Зоны давления и ветра у земной поверхности
и в нижней тропосфере
1. У земной поверхности и в нижней тропосфере зональное
распределение давления и ветра сложнее, чем в вышележащих слоях. '
Сначала мы рассмотрим многолетние средние зональные значения
давления воздуха. Представление о них дает рис. 89, на котором
приведены зональные значения давления на уровне моря в январе и
июле.
Мы видим, что имеется зона пониженного давления по обе стороны
экватора - зона экваториальной депрессии. В этой зоне в январе между
15° с. ш. и 25° ю. ш., а в июле между 35° с. ш. и 5° ю. ш. давление
ниже 1013 гПа. Параллель с самым низким давлением приходится в
январе на 5-10° ю. ш., а в июле -на 15° с. ш. Таким образом,
указанная зона больше распространяется на то полушарие, в котором в
данном сезоне лето. В направлении к высоким широтам от этой зоны
давление в каждом полушарии растет, и максимальные значения давления
приходятся в январе на широту 30-32°, а в июле - на 33- 37° с. ш. и
26-30° ю. ш. Обе субтропические зоны повышенного давления от января
к июлю несколько смещаются к северу, а от июля к январю - к югу.
От субтропиков к еще более высоким широтам давление падает,
особенно сильно в южном полушарии. На 75-65° с. ш. и на 60-65° ю. ш.
наблюдается минимальное давление в двух субполярных зонах низкого
давления, а еще дальше в направлении к полюсам давление снова
растет.
В среднем годовом получаем следующее зональное распределение
давления на уровне моря:
Рис. 89. Распределение среднего зонального
давления воздуха с широтой в январе и в июле
В нижней строке приведены преобладающие направления ветра у
земной поверхности в указанных широтных зонах. Меридиональные
составляющие из них не исключены.
Итак, распределение зонального давления на уровне моря (и в нижней
тропосфере) сложнее, чем распределение температуры. Температура
воздуха у земной поверхности непрерывно понижается от низких широт к
высоким (если отвлечься от возмущений, вносимых распределением суши
и моря). Давление же от экваториальной зоны сначала растет к
субтропикам, затем падает к субполярным широтам и снова растет к
полюсам. При этом меридиональный барический градиент направлен от
субтропиков к экватору, от субтропиков к субполярным широтам и от
полюса к субполярным широтам; направление барического градиента,
таким образом, несколько раз меняется вдоль меридиана (рис. 90). С
этим согласуется и зональное распределение ветра, о чем будет
сказано ниже.
2. Причины образования зон высокого давления в субтропиках и зон
низкого давления в субполярных широтах заключаются в особенностях
циклонической деятельности. Здесь кратко укажем, что антициклоны,
возникающие в общем западном потоке умеренных широт, при своем
движении с запада на востокв то же время
смещаются к более низким широтам и там усиливаются. В каждом
полушарии они и образуют субтропическую зону высокого давления с
осью около 35-й параллели. Напротив, циклоны, возникающие в тех же
средних широтах, при своем движении к востоку отклоняются к более
высоким широтам и сосредоточиваются там, образуя субполярную зону
низкого давления около 60-65-й параллели. Такая сепарация циклонов
от антициклонов зависит от изменения отклоняющейсилы вращения Земли с широтой.
Рис. 90. Зональное распределение давления и
потоков воздуха у земной поверхности и в нижней тропосфере (схема).Справа - направление барических градиентов вдоль меридиана в
соответствующих зонах.
3. По обращенной к полюсу периферии субтропической зоны в средних
широтах создается западный перенос; он простирается до оси
субполярной зоны низкого давления, т. е. до 60- 65° широты. Таким
образом, в средних широтах западный перенос характерен не только для
верхней тропосферы, но и для нижней тропосферы и для земной
поверхности (если отвлечься от меридиональных составляющих,
создаваемых трением). Правда, повторяемость западных ветров вблизи
земной поверхности все-таки значительно меньше, чем в высоких слоях;
с высотою она растет. Наиболее хорошо западный перенос у земной
поверхности выражен над океанами, особенно в южном полушарии.
По периферии же субтропической зоны высокого давления, обращенной к
экватору, т. е. в тропиках, барический градиент у земной поверхности
и в нижней тропосфере в среднем направлен к экватору, что и создает
здесь восточный перенос, в общем охватывающий всю тропическую зону.
Это так называемые пассаты - тропические восточные ветры.
Наиболее низкое давление у земной поверхности и в нижней тропосфере
обнаруживается в субполярных широтах, вблизи 60-65-й параллели.
Отсюда в направлении к полюсу давление растет. Следовательно,
средний барический градиент в нижней тропосфере направлен от полюса
к субполярным широтам, что создает в полярном районе также восточный
перенос воздуха. В Арктике восточные направления ветра в нижнихслоях лишь незначительно преобладают над западными, но в
Антарктиде по окраине материка наблюдаются устойчивые, а в Восточной
Антарктиде - даже постоянные восточные ветры.
Среднее распределение зональных составляющих ветра в вертикальном
разрезе над северным полушарием представлено на рис. 91 и 92.
Рис. 91. Распределение средней зональной
составляющей скорости ветра (м/с) в северном полушарии в январе.
Рис. 92. Распределение средней зональной
составляющей скорости ветра (м/с) в северном полушарии в июле.
