Глобальное распределение атмосферного давления и циркуляция ветров: сезонная динамика и климатическое влияние

Анализ средних многолетних карт атмосферного давления для января и июля (рис. 125 и рис. 126 соответственно) выявляет фундаментальные закономерности его географического распределения на уровне моря и тесно связанной с ним планетарной циркуляции ветров. В приэкваториальной зоне, или Внутритропической зоне конвергенции (ВЗК), постоянно наблюдается пояс относительно пониженного давления. Его формирование обусловлено интенсивным конвективным подъемом теплого, насыщенного влагой воздуха, нагретого мощной солнечной радиацией. Поднимаясь, эти воздушные массы в верхней тропосфере растекаются к полюсам, постепенно отклоняясь под действием силы Кориолиса — эффекта, вызванного вращением Земли. Этот восходящий поток создает условия для обильных осадков в экваториальных регионах.

На широтах приблизительно 25°-35° северной и южной широты отклоненные силой Кориолиса потоки воздуха из верхних слоев начинают опускаться, приобретая преимущественно широтное направление. Нисходящее движение воздуха вызывает его адиабатическое нагревание и высушивание, что приводит к формированию субтропических поясов повышенного давления. Эти пояса не являются сплошными; они динамически расчленяются на устойчивые центры действия атмосферы — субтропические антициклоны. От этих областей высокого давления у земной поверхности возникает устойчивый перенос воздуха по направлению к экватору — система пассатов (северо-восточные пассаты в Северном полушарии и юго-восточные пассаты в Южном). Расчлененность субтропического пояса высокого давления в Северном полушарии значительно выше, чем в Южном, что напрямую связано с большей контрастностью подстилающей поверхности (чередование обширных океанов и материков). Летом в северных субтропиках доминируют два мощных квазипостоянных антициклона: Азорский (Северо-Атлантический) и Тихоокеанский (Гавайский); зимой к ним присоединяется обширный и холодный Азиатский (Сибирский) антициклон, формирующийся над охлажденным континентом.

К северу от субтропиков, в умеренных широтах (примерно 40°-60°), располагаются обширные пояса пониженного давления. Эти пояса соответствуют зоне столкновения холодных полярных и теплых субтропических воздушных масс — Полярному фронту. В Северном полушарии ключевыми постоянными центрами этого пояса над океанами являются Исландский минимум (над Северной Атлантикой) и Алеутский минимум (над северной частью Тихого океана). Важно отметить, что сам пояс низкого давления наиболее интенсивен и непрерывен над океанами в течение всего года, где он питается теплом и влагой с водной поверхности.

Над континентами же он четко проявляется преимущественно летом, когда суша прогревается сильнее океана, формируя сезонные термические депрессии. Зимой над резко охлажденными материками Северного полушария формируются обширные и устойчивые области высокого давления — уже упомянутый мощный Азиатский (Сибирский) антициклон и Канадский (Североамериканский) антициклон. Эти зимние антициклоны блокируют проникновение теплого морского воздуха вглубь континентов и способствуют установлению морозной, малоснежной погоды.

В Южном полушарии, где умеренные широты в основном заняты единым водным пространством Мирового океана, пояс пониженного давления отличается гораздо большей устойчивостью, непрерывностью и интенсивностью в течение всего года. Он часто обозначается как Южноокеанский минимум и служит основной зоной зарождения мощных внетропических циклонов, известных как "ревущие сороковые" и "неистовые пятидесятые" широты. В самых полярных районах обоих полушарий наблюдается тенденция к формированию областей повышенного давления, особенно выраженная в приземном слое атмосферы.

Эта Полярная область высокого давления формируется вследствие постоянного выхолаживания воздуха у поверхности и его оседания. Она значительно более устойчива, обширна и интенсивна в зимний период, когда поступление солнечной радиации минимально или отсутствует, чем в летний сезон, когда может ослабевать или даже замещаться слабыми депрессиями. Таким образом, глобальное распределение давления представляет собой сложную, но закономерную систему климатических поясов и центров действия атмосферы, сезонная динамика которых напрямую определяет планетарную циркуляцию ветров, пути движения циклонов и антициклонов, и в конечном итоге — формирование климатических условий на Земле.

Сведения об авторах и источниках:

Автор: Н. И. Егоров, И. М. Безуглый, В. А. Мнежинский, и др.

Источник: Морская гидрометеорология

Данные публикации будут полезны для курсантав морских учебных заведений и капитанаов/штурманов гражданского флота, интересующимся глубоким пониманием гидрометеорологии