1. Arkties oro masių susidarymo sritis
Rusijos klimatas vienu ar kitu laipsniu sudaro visas oro mases, išskyrus pusiaujo.
Apsvarstykite įvairių mūsų šalyje cirkuliuojančių masių savybes. Arkties oro masė susidaro daugiausia virš Arkties poliarinėse platumose, kurioms būdinga žema temperatūra žiemą ir vasarą. Jam būdinga žema absoliuti drėgmė ir didelė santykinė drėgmė. Ši oro masė ištisus metus dominuoja Arkties zonoje, o žiemą persikelia į subarktį. Vidutinis oro masė susidaro vidutinio klimato platumose, kur temperatūra kinta priklausomai nuo sezono: palyginti aukšta vasarą, palyginti žema žiemą. Pagal metų laikus drėgmė priklauso ir nuo susidarymo vietos. Ši oro masė dominuoja vidutinio klimato zonoje. Iš dalies Rusijos teritorijoje dominuoja atogrąžų oro masės. Jie susidaro atogrąžų platumose ir turi aukštą temperatūrą. Absoliutinė drėgmė priklauso nuo susidarymo vietos, o santykinė oro drėgmė dažniausiai būna maža (žr. 2 pav.).
Ryžiai. 2. Oro masių charakteristikos
Įvairių oro masių judėjimas Rusijos teritorijoje lemia orų skirtumus. Pavyzdžiui, visos mūsų šalies teritorijoje iš šiaurės sklindančios „šalčio bangos“ yra arktinės oro masės, o į pietus nuo Europos dalies atkeliauja atogrąžų Mažosios Azijos arba kartais iš Afrikos šiaurės oro masės (atneša). karštas, sausas oras).
Apsvarstykite, kaip oro masės cirkuliuoja mūsų šalies teritorijoje.
Atmosferos cirkuliacija yra oro masių judėjimo sistema. Atskirkite bendrą atmosferos cirkuliaciją viso Žemės rutulio mastu ir vietinę atmosferos cirkuliaciją atskirose teritorijose ir vandens plotuose.
Oro masių cirkuliacijos procesas aprūpina teritoriją drėgme, taip pat turi įtakos temperatūrai. Oro masės juda veikiamos atmosferos slėgio centrų, o centrai keičiasi priklausomai nuo sezono. Būtent todėl keičiasi vyraujančių vėjų, atnešančių oro mases į mūsų šalies teritoriją, kryptys. Pavyzdžiui, Europos Rusija ir vakariniai Sibiro regionai yra nuolatinių vakarų vėjų įtakoje. Jie neša jūrines vidutinio klimato oro mases vidutinio platumo. Jie susidaro virš Atlanto (žr. 3 pav.).
Ryžiai. 3. Jūrinių vidutinių oro masių judėjimas
Susilpnėjus vakarų transportui, su šiaurės vėjais atkeliauja arktinė oro masė. Jis atneša staigų šaltį, ankstyvą rudenį ir vėlyvas pavasario šalnas. (žr. 4 pav.).
Ryžiai. 4. Arkties oro masės judėjimas
Žemyninis atogrąžų oras mūsų šalies Azijos dalies teritorijoje atkeliauja iš Centrinės Azijos arba iš Šiaurės Kinijos, o į europinę šalies dalį atkeliauja iš Mažosios Azijos pusiasalio ar net iš Šiaurės Afrikos, tačiau dažniau toks oras susidaro. Šiaurės Azijos, Kazachstano, Kaspijos žemumos teritorijoje. Šios teritorijos yra vidutinio klimato zonoje. Tačiau oras virš jų vasarą labai įšyla ir įgauna tropinės oro masės savybes. Vakariniuose Sibiro rajonuose ištisus metus vyrauja žemyninė vidutinė oro masė, todėl žiemos čia giedros ir šaltos, o vasaros gana šiltos. Net virš Arkties vandenyno Grenlandijoje žiemos šiltesnės.
Dėl stipraus aušinimo virš azijinės mūsų šalies dalies Rytų Sibire susidaro stipraus aušinimo zona (aukšto slėgio sritis - ). Jos centras yra Užbaikalės, Tyvos Respublikos ir Šiaurės Mongolijos regionuose. Iš jo įvairiomis kryptimis sklinda labai šaltas žemyninis oras. Jis skleidžia savo įtaką didžiulėse teritorijose. Viena iš jos krypčių yra į šiaurės rytus iki Čiukčių pakrantės, antroji – į vakarus per Šiaurės Kazachstaną ir į pietus nuo Rusijos (Rytų Europos) lygumos iki maždaug 50º šiaurės platumos. Oras giedras, šerkšnas su nedideliu sniegu. Vasarą dėl atšilimo Azijos maksimumas (Sibiro anticiklonas) išnyksta ir nusistovi sumažintas slėgis. (žr. 5 pav.).
Ryžiai. 5. Sibiro anticiklonas
Sezoninis aukšto ir žemo slėgio regionų kaitaliojimas sudaro musoninę atmosferos cirkuliaciją Tolimuosiuose Rytuose. Svarbu suvokti, kad, einant per tam tikras teritorijas, oro masės gali keistis priklausomai nuo požeminio paviršiaus savybių. Šis procesas vadinamas oro masių transformacija... Pavyzdžiui, arktinė oro masė, būdama sausa ir šalta, eidama per Rytų Europos (Rusijos) lygumos teritoriją, įšyla, o Kaspijos žemumose pasidaro labai sausa ir karšta, o tai ir yra sausų vėjų priežastis.
