Зональность в распределении атмосферного давления.

Анализ синоптических карт за отдельные сроки показывает, что распределение атмосферного давления все время меняется. Эти изменения обусловливаются в основном изменением температуры и циркуляционными факторами — перемещением и эволюцией циклонов и антициклонов.

Даже на среднемесячных или сезонных картах барическое поле Земли может значительно отличаться от аналогичного распределения в другие годы. Тем не менее, построение средних многолетних месячных, сезонных или годовых карт обнаруживает определенные закономерности, типичные для каждого месяца или сезона.

Одной из самых устойчивых особенностей многолетних барических карт является зональность в распределении давления, хотя и несколько замаскированная различием влияний суши и моря.

По обе стороны от экватора (в зоне от 15 ° с. ш. и 25 ° ю. ш. в январе и между 35° с. ш. и 5° ю. ш. в июле) формируется область пониженного давления. Это область экваториальной депрессии,смещающаяся в то полушарие, в котором в данном месяце лето.

В субтропических широтах (30—32° с. ш. и ю. ш. в январе и 33—37° с. ш. и 26—30° ю. ш. в июле) формируются две субтропические зоны повышенного давления, смещающаяся от января к июлю к северу, а от июля к январю к югу.

От субтропиков к умеренным широтам (55—65° с. ш. и ю. ш.) давление падает, особенно сильно в южном полушарии, и достигает минимума в субарктических и субантарктических зонах.К полюсам обоих полушарий давление опять растет.

А на полюсах – зоны максимального давления.

Вследствие зональности в распределении атмосферного давления меридиональный барический градиент между широтными зонами обоих полушарий направлен то к низким, то к высоким.

На картах средних многолетних значений давления воздуха для летних и зимних месяцев можно отметить некоторые характерные черты определении давления и ветров на уровне моря (рис.). Из этих карт видно, что в приэкватольной области наблюдается относительно пониженное давление, которое обусловлено в результате мощного конвективного подъема прогретого воздуха. В верхних слоях поток воздуха устремляется к высоким широтам, отклоняясь под влиянием силы Кориолиса. На широте около 30° северный и южный потоки принимают широтные направления, здесь создаются субтропические пояса повышенного давления, разделённые на отдельные антициклоны. В результате такого распределения давления у поверхности Земли создается перенос воздуха от пояса высокого давления (30⁰ ) к экватору — и возникают постоянные ветры - пассаты.

Разделённость субтропического пояса высокого давления в северном полушарии больше, чем в южном, из-за большей неоднородности подстилающей поверхности. В северном полушарии летом в субтропической зоне образуются два мощных антициклона—Азорский и Тихоокеанский, зимою в эту зону распространяется еще и Азиатский антициклон.

Далее к северу расположены обширные пояса пониженного давления. В северном полушарии постоянными составляющими этого пояса являются Исландский и Алеутский минимумы. При этом пояс пониженного давления хорошо выражен на океанах в течение всего года, а на суше — только летом; в зимнее же время над континентами формируются обширные антициклоны (Азиатский, Канадский). В южном полушарии пояс пониженного давления более устойчив. В полярных районах снова наблюдается повышенное давление.

Причем в зимнее время область повышенного давления здесь выражена более четко, чем летом.

Рис. Распределение давления у поверхности земли зимой.

Рис. Распределение давления у поверхности земли летом.

Центры действия атмосферы –области низкого или высокого давления на многолетней средней карте, являющиеся статистическим результатом преобладания в данном районе барических систем одного знака (циклонов или антициклонов) над барическими системами других знаков. Делятся на постоянные (перманентные) и сезонные.

Дополнительно выделяют арктический и антарктический антициклоны и экваториальную зону пониженного давления.

В суточном ходе давления наблюдаются два максимума и два минимума — соответственно в 10 и 22 ч, в 4 и 14 ч. Наиболее четко суточный ход атмосферного давления проявляется в низких (экваториальных и тропических) широтах, где его амплитуда достигает 3—4мм рт. ст.

Любые нарушения правильного суточного хода атмосферного давления в низких широтах предвещают приближение тропического циклона.

Измерение атмосферного давления на судне. На судне измеряются: значение атмосферного давления в гектопаскалях, приведенное к уровню моря и температуре воздуха 0 °С; значение барической тенденции за 3 ч, предшествующие сроку наблюдений (гПа/3 ч); определяется характеристика барической тенденции за 3 ч (в цифрах действующего кода KH-01c).

На судне атмосферное давление измеряется барометрами, барометрами-анероидами (далее анероиды) 8 раз в сутки (в 00, 03, ..., 21 ч UTC; измерение атмосферного давления в сроки 03, 09, 15, 21 ч UTC производится с целью определения значения и характеристики барической тенденции) и непрерывно регистрируется с помощью барографов специальными чернилами на диаграммных лентах.

