Общая циркуляция атмосферы

6. Схема общей циркуляции «Машина планеты»

    Простейшая  схема глобальной циркуляции атмосферы  была составлена более 200 лет назад. Ее основные положения не потеряли своего значения до сих пор. "Машина планеты" описывается в одной старинной книге так: "Экватор, словно горячий паровой котел. Белые шапки полюсов - там холодильники. А топка - это Солнце. Лучистое солнечное тепло нагревает котел - воздух экватора. Нагретый воздух поднимается и течет к холодильникам, там остывает и, опускаясь, течет понизу к экватору. Так над Землей вращается огромное воздушное колесо, которое приводит в ход Солнце". Это первое кольцо планетарной циркуляции.

    Но  вращение земли отклоняет эти  движущиеся массы в северном полушарии  вправо, и влево - в южном. Вот воздух уже стремится не на север, а на северо-восток и где-то на расстоянии 30 градусов от экватора идет уже не по меридиану, а по широте с запада на восток. Накопление воздуха в  районе 30 градуса широты приводит к  образованию пояса повышенного  давления над поверхностью Земли. От этого пояса воздух растекается  в обе стороны, подвергаясь действию отклоняющей силы вращения Земли (силы Кариолиса). Одни воздушные массы, охлаждаясь, поворачивают назад - к экватору и имеют северо-восточное направление (пассаты) и замыкают второе кольцо циркуляции атмосферы - кольцо пассатов.

    Другие  массы идут дальше на север, но сила Кариолиса отклоняет их вправо, здесь образуется система юго-западных и западных ветров, преобладающих в умеренных широтах. А у полюса воздух, охлаждаясь, опускается вниз и растекается к югу. Причем ветер приобретает направление с востока на запад. При встрече с воздухом умеренных широт происходит подъем этих воздушных масс. Так замыкается третье кольцо движения воздушных масс.

    Безусловно, это очень упрощенная картина  планетарной циркуляции. Итак, по схеме  получилось три замкнутых кольца, но в природе эти кольца связаны  в единый механизм. Разве ветер  ходит по одному маршруту? Экваториальный воздух иногда прорывается через  пассатное кольцо и добирается до полюса, на средиземноморском побережье  с затоком арктического воздуха  весной замерзли сады.

    А на Земле есть еще различная подстилающая поверхность - материки и океаны. Каждый материк летом очень быстро нагревается, а зимой выхолаживается. Значит в "машине планеты" есть и другие котлы и холодильники, которые  работают по-разному в каждом сезоне. Зимой материк - холодильник, а океан - котел, летом наоборот. Так в  сложный круговорот воздуха вливается  еще и колесо муссонов, которое  летом вращается в одну сторону, а летом в другую. Но об этом и  других мелкомасштабных формах циркуляции читайте в следующих сообщениях. 

    Заключение 

    Итак, общая циркуляция атмосферы - совокупность крупномасштабных движений в тропосфере и стратосфере

    При исследовании общей циркуляции атмосферы используются 3 основных подхода: гидродинамический, синоптический и статистический. Каждый их подходов раскрывает существенные особенности развития макрометеорологических процессов.

    Гидродинамические модели атмосферной циркуляции в  последние десятилетия позволили  повысить эффективность краткосрочных  и среднесрочных прогнозов синоптического положения и погоды. Системы гидродинамических  уравнений, отражающих фундаментальные  физические законы, позволяют эффективно прогнозировать состояние атмосферы  на срок 5 - 10 суток.

    В синоптических методах долгосрочного  прогноза погоды для изучения атмосферных  макропроцессов используются карты  погоды и карты барической топографии, а также целый ряд специальных  карт, отражающих структуру термобарического поля и характер атмосферной циркуляции.

    Для выяснения наиболее общих и устойчивых особенностей циркуляция атмосферы применяется осреднение многолетних наблюдений над атмосферным давлением и ветром на различных уровнях атмосферы. При таком осреднении колебания циркуляция атмосферы, связанные с циклонической деятельностью, в большей мере взаимно погашаются. Наряду с этим изучаются также ежедневные изменения режима циркуляция атмосферы по синоптическим картам - приземным и высотным и по снимкам облаков со спутников. Это позволяет выделять типы циркуляция атмосферы, их повторяемость, преобразования и смены.

    Теоретическое изучение циркуляция атмосферы сводится к выявлению и объяснению сё особенностей и обусловленности путём численного эксперимента, т. е. численного интегрирования по времени соответствующих систем уравнений гидродинамики и термодинамики атмосферы (и океана). Как эмпирическое изучение общей циркуляция атмосферы, так и её математическое моделирование имеют важное значение для решения задач долгосрочного прогноза погоды. 

    Список  использованных источников: 

1. Лоренц  Э. Н., «Природа и теория общей циркуляции атмосферы», пер. с англ., Л., 1970, 260 с.;
2. Погосян Х. П., «Общая циркуляция атмосферы», Л., 1972, 394 с.;
3. Пальмен Э., Ньютон Ч., «Циркуляционные системы атмосферы», пер. с англ., Л., 1973.
4. Гидродинамические методы прогноза циркуляции атмосферы на декаду и месяц / Под редакцией Ефимова В.А. - Труды ГМЦ СССР, вып.285, 1987. - 219 с.
5. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология: Учебник. — Москва: MГУ, 2006. — 583 с.
6. Добровольский Г.В., Урусевская И.С. География почв. — Москва: MГУ, 2006. — 460 с.
7. Витинский Ю.И. Цикличность и прогнозы солнечной активности. Л.: Наука, 1973. 257 с.
8. Чепмен С., Линдзен Р. Атмосферные приливы. М.: Мир, 1972. 292 с.
9. Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 352 с.
10. Воейков А.И. Климаты земного шара//. Изб. Соч. т. 1. М.-Л.: Изд. АН СССР, 1948. 750 с.
11. Кондратьев К.Я. Глобальный климат. С.-Пб.: Наука, 1992. 357 с.