Azijos aukštumas, arba, kaip vadinama, Sibiro anticiklonas yra padidėjusio slėgio zona, kuri susidaro virš Centrinės Azijos ir Rytų Sibiro. Jis pasireiškia žiemą ir susidaro dėl teritorijos aušinimo didžiulio dydžio ir depresijos reljefo sąlygomis. Centrinėje maksimumo dalyje virš Mongolijos ir Pietų Sibiro slėgis sausio mėnesį kartais siekia 800 mm Hg. Art. Tai didžiausias žemėje užfiksuotas slėgis. Žiemą čia driekiasi didysis Sibiro anticiklonas, ypač stabilus nuo lapkričio iki kovo. Žiema čia tokia rami, kad kai sniego mažai, medžių šakos ilgai baltuoja nuo „nepajudinamo“ sniego. Jau nuo spalio šalnos siekia -20 ... -30 ºС, o sausį dažnai siekia -60 ºC. Vidutinė mėnesio temperatūra nukrenta iki -43º, ypač šalta žemumose, kur sustingsta šaltas sunkus oras. Ramiu oru smarkūs šalčiai ne taip sunkiai pakeliami, tačiau esant -50º jau sunku kvėpuoti, pastebimi žemės rūkai. Dėl tokių šalnų orlaiviams sunku nusileisti.
Bibliografija
- Rusijos geografija. Gamta. Gyventojų skaičius. 1 val. 8 klasė / V.P. Dronovas, I.I. Barinova, V. Ya Rom, A.A. Lobžanidzė.
- V.B. Pyatuninas, E.A. muitinės. Rusijos geografija. Gamta. Gyventojų skaičius. 8 klasė.
- Atlasas. Rusijos geografija. Gyventojai ir ekonomika. - M .: Bustard, 2012 m.
- V.P. Dronovas, L.E.Savelyeva. UMK (edukacinis-metodinis rinkinys) „Sferos“. Vadovėlis „Rusija: gamta, gyventojai, ekonomika. 8 klasė“. Atlasas.
- Klimato veiksniai ir atmosferos cirkuliacija ().
- Oro masių, sudarančių Rusijos klimatą, savybės ().
- Vakarinis oro masių transportas ().
- Oro masės ().
- Atmosferos cirkuliacija ().
Namų darbai
- Koks oro masės pernešimas vyrauja mūsų šalyje?
- Kokias savybes turi oro masės ir nuo ko tai priklauso?
Oro judėjimas
Visas Žemės oras nuolat cirkuliuoja tarp pusiaujo ir ašigalių. Prie pusiaujo įkaitintas oras kyla aukštyn, skyla į dvi dalis, viena dalis pradeda judėti į Šiaurės ašigalį, kita dalis į Pietų ašigalį. Pasiekus ašigalius, oras atšaldomas. Ties stulpais jis pasisuka ir leidžiasi žemyn.
1 pav. Oro sūkuriavimo principas
Pasirodo, du didžiuliai sūkuriai, kurių kiekvienas apima visą pusrutulį, šių sūkurių centrai yra poliuose.
Nusileidęs ties ašigaliais, oras pradeda judėti atgal į pusiaują, ties pusiauju įkaitęs oras kyla aukštyn. Tada vėl juda į polius.
Apatiniuose atmosferos sluoksniuose judėjimas yra šiek tiek sudėtingesnis. Apatiniuose atmosferos sluoksniuose oras iš pusiaujo, kaip įprasta, pradeda judėti į ašigalius, tačiau 30-oje lygiagretėje leidžiasi žemyn. Viena jo dalis grįžta į pusiaują, kur vėl kyla aukštyn, o kita dalis, nukritusi ties 30 lygiagrete, toliau juda į ašigalius.
2 pav. Šiaurės pusrutulio oro judėjimas
Vėjo koncepcija
Vėjas - oro judėjimas žemės paviršiaus atžvilgiu (horizontalus šio judėjimo komponentas), kartais jie kalba apie vėją aukštyn arba žemyn, atsižvelgiant į jo vertikalųjį komponentą.
Vėjo greitis
Vėjo greičio įvertinimas balais, vadinamasis Boforto skalė, pagal kurią visas galimų vėjo greičių intervalas suskirstytas į 12 gradacijų. Ši skalė vėjo stiprumą susieja su įvairiais jo padariniais, tokiais kaip jūros šiurkštumo laipsnis, siūbuojančios šakos ir medžiai, dūmų sklidimas iš kaminų ir kt. Kiekviena Boforto skalės gradacija turi konkretų pavadinimą. Taigi, Beaufort skalės nulis atitinka ramybę, t.y. visiškas vėjo nebuvimas. 4 balų vėjas, pasak Beauforto, vadinamas vidutinio stiprumo ir atitinka 5–7 m/s greitį; 7 balai - stiprus, kurio greitis 12-15 m / s; 9 balai - audra, kurio greitis 18-21 m / s; galiausiai 12 balų vėjas Bofortas jau yra uraganas, kurio greitis virš 29 m/s . Prie žemės paviršiaus dažniausiai tenka susidurti su vėjais, kurių greitis yra 4-8 m/s, o retai viršija 12-15 m/s. Tačiau vis dėlto audros ir uraganų vidutinio platumų , greičiai gali viršyti 30 m/s, o kai kuriais gūsiais siekia 60 m/sek. Atogrąžų uraganuose vėjo greitis siekia iki 65 m/sek., o pavienių gūsių - iki 100 m/sek. Mažo masto sūkuriuose ( viesulai, krešuliai), galimi didesni nei 100 m/sek. greičiai.. Vadinamosiose reaktyvinėse srovėse viršutinėje troposferoje ir žemutinėje stratosferoje vidutinis vėjo greitis per ilgą laiką ir dideliame plote gali siekti 70-100 m. / s . Vėjo greitis šalia žemės paviršiaus matuojamas įvairios konstrukcijos anemometrais. Vėjo matavimo prietaisai antžeminėse stotyse įrengiami 10–15 m aukštyje virš žemės paviršiaus.
