2. Общая циркуляция атмосферы

Общей циркуляцией атмосферы называют систему крупномасштабных воздушных течений на земном шаре, т.е. таких течений, которые по своим размерам сравнимы с материками и океанами.

ОЦА – результат взаимодействия многих факторов, из которых решающими являются:

• неравномерность притока солнечной энергии на разных широтах и в разное время года;

• вращение Земли и действие возникающих при этом инерционных сил;

• неоднородность земной поверхности (например, наличие суши с различно ориентированными горными хребтами, плато, равнинами, морями и т.д.).

Самое первое элементарное представление об общей циркуляции атмосферы получают, рассматривая средние многолетние карты. Для ветра это обычно карты преобладающих направлений либо равнодействующих, для давления карты многолетнего среднего распределения давления за отдельные месяцы, сезоны и за год.

Рассматривая глобальное распределение давления (рис.1 и рис.2), можно заметить, что поля давления в тропиках и вне их сильно отличаются. Вне тропиков отчетливо выделяются следующие зоны:

зона I — область относительно высокого давления над полюсами;

зона II — пояс низкого давления в районе субполярных широт (60—65°);

зона III — умеренные широты, где непрерывно возникают, развиваются и исчезают движущиеся атмосферные возмущения — волны и вихри в форме циклонов и антициклонов;

зона IV — пояс высокого давления в субтропических широтах около 30—35° широты, объединяющий обширные, расположенные над океанами антициклоны; это так называемый пояс субтропических антициклонов.

На обращенной к экватору периферии субтропического пояса высокого давления в тропиках также можно выделить характерные зональные области в поле давления:

зона IV — те же самые крупномасштабные замкнутые области высокого давления в форме субтропических антициклонов, особенно над океанами, периферия которых распространяется до 25° широты;

зона V – где приземное давление уменьшается от субтропиков в направлении экватора;

зона VI — экваториальная ложбина, т.е. пояс низкого давления, который опоясывает весь земной шар и испытывает сезонные смещения, различные на разных долготах.

Описанные особенности в той или иной степени можно видеть на каждой синоптической карте, хотя они в значительной степени замаскированы подвижными циклонами и антициклонами. Даже на многолетних средних картах особенности в распределении давления носят отпечаток различного влияния суши и моря на циклоническую деятельность. Однако по величине и направлению средние градиенты давления между указанными выше зонами близки к меридиональным градиентам. В умеренных широтах они направлены от I и IV зон ко II зоне, а в тропиках — от IV к VI зоне.

Так как реальный ветер близок к геострофическому (градиентному), такие градиенты обусловливают преобладание восточных движений в полярных и тропических широтах и западных — в умеренных широтах.

Сопоставление среднего атмосферного давления на уровне моря зимой (рис.1 январь, рис.2 июль) и летом (рис.2 июль, рис.1 январь) показывает существенную асимметрию между Северным и Южным полушариями.

В северном континентальном полушарии поле давления значительно менее зонально, чем в Южном океаническом. Например, зимой в Северном полушарии существуют две огромные области низкого давления: над Северной Атлантикой и Северным Тихим океаном, в то время как в Южном полушарии в полосе широт 40—60° ю.ш. — зональные изобары.

Как видно, такое среднее поле давления в Северном полушарии складывается из-за преобладания циклонов над антициклонами на севере Атлантического и Тихого океанов. В Южном полушарии в этих широтах никаких материков нет, циклоны и антициклоны развиваются над океаном на любых меридианах и при движении циклонов на юго-восток, а антициклонов — на северо-восток в полосе широт 40—60° ю.ш. области низкого и высокого давления взаимно погашаются. Но конечные стадии развития циклонов дают кольцо областей низкого давления вокруг Антарктиды, а антициклонов — кольцо субтропического пояса высокого давления.

Рис.1. Распределение среднего атмосферного давления на уровне моря в январе (гПа)

Рис.2. Распределение среднего атмосферного давления на уровне моря в июле (гПа)