Модели циркуляции атмосферы

В атмосфере постоянно образуются вихри из-за различного атмосферного давления и отклоняющего действия вращения Земли.

В замкнутой области пониженного давления воздух устремляется к центру, отклоняясь вправо в северном полушарии и влево – в южном. В центре он поднимается и растекается в стороны, образуется восходящий вихрь – циклон.При этом у поверхности формируется область пониженного давления с циклической системой ветров (от периферии к центру). Такие подвижные барические минимумы называются циклонами.

Убыль массы воздуха в воздушном столбе над определенной площадью поверхности (единицей площади) приводит к падению давления, увеличение – к росту.

Давление атмосферы на земную поверхность, его распределение в пространстве и во времени называется барическим полем. Оно постоянно.

В замкнутой области повышенного давления формируется нисходящий вихрь – антициклон.

Разность атмосферного давления между двумя областями вызывает горизонтальное перемещение воздушных масс – ветер. Восходящие воздушные массы (циклональный тип) создают условия для конденсации влаги и выпадения осадков. Нисходящие воздушные массы (антициклональный тип) исключают эти процессы. В этих массах происходит нагревание и понижение влажности воздуха. С ними связана сухая, ясная, безоблачная погода.

В восходящих потоках воздух адиабатически охлаждается, водяной пар конденсируется, выпадают осадки. Пограничные слои, разделяющие воздушные массы, называются атмосферными фронтами. Диаметр вихрей (циклонов, антициклонов) достигает 3-4 тыс. км, высота – 20 км.

Главная причина переноса воздушных масс – конвекция, т.е. подъем легких воздушных масс и замещение их снизу холодными.

Сильнее всего прогревается воздух на экваторе. Вертикальные конвекционные потоки на высоте переходят в горизонтальные. Теплый воздух частично охлаждается и в средних широтах опускается, компенсируя убыль воздушной массы за счет конвекционного подъема (происходит за сутки – быстро, поэтому энергии расходуется очень мало).

Из-за вращения Земли верхние ветры в северном и южном полушариях отклоняются и становятся западными, а нижние ветры, направляющиеся к экватору, приобретают восточное направление. Такие ветры над океаном в тропических широтах называются пассаты.

Нагреваясь от поверхности, воздух расширяется и устремляется вверх. Достигнув высоты, на которой его плотность больше плотности окружающего воздуха, он растекается в стороны, поэтому давление на тёплую поверхность уменьшается, на другие участки увеличивается.

+ + + + + - повышенное давление

- - - - - - - пониженное давление

В экваториальных широтах давление всегда пониженное, в тропических широтах – область повышенного давления. Над холодной поверхностью в Арктике и Антарктиде давление повышенное, его создаёт воздух, приходящий из умеренных широт, на место уплотнившегося холодного воздуха. Отток воздуха в полярные широты – причина понижения давления в умеренных широтах. Воздух, перемещающийся от большего давления к меньшему по кратчайшему пути, отклоняется влево - в южном полушарии, вправо - в северном.