| 1 lentelė. VĖJO JĖGA. | |||
| Boforo skalė vėjo stiprumui nustatyti | |||
| Taškai | Vizualiniai ženklai žemėje | Vėjo greitis, km/val | Vėjo stiprumą apibrėžiantys terminai |
| Ramiai; dūmai kyla vertikaliai | Mažiau nei 1,6 | Ramus | |
| Vėjo kryptis pastebima pagal dūmų nukreipimą, bet ne pagal vėtrungę | 1,6–4,8 | Tyliai | |
| Vėjas jaučiamas veido oda; lapai ošia; eilinės vėtrungės sukasi | 6,4–11,2 | Šviesa | |
| Lapai ir mažos šakelės nuolat juda; plevėsuoja lengvos vėliavos | 12,8–19,2 | Silpnas | |
| Vėjas kelia dulkes ir popierių; svyrančios plonos šakos | 20,8–28,8 | Vidutinis | |
| Lapuoti medžiai siūbuoja; ant žemės tvenkinių atsiranda raibulių | 30,4–38,4 | Šviežias | |
| Storos šakos linguoja; elektros laiduose girdisi vėjo švilpimas; sunku laikyti skėtį | 40,0–49,6 | Stiprus | |
| Medžių kamienai siūbuoja; sunku eiti prieš vėją | 51,2–60,8 | Stiprus | |
| Lūžta medžių šakos; beveik neįmanoma eiti prieš vėją | 62,4–73,6 | Labai stipru | |
| Nedidelė žala; vėjas nupučia nuo stogų dūmų gaubtus ir vantas | 75,2–86,4 | Audra | |
| Sausumoje tai reta. Medžiai apverčiami savo šaknimis. Didelė žala pastatams | 88,0–100,8 | Stipri audra | |
| Sausumoje tai labai reta. Lydimas naikinimo didelėje teritorijoje | 102,4–115,2 | Žiauri audra | |
| Sunkus sunaikinimas (13–17 balus JAV orų biuras įtraukė 1955 m. ir taikė JAV ir JK skalėmis) | 116,8–131,2 | Uraganas | |
| 132,8–147,2 | |||
| 148,8–164,8 | |||
| 166,4–182,4 | |||
| 184,0–200,0 | |||
| 201,6–217,6 | |||
Vėjo kryptis
Vėjo kryptis reiškia kryptį, iš kurios jis pučia. Šią kryptį galite nurodyti pavadindami arba horizonto tašką, iš kurio pučia vėjas, arba vėjo krypties suformuotą kampą su vietos dienovidiniu, t.y. jo azimutas. Pirmuoju atveju išskiriami aštuoni pagrindiniai horizonto taškai: šiaurė, šiaurės rytai, rytai, pietryčiai, pietūs, pietvakariai, vakarai, šiaurės vakarai. Ir aštuoni tarpiniai taškai tarp jų: šiaurė-šiaurės rytai, rytai-šiaurės rytai, rytai-pietryčiai, pietūs-pietryčiai, pietūs-pietvakariai, vakarai-pietvakariai, vakarai-šiaurės vakarai, šiaurė-šiaurės vakarai. Šešiolika taškų, nurodančių kryptį, iš kurios pučia vėjas, yra sutrumpinti:
| 2 lentelė. RUMBŲ TRUMPINIAI PAVADINIMAS | |||||||
| SU | N | V | E | YU | S | W | |
| CCB | ŠNE | SEV | ESE | Pietvakariai | SSW | ZSZ | Wnw |
| CB | ŠV | SE | SE | SW | SW | SZ | NW |
| BCB | ENE | SE | SSE | ZYUZ | WSW | CVD | NNW |
| Š - šiaurė, R - rytai, P - pietūs, V - vakarai |
Atmosferos cirkuliacija
Atmosferos cirkuliacija – meteorologiniai žemės oro apvalkalo – atmosferos – būklės stebėjimai rodo, kad ji visai nėra ramybės: vėtrungės ir anemometrų pagalba nuolat stebime vėjo pavidalu oro masių pernešimą iš iš vienos vietos į kitą. Vėjų tyrimas skirtingose Žemės rutulio vietose parodė, kad atmosferos judėjimai tuose žemesniuose sluoksniuose, kurie yra prieinami mūsų stebėjimui, yra labai skirtingi. Yra vietovių, kuriose vėjo reiškiniai, kaip ir kiti oro ypatumai, turi labai aiškiai išreikštą stabilumo pobūdį, gerai žinomą pastovumo siekį. Kitose srityse vėjai taip greitai ir dažnai keičia savo charakterį, jų kryptis ir stiprumas keičiasi taip staigiai ir staigiai, tarsi greitiems jų pokyčiams nebūtų jokio teisėtumo. Tačiau pradėjus taikyti sinoptinį metodą neperiodiniams orų kaitams tirti, atsirado galimybė pastebėti tam tikrą ryšį tarp slėgio pasiskirstymo ir oro masių judėjimo; tolesni teoriniai Ferrelio, Guldbergo ir Mono, Helmholtzo, Bezoldo, Oberbecko, Sprungo, Wernerio Siemenso ir kitų meteorologų tyrimai paaiškino, kur ir kaip kyla oro srovės ir kaip jos pasiskirsto žemės paviršiuje bei atmosferos masėje. Kruopščiai ištyrus meteorologinius žemėlapius, vaizduojančius apatinio atmosferos sluoksnio būklę – orus pačiame žemės paviršiuje, paaiškėjo, kad atmosferos slėgis žemės paviršiuje pasiskirsto gana netolygiai, dažniausiai zonų pavidalu su žemesniu didesnis slėgis nei aplinkinėje; pagal juose kylančių vėjų sistemą šios sritys reprezentuoja tikrus atmosferos sūkurius. Sumažinto slėgio sritys paprastai vadinamos barometriniais minimumais, barometrinėmis įdubomis arba ciklonais; padidinto slėgio sritys vadinamos barometriniais aukštumais arba anticiklonais. Visi orai jų užimamoje vietovėje yra glaudžiai susiję su šiomis vietovėmis, kurios žemo slėgio zonose smarkiai skiriasi nuo oro sąlygų santykinai aukšto slėgio zonose. Judėdami žemės paviršiumi, minėtos sritys neša su savimi būdingą, būdingą orą ir savo judėjimu