Экология СПРАВОЧНИК

При благоприятной синоптической ситуации механические и термодинамические воздействия на воздушный поток могут вызывать характерные ветры, дующие вниз по подветренным склонам гордого хребта. К этим так называемым нисходящим ветрам относятся фён (или чинук), бора и мезомасштабные катабатические ветры. По самому простому определению, фён — это дующий вниз по склону ветер, который приводит к росту температуры и понижению относительной влажности с подветренной стороны горного хребта, тогда как бора вызывает соответственно понижение температуры. И фён, и бора могут быть порывистыми. Кроме того, фён значительно иссушает растительность и почву, что наблюдается, например, на расстоянии до 50 км от подножия Скалистых гор в штате Колорадо [53, 97]. Катабатический ветер является нисходящим под влиянием силы тяжести стоковым ветром, дующим вниз вдоль любой наклонной поверхности, но в этой книге мы на зываем катабатическим ветром ветровую систему, которая распространяется больше, чем на отдельный склон (см. с. 136).[ ...]

Итак, существуют различные подходы для определения и предсказания явления фёна, но ни один из них не является полностью удовлетворительным. Частично это связано с разнообразием ситуаций, которые могут вызвать фён.[ ...]

Иосино [133] выделил четыре синоптических типа распределения давления, которые вызывают бору. Зимой она большей частью связана с циклоном над Средиземным морем или антициклоном над Европой. Летом циклонические системы бывают реже и антициклон может располагаться дальше к западу. При любой системе градиентный ветер должен быть от восточного до северо-восточного. Йосимура [132] определил широкий диапазон синоптических условий, связанных с борой, и показал, что с циклоническими случаями связаны тонкие слои боры (приблизительно 1 км), тогда как в антициклонических типах бора может распространяться до высоты 3 км. Однако эти различия, вероятно, имеют ограниченное значение. Для развития и сохранения боры требуются одновременно подходящий градиент давления, застой холодного воздуха восточнее гор и его перетекание через горы, преобразующее потенциальную энергию в кинетическую [91]. Бора лучше всего развивается там, где Динарские горы узкие и близко подходят к побережью, как, например, в Сплите. Это увеличивает температурный градиент между прибрежной и внутренней частями страны и усиливает эффект нисходящего ветра. Динарские горы имеют высоту более 1000 м, и низкие перевалы, такие, как перевал у Синя, также благоприятствуют местному усилению боры. В дни, когда есть бора, слой инверсии обычно расположен между 1500— 2000 м на наветренной стороне гор и на том же или более низком уровне на подветренной стороне [132].[ ...]

В глобальном масштабе большой повторяемости дней с борой на Адриатическом побережье в январе соответствует также большая повторяемость ветров ороси на равнине Канто в Японии [123]. Среднее поле изогипс 500 гПа описывает в это время господствующий двухволновой режим, который благоприятствует вторжениям холодных полярных воздушных масс в эти два сектора.[ ...]

Штриховая линия разделяет области данных, собранных в разное время. Вдоль горизонтальных траекторий полета над Боулдером были зарегистрированы трн слоя турбулентности, которые, вероятно, были непрерывны по вертикали; к востоку от Боулдера турбулентность не наблюдалась.[ ...]

Последний пункт подтверждается модельными вычислениями Смита [109] и Лилли и Клемпа [67] (см. с. 114). Аракава [5] заметил, что сильные ветры у поверхности земли более вероятны, если уровень инверсии вниз по течению от хребта ниже, чем над вершиной. Фактически данные Бринкмана подтверждают этот вывод (рис. 3.13).[ ...]

Во время экспедиции Дугласа Моусона в 1912—1913 гг. сообщениям об экстремальных ветровых условиях на мысе Деннисон (67° ю. ш., 143° в. д.) сначала просто не поверили. Эта экспедиция сообщила, что по всему району исследования средняя скорость ветра за сутки в течение 12 месяцев превышала 18 м/с в 64 % дней и что ветры отличались высоким постоянством скорости и направления. Впоследствии о сходных экстремальных ветрах сообщалось и из других прибрежных мест в восточной Антарктиде. Катабатическая зона имеет по крайней мере 150 км в ширину и от мыса Деннисон распространяется внутрь страны на 300 км. Прибрежная топография не может вызвать эти локальные ветры, но диагностический анализ режима воздушных течений свидетельствует, что крупномасштабная топография центральной части страны определяет их силу и постоянство вследствие растекания радиационно охлажденного воздуха из внутренней части материка [84, 89].[ ...]

Сильные прибрежные ветры на мысе Деннисон возникают и прекращаются, как правило, внезапно, и Болл [7] объясняет это как явление стационарного прыжка. Сильный температурный градиент между мысом Деннисон на побережье и станцией Шарко (69° ю. ш., 2400 м над ур. м.) усиливает основной гравитационный поток холодного воздуха с Полярного плато. На уровне 2400 м разность между средними годовыми значениями температуры на этих двух станциях составляет 17 °С, эта разность приводит (если предположить, что этот градиент температуры изобарический) к разности плотности примерно в 7 % [70]. Составляющая термического ветра, связанная с приземной температурной инверсией, вероятно, также имеет определенное значение, так как ветры обычно захватывают слой в несколько сотен метров. Прыжок обычно наблюдается над морем близ берега, но если он сдвигается в глубь материка, то режим сильных ветров (порывистый поток) вверх по течению от прыжка сменяется почти штилевыми условиями в увеличивающемся по мощности слое холодного воздуха (ср. рис. 3.7 6). Болл показал, что типичные условия в этой области соответствуют наличию прыжка, так как число Фруда значительно больше единицы. Около станции Дейвис (68° ю. ш., 78° в. д.) стоячие прыжки обычно отмечаются как стена переносимого снега высотой 30—100 м [65]. Между 30 мая и 14 ноября 1961 г. на станции Дейвис наблюдали или слышали (по реву ветра) 31 такой прыжок. Лид отмечает, что обычно они появляются через несколько часов после развития катабатического режима.[ ...]

Катабатические ветры в Гренландии менее экстремальные, чем на Земле Адели, хотя и там на побережье регистрировались порывы ветра, превышающие 50 м/с. Штормы во фьордах восточной Гренландии, которые имеют в основном катабатическое происхождение, наблюдаются примерно в 20 % всего количества дней [82, 92].[ ...]

Рисунки к данной главе:

Адиабатические изменения температуры, связанные с различными механизмами фёнового опускания. (Из [9].)

Три типа фёна. (По [22], из [135].)

Среднее зондирование во время штормовых ветров в Боулдере (штат Колорадо). (Из [17].)

Вертикальный разрез потенциальной температуры k, основанный на самолетных зондированиях во время штормового ветра в Боулдере 11 января 1971 г. (По [66].)