Общая циркуляция атмосферы. Неравномерность нагревания земной поверхности, зависящая от угла падения солнечных лучей, является основной причиной градиента температуры между высокоширотными (полярными) и экваториальными областями. Наличие такого градиента, а также вращение Земли служат причиной циркуляции атмосферы - сложной системы воздушных течений. Некоторые из них сравнительно устойчивы, тогда как другие постоянно меняют свое направление.[ ...]
Роль циркуляционных процессов в формировании климатической системы Земли очень велика: благодаря им сглаживаются контрасты температуры, осуществляется перенос водяного пара с океанов на континенты, а также усредняется состав основных компонентов воздуха. Господствующие ветры у земной поверхности показаны на рис. 1.5.[ ...]
В умеренных широтах преобладают течения с запада на восток, включающие крупные вихри - циклоны и антициклоны. Их образование - обычное явление для внетропических районов. В высоких широтах обоих полушарий происходит вращение атмосферы вокруг полюсов в направлении с запада на восток. На эти общие потоки налагаются возмущения за счет циклонической активности в средних широтах, во многом обуславливающей весьма изменчивый и сложный характер и региональной, и общей циркуляции атмосферы.[ ...]
Условия устойчивости. Важно понять, что те или иные химические процессы в атмосфере и, следовательно, ее химический состав как в глобальных и региональных, так и локальных масштабах зависят не только от присутствия тех или иных соединений и их потенциальной способности вступать в определенные химические реакции, но и от многих других параметров атмосферы в данном месте и в данный момент.[ ...]
Оно показывает, что скорость этого изменения есть функция деятельности всех возможных источников (М), процессов удаления в результате химических реакций и осаждения (Б), а также переноса и рассеяния (Т). Решающую роль в последних наряду с горизонтальным переносом (адвекцией) играет перемещение вверх от земной поверхности.[ ...]
Такой перенос воздуха определяется уже одним только фактом наличия температурного градиента, однако в реальной атмосфере он может не реализовываться, поскольку зависит от характеристики, называемой устойчивостью атмосферы. Для пояснения вернемся к уравнению (1.8) сухоадиабатического градиента (Г) и обратимся к рис. 1.8.[ ...]
Если градиент в атмосфере примерно равен Г (рис. 1.8, б), то "ячейка" воздуха при любых перемещениях будет иметь такую же температуру, как и окружающий ее воздух. При такой безразличной (или нейтральной) устойчивости дальнейшее самопроизвольное перемещение "ячейки" не произойдет. В том случае, когда градиент воздуха меньше величины Г, атмосферу называют подадиабатической или слабоустойчивой. Поведение "ячейки", случайным образом смещенной в вертикальном направлении, в этом варианте характеризуется стремлением вернуться в первоначальное расположение.[ ...]
При увеличении температуры с высотой (как это происходит в стратосфере) говорят о том, что Атмосфера сильно устойчива и имеет место образование инверсии. В приземном слое воздуха формирование инверсий может быть вызвано различными причинами. В области высокого давления (в антициклонах) происходит сжатие и нагревание слоя воздуха при его опускании. Так образуются инверсии оседания. Они обычны в некоторых районах мира; например, на западном побережье США насчитывается до 340 дней в году с инверсией этого типа.[ ...]
Инверсии наползания связаны с прохождением теплого фронта воздуха, накрывающего более холодный в пониженных рельефах местности. К такому же явлению могут приводить в прибрежных районах морские бризы.[ ...]
В ночное время при безоблачном небе часты радиационные инверсии: подстилающая поверхность (и прилегающий воздух) охлаждаются в результате радиационного излучения быстрее, чем расположенный выше слой воздуха. С наступлением дня восстанавливается отрицательный градиент температуры, если на смену не приходят инверсии первых двух типов.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Господствующие ветры у земной поверхности летом (а) и зимой (б) |
 |
| Меридиональная циркуляция атмосферы. Обратите внимание на разную высоту и разрывы между тропической (/), среднеширотной (II) и полярной (III) тропопаузами |
|
| Зимний циркумполярный вихрь южного полушария |
 |
| Устойчивость атмосферы при разном градиенте температуры |
 |