sukelia neperiodinius jo pokyčius. Tolesnis tų ir kitų sričių tyrimas leido daryti išvadą, kad šie atmosferos slėgio pasiskirstymo tipai vis tiek gali turėti skirtingą pobūdį savo gebėjimu išlaikyti egzistavimą ir keisti savo padėtį žemės paviršiuje, skirtis labai skirtingu stabilumu: yra barometriniai minimumai ir maksimumai, laikini ir nuolatiniai. Pirmieji – sūkuriai – yra laikini ir nepasižymi pakankamu stabilumu ir daugiau ar mažiau greitai keičia savo vietą žemės paviršiuje, kartais didėja, vėliau susilpnėja ir galiausiai per gana trumpą laiką visiškai suyra, tai pastovių maksimumų sritys. o minimumai yra itin stabilūs ir laikosi labai ilgai, be esminių pakitimų, toje pačioje vietoje. Žinoma, orų stabilumas ir oro srovių pobūdis jų užimamoje teritorijoje yra glaudžiai susiję su skirtingu šių regionų stabilumu: pastoviu, stabiliu oru ir apibrėžta, nekintančia vėjų sistema, kuri išliks vietoje. jų egzistavimas mėnesius atitiks nuolatinius pakilimus ir nuosmukius; laikini sūkuriai savo greitais, nuolatiniais judėjimais ir pokyčiais sukelia itin permainingus orus ir labai nestabilią vėjų sistemą tam tikram regionui. Taigi apatiniame atmosferos sluoksnyje, šalia žemės paviršiaus, atmosferos judėjimai yra labai įvairūs ir sudėtingi, be to, ne visada ir ne visada yra pakankamai stabilūs, ypač tuose regionuose, kur vyrauja laikino pobūdžio sūkuriai. Kokie bus oro masių judėjimai kiek aukštesniuose atmosferos sluoksniuose, paprasti stebėjimai nieko nesako; tik debesų judėjimo stebėjimai leidžia manyti, kad ten, tam tikrame aukštyje virš žemės paviršiaus, visi oro masių judėjimai apskritai yra kiek supaprastinti, yra konkretesnio ir vienodesnio pobūdžio. Tuo tarpu faktų, rodančių didžiulę aukštųjų atmosferos sluoksnių įtaką orams žemutiniuose, netrūksta: pakanka, pavyzdžiui, nurodyti, kad laikinų sūkurių judėjimo kryptis, matyt, yra tiesioginė. proporcingai aukštųjų atmosferos sluoksnių judėjimui. Todėl dar prieš tai, kai mokslas pradėjo disponuoti pakankamai daug faktų, kad galėtų išspręsti aukštųjų atmosferos sluoksnių judėjimo problemą, jau buvo keletas teorijų, kurios bandė sujungti visus atskirus žemesniųjų sluoksnių judėjimo stebėjimus. oro sluoksnius ir sukurti bendrą centrinės atmosferos schemą; tokia, pavyzdžiui, buvo Mori pateikta atmosferos atmosferos teorija. Tačiau kol nebuvo surinkta pakankamai faktų, kol nebuvo visiškai išaiškintas ryšys tarp oro slėgio šiuose taškuose ir jo judėjimo, iki tol tokios teorijos, pagrįstos labiau hipotezėmis, o ne tikrais duomenimis, negalėjo duoti tikro supratimo apie Kas iš tikrųjų gali ir vyksta atmosferoje. Tik praėjusio XIX amžiaus pabaigoje. tam buvo sukaupta pakankamai daug faktų, o atmosferos dinamika buvo išvystyta tiek, kad tapo įmanoma susidaryti tikrą, o ne pranašingą atmosferos atmosferos vaizdą. Garbė išspręsti bendros oro masių cirkuliacijos atmosferoje problemą priklauso amerikiečių meteorologui Viljamas Ferrelis- sprendimas yra toks bendras, išsamus ir teisingas, kad visi vėlesni šios srities tyrinėtojai tik detalizavo arba papildė pagrindines Ferrel idėjas. Pagrindinė visų judėjimų atmosferoje priežastis – netolygus įvairių žemės paviršiaus taškų kaitinimas saulės spinduliais. Šildymo skirtumai lemia slėgio skirtumo atsiradimą skirtingai šildomuose taškuose; o slėgio skirtumo rezultatas visada ir visada bus oro masių judėjimas iš aukštesnių vietų į žemesnio slėgio vietas. Todėl dėl stipraus pusiaujo platumų įkaitimo ir labai žemos poliarinių šalių temperatūros abiejuose pusrutuliuose reikėtų pajudinti greta žemės paviršiaus esantį orą. Jei pagal turimus stebėjimus apskaičiuosime skirtingų platumų vidutines temperatūras, tai pusiaujas bus vidutiniškai 45 ° šiltesnis nei ašigaliai. Norint nustatyti judėjimo kryptį, reikia atsekti slėgio pasiskirstymą žemės paviršiuje ir atmosferos masėje. Siekdamas atmesti netolygų žemės ir vandens pasiskirstymą žemės paviršiuje, kuris labai apsunkina visus skaičiavimus, Ferrelis padarė prielaidą, kad tiek žemė, tiek vanduo yra tolygiai pasiskirstę išilgai paralelių, ir apskaičiavo įvairių paralelių vidutines temperatūras, temperatūros sumažėjimą. kai jis pakyla iki tam tikro aukščio virš žemės paviršiaus ir slėgio apačioje; ir tada iš šių duomenų jis jau apskaičiavo slėgį kai kuriuose kituose aukščiuose. Šioje mažoje lentelėje pateikiami Ferrel skaičiavimų rezultatai ir vidutinis slėgio pasiskirstymas žemės paviršiaus platumose ir 2000 ir 4000 m aukštyje.
