Колебания давления

Атмосферное давление в каждой точке земной поверх­ности или в любой точке свободной атмосферы все время ме­няется, т. е. либо растет, либо падает. Эти изменения давления в основном непериодического характера. В умеренных и высоких широтах они значительно сильнее, чем в тропических (зато в тропических широтах ярче выражен суточный ход давления).

Рис. 66. Средний суточный ход атмосферного давления в Индийском океане.

Иногда за одни сутки давление в данном пункте меняется на 20—30 мб. Даже за 3 часа давление может измениться на 5 мб и больше. Запись хода давления на барограмме имеет вид волнообразной неправильной кривой: давление в течение неко­торого времени (порядка часов или десятков часов) то мед­ленно, то быстро падает, затем растет, затем снова падает и т. д. Поэтому изменения давления называют еще колебаниями дав­ления.

При метеорологических наблюдениях отмечают величину из­менения давления p за последние 3 часа перед сроком наблю­дений. Эта величина называется барической тенденцией.

Изменения давления частично имеют периодический ха­рактер суточного хода. При этом суточное колебание давления двойное: максимальные значения наблюдаются дважды в сутки — перед полуднем и перед полуночью (около 9—10 и около 21—22 часов по местному времени), а минимальные - рано утром и после полудня (около 3—4 и около 15—16 часов); см. рис. 66.

Суточный ход давления хорошо выражен в тропиках, где его амплитуда, т. е. разность между наибольшим и наимень­шим значением в течение суток, может достигать 3—4 мб. От тропиков к полюсам амплитуда суточных колебаний убы­вает; под 60-й параллелью она измеряется только десятыми долями миллибара, и суточные колебания здесь перекрываются и маскируются несравненно более значительными непериодиче­скими колебаниями. Таким образом, суточный ход давления во внетропических широтах не имеет никакого значения и даже не может быть обнаружен непосредственным наблюдением; его можно установить только путем статистической обработки на­блюдений.

Причинами суточного хода давления являются: суточный ход температуры воздуха; собственные упругие колебания атмо­сферы, возбуждаемые суточными колебаниями температуры; приливные волны в атмосфере, усиливаемые резонансом с ее собственными колебаниями.

Междусуточная изменчивость давления. Крайние значения

Мы уже знаем, что в атмосфере постоянно возникают, эволюционируют и перемещаются крупномасштабные бари­ческие системы — циклоны и антициклоны. Особенно сильны и часты они во внетропических широтах. Вследствие этой так называемой циклонической деятельности и получаются неперио­дические колебания давления, достигающие, как сказано выше, очень больших значений.

Общую характеристику непериодических изменений давле­ния можно дать с помощью междусуточной изменчивости давле­ния. Так мы будем называть среднюю многолетнюю величину изменения давления за сутки, например по утренним наблю­дениям, независимо от знака изменения, т. е. независимо от того, растет давление или падает.

У земной поверхности в умеренных широтах средняя между­суточная изменчивость давления порядка 3—10 мб; больше всего она в северных частях океанов северного полушария. Зи­мой, когда циклоническая деятельность развита сильнее, измен­чивость больше, чем летом. В тропиках междусуточная измен­чивость давления равна лишь десятым долям миллибара, т. е. значительно меньше амплитуды суточного хода. Междусуточная изменчивость давления в умеренных широ­тах остается значительной во всей толще тропосферы. На уровне 10 км она мало чем отличается от изменчивости у земной по­верхности, и даже на высоте 15 км она еще около 2,5 мб. Это показывает, что циклоническая деятельность не ограничивается нижней тропосферой, а захватывает и значительно более высокие слои, даже в стратосфере. Карты топографии высоких изобарических поверхностей вполне это подтверждают.

В каких пределах колеблется давление в данном месте в течение месяца или года? Это также зависит от интенсив­ности циклонической деятельности; поэтому размах колебаний давления возрастает с географической широтой. Под 60° с. ш. колебания давления в течение месяца зимою достигают над морем 60 мб и над сушей 40 мб. Под 10° с. ш. соответствующие значения только 5 и 10 мб.

В течение года колебания давления, конечно, еще больше. В Ленинграде, например, колебания давления за год в среднем 76 мб; в Джакарте, под экватором, 12 мб.

Еще больше абсолютная амплитуда давления в данном месте, т. е. разность между самой высокой и самой низкой из когда-либо наблюдавшихся здесь величин давления. В Москве за 35 лет давление колебалось от 1037 до 944 мб, т. е. в пре­делах почти 100 мб.

Если же рассматривать весь Земной шар в целом за длитель­ное время, то давление на уровне моря варьирует в пределах почти 200 мб. В Барнауле в январе 1900 г. наблюдалось давле­ние, которое после приведения к уровню моря оказалось рав­ным 1080 мб; а в центре тайфуна над Японией в сентябре 1934 г. было отмечено давление на уровне моря. 884 мб.

Области изменения давления

Так как непериодические изменения давления связаны с циклонической деятельностью, то изменения одного знака, т. е. падение или рост, происходят сразу на большой площади. Если нанести на карту изменения давления, происшедшие в разных пунктах за один и тот же промежуток времени, на­пример за 12 или 24 часа, то обнаруживается, что на карте есть большие области, где давление за это время падало, и другие области, где оно росло. Соединив на карте изолиниями точки с одинаковыми изменениями давления, мы получим си­стему изаллобар, т. е. линий равного изменения давления во времени.

Изаллобары имеют форму неправильных замкнутых кривых, приближающихся к овалам, и очерчивают на карте области падения давления и области роста давления (рис. 67). При этом в области падения давления на центр области приходится наи­большее падение; в области роста давления на центр области приходится наибольший рост. Области падения и роста давле­ния вместе называют областями изменения давления или изаллобарическими областями.

Рис 67. Области падения (П) и роста (P) давле­ния на карте изаллобар.

Строя карты изаллобар за последовательные промежутки времени, можно видеть, что изаллобарические области меняют свое положение на карте, перемещаются. Это перемещение, так же как и перемещение циклонов и антициклонов, проис­ходит приблизительно в направлении воздушных течений в сред­ней тропосфере, а скорость его несколько меньше скорости ветра на этих высотах.