Барометры, анероиды и барографы на судне размещаются в штурманской рубке горизонтально на поролоне (размещение приборов на поролоне „смягчает" влияние вибрации судна на колебание стрелки анероида и на результаты регистрации атмосферного давления на ленте барографа) толщиной не менее 0,5 см в местах, удаленных от кондиционерной установки, иллюминаторов, входных дверей, т. е. там, где нет резких изменений температуры воздуха и возможности попадания на приборы прямых солнечных лучей. При установке барометры, анероиды и барографы должны быть надежно закреплены таким образом, чтобы удобно было делать отсчеты по ним, открывать крышку футляра барографа при смене его лент и при заводе часового механизма.

Ежедневно, если барограф суточный, или в конце недели, если барограф недельный, необходимо после 12-часового срока наблюдений по UTC проводить смену ленты барографа.

Если при барометре или в анероиде отсутствует термометр, последний размещается в непосредственной близости к анероиду или барометру (термометр должен быть надежно защищен с целью предотвращения любой возможности его разбить).

В штурманской рубке атмосферное давление измеряется на высоте установки прибора Н при температуре окружающего воздуха Т_а.

Результаты измерений атмосферного давления принято „приводить" к температуре воздуха 0 °С и к единому уровню (к одной высоте) путем введения соответствующих поправок к отсчетам по барометру, анероиду. В качестве единого уровня Н₀ во всем мире

принят уровень Мирового океана (уровень моря).

Измерение атмосферного давления на судах производится по анероиду М-67 (МД-49-2); при его отсутствии можно использовать барометр БРС-1 или анероиды БАММ-1, М-98 (МД-49-А).

Для произведения измерений по анероиду необходимо:

— приоткрыть дверь в штурманской рубке, если она закрыта;

— перекрыть систему кондиционирования (для исключения влияния на показание анероида подпора воздуха в рубке за счет работы этой системы);

— отсчитать показание термометра с точностью до 0,2 °С;

— постучать пальцем по стеклу анероида (для предотвращения возможного „застревания" его стрелки);

— визуально совместить стрелку анероидас ее отражением в зеркале шкалы, если в анероиде зеркальная шкала;

— в течение 10—15 с проследить за колебаниями стрелки (если таковые наблюдаются), определить ее среднее положение и сделать отсчет показаний анероида с округлением до 0,1 гПа или до 0,1мм рт. ст. (в зависимости от того, в каких единицах проградуирована его шкала).

Обработка результатов измерений сводится к получению значения атмосферного давления, приведенного к уровню моря и температуре воздуха 0 °С (Р₀). С этой целью необходимо к отсчету по анероиду ввести три поправки (или их сумму) по формуле

где:

Р_изм — отсчет по анероиду;

ΔР_ш — поправка шкалы к отсчету по анероиду, определяемая по показаниям анероида (по значению Р_изм ) и соответствующей таблице из свидетельства о поверке путем интерполяции;

ΔР_Т — температурная поправка для приведения атмосферного давления к температуре 0 °С, рассчитываемая по формуле, указанной в свидетельстве о поверке, и по температуре воздуха Г. измеренной вблизи анероида;

ΔР_У — поправка на приведение атмосферного давления к уровню моря: ΔР_У = ΔР_Н Н_У (здесь ΔР_Н = 0,133 гПа/м или 0,1 мм рт. ст./м и соответствует изменению атмосферного давления на 1 м высоты; Н — высота установки анероида на судне, в метрах над уровнем моря).

При плавании в открытых морях и океанах высота установки анероида над уровнем моря Н отсчитывается от положения максимальной грузовой ватерлинии, в этих случаях Н = Н_У ; при плавании в закрытых морях (например, в Каспийском), уровни которых не совпадают с уровнем Мирового океана, высота установки анероида над уровнем моря рассчитывается по формуле Н_У = Н + ΔН , где ΔН — разность уровней „закрытого" моря и Мирового океана, м; она берется со знаком „плюс", если уровень моря выше, и со знаком „минус", если уровень моря ниже уровня Мирового океана.

При расчете значений Р„ по формуле (1) следует помнить, что:

— все поправки рассчитываются с точностью до 0,1 гПа или до 0,1мм рт. ст. и берутся для расчетов со своим знаком;

— все слагаемые формулы должны быть выражены в одних единицах (гПа или мм рт. ст.); если шкала анероида проградуирована в миллиметрах ртутного столба, то результат расчета должен быть переведен по формуле: Р (гПа) = 1,3332 Р (мм рт. ст.).

Ветер.