| 3 lentelė. SLĖGIO PLATUMOS PASKIRSTYMAS ŽEMĖS PAVIRŠIAUJE IR 2000 IR 4000 M AUKŠČIUOSE | ||||||||
| Vidutinis slėgis Šiaurės pusrutulyje | ||||||||
| Platumoje: | 80 ○ | 70 ○ | 60 ○ | 50 ○ | 40 ○ | 30 ○ | 20 ○ | 10 ○ |
| Jūros lygyje | 760,5 | 758,7 | 758,7 | 760,07 | 762,0 | 761,7 | 759,2 | 757,9 |
| 2000 m aukštyje | 582,0 | 583,6 | 587,6 | 593,0 | 598,0 | 600,9 | 600,9 | 600,9 |
| 4000 m aukštyje | 445,2 | 446,6 | 451,9 | 457,0 | 463,6 | 468,3 | 469,9 | 470,7 |
| Vidutinis slėgis pietiniame pusrutulyje | ||||||||
| Platumoje: | (ekvatorius) | 10 ○ | 20 ○ | 30 ○ | 40 ○ | 50 ○ | 60 ○ | 70 ○ |
| Jūros lygyje | 758,0 | 759,1 | 761,7 | 763,5 | 760,5 | 753,2 | 743,4 | 738,0 |
| 2000 m aukštyje | 601,1 | 601,6 | 602,7 | 602,2 | 597,1 | 588,0 | 577,0 | 569,9 |
| 4000 m aukštyje | 471,0 | 471,1 | 471,1 | 469,3 | 463,1 | 453,7 | 443,9 | 437,2 |
Jei kol kas paliksime žemiausią atmosferos sluoksnį, kuriame temperatūrų, slėgio ir srovių pasiskirstymas yra labai netolygus, tai tam tikrame aukštyje, kaip matyti iš plokštės, dėl kylančios srovės. šildomas oras prie pusiaujo, randame per pastarąjį padidintą slėgį, tolygiai mažėjantį link ašigalių ir čia pasiekiantį mažiausią vertę. Esant tokiam slėgio pasiskirstymui šiuose aukščiuose virš žemės paviršiaus, turėtų susidaryti milžiniškas srautas, apimantis visą pusrutulį ir nešantis šilto, įkaitinto oro mases, kylančias netoli pusiaujo, į žemo slėgio centrus – į ašigalius. Jei taip pat atsižvelgsime į išcentrinės jėgos, atsirandančios dėl kasdienio žemės sukimosi aplink savo ašį, nukreipiamąjį veiksmą, kuris šiauriniuose pusrutuliuose turėtų nukreipti bet kurį judantį kūną į dešinę nuo pradinės krypties, į kairę pietų pusrutuliuose. , tuomet kiekviename pusrutulyje nagrinėjamuose aukščiuose susidaręs srautas akivaizdžiai pavirs į , į didžiulį sūkurį, nešantį oro mases kryptimi iš pietvakarių į šiaurės rytus šiaurėje, iš šiaurės vakarų į pietryčius pietų pusrutulyje.
Plunksninių debesų judėjimo stebėjimai ir kiti patvirtina šias teorines išvadas. Artėjant prie ašigalių platumų apskritimams siaurėjant, oro masių judėjimo greitis šiuose sūkuriuose padidės, bet iki tam tikros ribos; tada jis tampa nuolatinis. Prie ašigalio įtekančios oro masės turi nusileisti, užleisdamos vietą naujai įtekančiam orui, sudarydamos sroves žemyn, o po to žemyn turi tekėti atgal į pusiaują. Tarp abiejų srautų tam tikrame aukštyje turi būti neutralus ramybės būsenos oro sluoksnis. Tačiau žemiau tokio teisingo oro masių perkėlimo iš ašigalių į pusiaują nepastebima: iš ankstesnės lentelės matyti, kad apatiniame oro sluoksnyje atmosferos slėgis bus aukščiausias žemiau, o ne ašigaliuose, kaip turėjo būti. su teisingu paskirstymu, atitinkančiu viršutinį. Didžiausias slėgis apatiniame sluoksnyje abiejuose pusrutuliuose nukrenta maždaug 30–35 ° platumose; vadinasi, iš šių padidinto slėgio centrų žemesnės srovės bus nukreiptos ir į ašigalius, ir į pusiaują, sudarydamos dvi atskiras vėjų sistemas. Šio reiškinio priežastis, kurią teoriškai taip pat paaiškino Ferrellas, yra tokia. Pasirodo, kad tam tikrame aukštyje virš žemės paviršiaus, priklausomai nuo vietos platumos pokyčio, gradiento dydžio ir trinties koeficiento, oro masių judėjimo greičio dienovidinė dedamoji gali nukristi iki 0 Būtent taip nutinka maždaug platumose. 30 ° -35 °: čia, tam tikrame aukštyje, ne tik nėra oro judėjimo link ašigalių, bet net dėl nuolatinio jo įtekėjimo iš pusiaujo ir iš ašigalių jo kaupimasis, dėl kurio padidėja slėgis šiose platumose žemiau... Taigi, pačiame žemės paviršiuje kiekviename pusrutulyje, kaip jau minėta, susidaro dvi srovių sistemos: nuo 30 ° iki ašigalių pučia vėjai, nukreipti vidutiniškai iš pietvakarių į šiaurės rytus šiaurėje, iš šiaurės vakarų į šiaurės rytus. į pietryčius pietiniame pusrutulyje; šiaurėje vėjai pučia nuo 30° iki pusiaujo iš ŠR į PV, pietų pusrutulyje – iš ŠR į ŠR. Šios dvi paskutinės vėjų sistemos, pučiančios abiejuose pusrutuliuose tarp pusiaujo ir 31° platumos, sudaro savotišką platų žiedą, skiriantį abu grandiozinius sūkurius apatiniame ir viduriniame atmosferos sluoksniuose, nešančius orą iš pusiaujo į ašigalius (žr. taip pat atmosferos slėgis). Ten, kur susidaro kylančios ir besileidžiančios oro srovės, stebima ramybė; būtent tai yra pusiaujo ir atogrąžų tylos zonų kilmė; panašus tylos diržas, pasak Ferrello, turėtų egzistuoti ir ties ašigaliais.
Tačiau kur eina atvirkštinis oro srautas, sklindantis iš ašigalių į pusiaują išilgai dugno? Tačiau būtina atsižvelgti į tai, kad, nutolus nuo polių, sparčiai didėja platumų apskritimų matmenys, taigi ir vienodo pločio juostų plotas, kurį užima sklindančios oro masės; kad srautas turi greitai mažėti atvirkščiai proporcingai šių plotų padidėjimui; kad ties ašigaliais galiausiai iš viršaus į apačią nusileidžia oras, stipriai išretėjęs viršutiniuose sluoksniuose, kurio tūris didėjant slėgiui žemyn labai greitai mažėja. Visos šios priežastys visiškai paaiškina, kodėl sunku ir net tiesiogiai neįmanoma sekti šiuos atvirkštinius žemesnius srautus tam tikru atstumu nuo ašigalių. Paprastai tai yra bendros cirkuliuojančios atmosferos diagrama, darant prielaidą, kad žemės ir vandens pasiskirstymas išilgai lygiagrečių, pateiktos Ferrell. Stebėjimai tai visiškai patvirtina. Tik apatiniame atmosferos sluoksnyje oro srovės, kaip nurodo pats Ferrelis, bus daug sudėtingesnės už šią schemą būtent dėl netolygaus žemės ir vandens pasiskirstymo bei jų šildymo saulės spinduliais ir aušinimo netolygumo. insoliacijos nebuvimas arba sumažėjimas; kalnai ir kalvos taip pat turi didelę įtaką žemiausių atmosferos sluoksnių judėjimui.
Kruopštus atmosferos judėjimo netoli žemės paviršiaus tyrimas rodo, kad sūkurinės sistemos yra pagrindinė tokių judėjimų forma. Pradedant grandioziniais sūkuriais, apimančiais, pasak Ferrello, kiekvieną visą pusrutulį, viesulai kaip juos galima vadinti, Pirmas užsakymas, arti žemės paviršiaus tenka stebėti sūkurių sistemas, kurios nuosekliai mažėja, iki elementarių mažų ir paprastų sūkurių imtinai. Dėl skirtingų greičių ir krypčių srautų sąveikos pirmosios eilės sūkurių srityje, netoli žemės paviršiaus, antrosios eilės sūkuriai- šio straipsnio pradžioje minėti pastovūs ir laikini barometriniai maksimumai ir minimumai, kurie savo kilme yra tarsi ankstesnių sūkurių darinys. Perkūnijos formavimosi tyrimas A.V.Klossovskį ir kitus tyrinėtojus privedė prie išvados, kad šie reiškiniai yra ne kas kita, kaip panašios struktūros, bet nepalyginamai mažesnio dydžio, palyginti su ankstesniais. trečios eilės sūkuriai.Šie sūkuriai, matyt, atsiranda barometrinių minimumų pakraščiuose (antrojo laipsnio sūkuriai), lygiai taip pat, kaip maži, labai greitai besisukantys ir nykstantys sūkuriai susidaro aplink didelę įdubą, kurią vandenyje suformuoja irklas, kurį mes irkluoti plaukiant valtimi. Lygiai taip pat antros eilės barometriniai minimumai, kurie yra galingos oro cirkuliacijos, judant sudaro mažesnius oro sūkurius, kurie, palyginti su juos formuojančiais minimumais, yra labai mažo dydžio.
Jei šiuos sūkurius lydi elektriniai reiškiniai, kuriuos dažnai gali sukelti atitinkamos temperatūros ir drėgmės sąlygos ore, tekančio į barometrinio minimumo centrą išilgai dugno, tada jie atsiranda perkūnijos sūkurių pavidalu, kartu su įprasti elektros iškrovos, griaustinio ir žaibo reiškiniai. Jei sąlygos nėra palankios perkūnijos reiškiniams vystytis, šiuos trečios eilės sūkurius stebime greitai praeinančių audrų, škvalų, liūčių ir kt. atmosfera neišsenka. Tornadų, kraujo krešulių ir tt reiškinių struktūra rodo, kad šiuose reiškiniuose turime reikalą ir su tikrais sūkuriais; bet šių dydis ketvirtos eilės sūkuriai dar mažiau, net nereikšmingesni, nei perkūnijos sūkuriai. Todėl atmosferos judėjimo tyrimas leidžia daryti išvadą, kad oro masių judėjimas daugiausia – jei ne išimtinai – vyksta dėl sūkurių atsiradimo. Pirmos eilės sūkuriai, atsirandantys veikiant grynai temperatūros sąlygoms, apimantys kiekvieną visą pusrutulį, šalia žemės paviršiaus sukelia mažesnių matmenų sūkurius; tai savo ruožtu yra dar mažesnių sūkurių atsiradimo priežastis. Tarsi laipsniškai diferencijuojami didesni sūkuriai į mažesnius; bet pagrindinis visų šių sūkurių sistemų pobūdis išlieka visiškai toks pat, nuo didesnių iki mažiausio dydžio, net ir esant tornadams ir trombams.
Kalbant apie antrosios eilės sūkurius – pastovius ir laikinus barometrinius maksimumus ir minimumus – belieka pasakyti štai ką. Hofmeierio, Theisserando de Bohro ir Hildebrandsono tyrimai parodė glaudų ryšį tarp to meto aukščiausių ir žemumų atsiradimo ir ypač judėjimo, kai pokyčiai vyksta nuolatiniais aukštumais ir žemumais. Pats faktas, kad pastarieji su įvairiais oro pokyčiais juos supančiose srityse labai mažai keičia savo ribas ar kontūrus, rodo, kad čia kalbama apie nuolat veikiančias priežastis, kurios yra aukščiau įprastų oro veiksnių įtakos. Teisserando de Bohro teigimu, slėgio skirtumai, atsirandantys dėl netolygaus įvairių žemės paviršiaus dalių kaitinimo ar aušinimo, sumuojami veikiant nuolatiniam pirminio faktoriaus didėjimui per daugiau ar mažiau ilgą laiką, sukelia didelius barometriniai maksimumai ir minimumai. Jei pirminė priežastis veikia nuolat arba pakankamai ilgai, jos veikimo rezultatas bus nuolatinės, stabilios sūkurių sistemos. Pasiekę tam tikrą dydį ir pakankamą intensyvumą, tokie pastovūs maksimumai ir minimumai jau yra orų determinantai arba reguliatoriai didžiuliuose plotuose savo perimetru. Tokių didelių, pastovių maksimumų ir minimumų sulaukta pastaruoju metu, kai paaiškėjo jų vaidmuo aplinkinių šalių orų reiškiniuose, pavadinimas atmosferos veikimo centrai. Dėl žemės paviršiaus konfigūracijos nekintamumo ir iš to kylančios pirminės priežasties, sukeliančios jų egzistavimą, įtakos tęstinumo, tokių maksimumų ir minimumų padėtis Žemės rutulyje yra gana apibrėžta ir tam tikru mastu nekintanti. Tačiau, priklausomai nuo įvairių sąlygų, jų ribos ir intensyvumas tam tikrose ribose gali skirtis. O šie jų intensyvumo ir kontūrų pokyčiai savo ruožtu turėtų turėti įtakos ne tik kaimyninių, o kartais net gana tolimų šalių orams. Taigi Teisserando de Bohro tyrimai visiškai patvirtino oro sąlygų Europoje priklausomybę nuo vieno iš šių veikimo centrų: neigiamas anomalijas, kurias lydi temperatūros sumažėjimas, palyginti su normalia, sukelia stiprėjantis ir plečiantis Sibiro maksimumui arba Azorų salų stiprinimas ir stūmimas; teigiamos anomalijos – temperatūros padidėjimas prieš normalią – yra tiesiogiai proporcingos Islandijos minimumo judėjimui ir intensyvumui. Hildebrandsonas ėjo dar toliau šia kryptimi ir gana sėkmingai bandė susieti dviejų įvardytų Atlanto centrų intensyvumo ir judėjimo pokyčius su pokyčiais ne tik Sibiro maksimume, bet ir slėgio centrų Indijos vandenyne.
Oro masės
Orų stebėjimai plačiai paplito XIX amžiaus antroje pusėje. Jie buvo būtini norint sudaryti sinoptinius žemėlapius, rodančius oro, vėjo ir kritulių slėgio ir temperatūros pasiskirstymą. Atlikus šių stebėjimų analizę, susiformavo oro masių idėja. Ši koncepcija leido derinti atskirus elementus, nustatyti skirtingas oro sąlygas ir sudaryti prognozes.
Oro masė vadinamas didelis oro tūris, kurio horizontalūs matmenys yra keli šimtai ar tūkstančiai kilometrų, o vertikalūs matmenys - apie 5 km, kuriam būdingas apytikslis temperatūros ir drėgmės vienodumas ir kuris juda kaip viena sistema vienoje iš bendros atmosferos srovių. tiražas (GCA)
Oro masės savybių vienodumas pasiekiamas ją formuojant ant vienodo pagrindinio paviršiaus ir esant panašioms spinduliavimo sąlygoms. Be to, būtinos tokios cirkuliacijos sąlygos, kurioms esant oro masė ilgą laiką išsilaikytų formavimosi srityje.
Meteorologinių elementų reikšmės oro masėje skiriasi nežymiai – išsaugomas jų tęstinumas, nedideli horizontalūs gradientai. Analizuojant meteorologinius laukus, kol išbūname tam tikroje oro masėje, atliekant, pavyzdžiui, izotermas, galima taikyti linijinę grafinę interpoliaciją su pakankamai aproksimacija.
Staigus horizontalių meteorologinių dydžių gradientų padidėjimas, artėjant staigiam perėjimui iš vienos vertės į kitą arba bent jau gradientų dydžio ir krypties pasikeitimas vyksta pereinamojoje (frontalinėje zonoje) tarp dviejų oro masių. Pseudopotenciali oro temperatūra, kuri atspindi ir tikrąją oro temperatūrą, ir jo drėgmę, yra imamas būdingiausias konkrečios oro masės požymis.
Pseudopotenciali oro temperatūra - temperatūra, kurią oras įgautų adiabatinio proceso metu, jei iš pradžių visi jame esantys vandens garai kondensuotųsi neribotai krintančio slėgio sąlygomis ir iškristų iš oro, o išsiskirianti latentinė šiluma eitų orui šildyti, o tada oras būtų tiekiamas standartiniu slėgiu.
Kadangi šiltesnė oro masė paprastai būna ir drėgnesnė, dviejų gretimų oro masių pseudopotencinių temperatūrų skirtumas yra daug didesnis nei jų faktinių temperatūrų skirtumas. Tačiau pseudopotencialo temperatūra tam tikroje oro masėje keičiasi lėtai, priklausomai nuo aukščio. Ši savybė padeda nustatyti oro masių stratifikaciją, esančią viena virš kitos troposferoje.
Oro masių svarstyklės
Oro masės yra tokios pat eilės, kaip ir pagrindinės bendros atmosferos cirkuliacijos srovės. Linijinis oro masių mastas horizontalia kryptimi matuojamas tūkstančiais kilometrų. Vertikaliai oro masės tęsiasi aukštyn kelis kilometrus troposferos, kartais iki jos viršutinės ribos.
Esant vietinei cirkuliacijai, tokiai kaip, pavyzdžiui, vėjas, kalnų-slėnių vėjai, plaukų džiovintuvai, oras cirkuliuojančiame sraute taip pat yra daugiau ar mažiau atskirtas savybėmis ir judėjimu nuo supančios atmosferos. Tačiau šiuo atveju negalima kalbėti apie oro mases, nes reiškinių mastai čia bus skirtingi.
Pavyzdžiui, vėjo uždengta juosta gali būti tik 1–2 dešimčių kilometrų pločio, todėl sinoptiniame žemėlapyje nebus pakankamai atspindėta. Vertikalus vėjo srovės storis taip pat yra keli šimtai metrų. Taigi su vietinėmis cirkuliacijomis mes susiduriame ne su nepriklausomomis oro masėmis, o tik su sutrikusia būsena oro masių viduje per trumpą atstumą.
Objektai, atsirandantys dėl oro masių sąveikos - pereinamosios zonos (priekiniai paviršiai), debesuotumo ir kritulių priekinės debesų sistemos, cikloniniai trikdžiai, yra tokio paties dydžio kaip ir pačios oro masės, yra panašios į plotą su didele dalimis. žemynai ar vandenynai ir jų egzistavimo laikas – daugiau nei 2 dienos ( skirtukas. 4):
Oro masė turi aiškias ribas, kurios ją skiria nuo kitų oro masių.
Pereinamosios zonos tarp skirtingų savybių turinčių oro masių vadinamos priekiniai paviršiai.
Toje pačioje oro masėje grafinė interpoliacija gali būti taikoma pakankamai aproksimuojant, pavyzdžiui, brėžiant izotermas. Tačiau pereinant per priekinę zoną iš vienos oro masės į kitą, linijinė interpoliacija nebeduos teisingo supratimo apie tikrąjį meteorologinių elementų pasiskirstymą.
Oro masių susidarymo centrai
Oro masė įgauna aiškias charakteristikas formavimosi šaltinyje.
Oro masių susidarymo šaltinis turi atitikti tam tikrus reikalavimus:
Vandens ar žemės paviršiaus vienodumas, kad židinio oras būtų pakankamai veikiamas panašių poveikių.
Radiacijos sąlygų vienodumas.
Cirkuliacijos sąlygos, palankios oro dislokavimui tam tikroje srityje.
Formavimosi centrai dažniausiai yra sritys, kur oras leidžiasi žemyn, o paskui pasklinda horizontalia kryptimi – šį reikalavimą tenkina anticikloninės sistemos. Anticiklonai dažniau būna neaktyvūs nei ciklonai, todėl oro masių formavimasis dažniausiai vyksta didžiuliuose, neaktyviuose (kvazistacionariuose) anticiklonuose.
Be to, sėslios ir eroduotos šiluminės įdubos, atsirandančios virš įkaitusių žemės plotų, atitinka židinio reikalavimus.
Galiausiai, poliarinis oras iš dalies susidaro viršutiniuose atmosferos sluoksniuose sėsliuose, dideliuose ir giliuose centriniuose ciklonuose didelėse platumose. Šiose barinėse sistemose tropinis oras, įtrauktas į aukštas platumas viršutiniuose troposferos sluoksniuose, virsta (transformacija) į poliarinį orą. Visos išvardytos barinės sistemos taip pat gali būti vadinamos oro masių centrais ne geografiniu, o sinoptiniu požiūriu.
Geografinė oro masių klasifikacija
Oro masės skirstomos pirmiausia pagal jų susidarymo centrus, atsižvelgiant į jų išsidėstymą vienoje iš platumos juostų – Arkties, arba Antarkties, poliarinės ar vidutinio klimato platumos, atogrąžų ir pusiaujo.
Pagal geografinę klasifikaciją oro masės gali būti suskirstytos į pagrindinius geografinius tipus pagal platumos zonas, kuriose yra jų židiniai:
Arkties arba Antarkties oras (AB),
poliarinis arba vidutinio sunkumo oras (PV arba HC),
Tropical Air (TV). Be to, šios oro masės skirstomos į jūrines (m) ir žemynines (k) oro mases: mAV ir kAV, mUV ir kUV (arba mPV ir kPV), mTV ir kTV.
Pusiaujo oro masės (EV)
Kalbant apie pusiaujo platumas, čia vyksta konvergencija (srovių konvergencija) ir oro kilimas, todėl oro masės, esančios virš pusiaujo, dažniausiai atkeliauja iš subtropinės zonos. Tačiau kartais išskiriamos nepriklausomos pusiaujo oro masės.
Kartais, be židinių tiksliąja to žodžio prasme, išskiriami regionai, kuriuose žiemą oro masės judėdamos transformuojasi iš vieno tipo į kitą. Tai yra sritys Atlanto vandenyne į pietus nuo Grenlandijos ir Ramiajame vandenyne virš Beringo ir Ochotsko jūrų, kur kPV virsta mPV, sritys virš pietryčių Šiaurės Amerikos ir į pietus nuo Japonijos Ramiajame vandenyne, kur kPV virsta mPV per žiemos musoną. ir pietų Azijos sritis, kur Azijos kPV virsta atogrąžų oru (taip pat esant musoniniam srautui)
Oro masių transformacija
Pasikeitus cirkuliacijos sąlygoms, visa oro masė iš jos susidarymo šaltinio pasislenka į gretimus regionus, sąveikaudama su kitomis oro masėmis.
Judant oro masė pradeda keisti savo savybes – jos jau priklausys ne tik nuo formavimosi šaltinio savybių, bet ir nuo gretimų oro masių savybių, nuo apatinio paviršiaus, per kurį oro masė praeina, savybių. , taip pat apie laiką, praėjusį nuo oro masių susidarymo.
Dėl šios įtakos gali pakisti oro drėgmės kiekis, taip pat oro temperatūra dėl latentinės šilumos išsiskyrimo arba šilumos mainų su apatiniu paviršiumi.
Oro masės savybių kitimo procesas vadinamas transformacija arba evoliucija.
Transformacija, susijusi su oro masės judėjimu, vadinama dinamine. Oro masės judėjimo greičiai skirtinguose aukščiuose bus skirtingi, o greičio poslinkis sukelia turbulentinį maišymąsi. Jei apatiniai oro sluoksniai pašildomi, atsiranda nestabilumas ir išsivysto konvekcinis maišymasis.