Циркуляційні чинники клімату

Радіаційний баланс земної поверхні визначає запаси тепла в атмосфері. Повітряні течії загальної циркуляції атмосфери сприяють міжширотному обміну повітряних мас, а отже є причиною адвективних впливів. Повітряні течії різного масштабу виникають і підтримуються різним нагріванням і охолодженням водної поверхні та суходолу, а також поверхні Землі і повітря на різних широтах. Тому екватор і полюси, водна поверхня та суходіл є різними полюсами теплової машини Землі, яка змушує рухатись повітряну оболонку.

Циркуляція атмосфери – це складне поняття. Воно включає формування повітряних мас, їх перенесення та трансформацію, циклонічну діяльність, фронтальну діяльність. Циркуляція атмосфери ускладнює схему широтної зміни клімату. Завдяки особливостям циркуляції на одній і тій же широті на західних і східних берегах континентів формуються зовсім різні кліматичні умови. Наприклад, тепла зима південної Франції і сувора зима Приамур’я, сухе літо Сицилії і дощове літо Японії. Те ж саме стосується території в середині тропічного поясу. Тут зональні кліматичні відміни зумовлені також циркуляцією атмосфери. Різне зволоження екваторіальної Африки й Сахари обумовлено не широтними відмінами надходження сонячної радіації, а особливостями циркуляції атмосфери.

Виключно велика роль циркуляції атмосфери у зволоженні материків. Вона зумовлює перенесення водяної пари з океанів на материки і з одних широтних зон у інші. Як правило, це відбувається у процесі циклонічної діяльності, особливо у помірних та високих широтах.

У низьких широтах найважливішою особливістю циркуляції атмосфери, яка впливає на клімат, є пасати. Поблизу місця формування (близько широти 30⁰ в обох півкулях) товщина пасатного потоку становить 2-4 км, а з наближенням до екватора (близько 10-15⁰ широти в обох півкулях) пасати вже охоплюють усю тропосферу і проникають навіть у нижню стратосферу. Зимою пасати розповсюджуються у нижчі широти, місцями аж до екватора і навіть у межі іншої півкулі. У зоні пасатів з океанів випаровується величезна кількість води, яку пасати переносять у зону екватора та на східні узбережжя континентів. У самій зоні пасатів опадів випадає дуже мало, оскільки тут на висоті 1-2 км майже постійно виражена пасатна інверсія.

Отже, зона пасатів є областю інтенсивного випаровування з океанів і нагрівання повітря на материках. Екваторіальні ж широти є областю зволоження тропосфери і перенесення тепла в атмосферу у прихованій формі.

Важливим чинником формування клімату в тропічних широтах є мусони. Механізми формування мусонів ми уже розглядали. При зимовому мусоні з суходолу встановлюється малохмарна суха погода, яка зберігається ще й весною. При літньому мусоні, в якому переноситься повітря з океану, встановлюється хмарна дощова погода. У багатьох районах тут за літо випадає до 70 % опадів.

Субтропічні пояси високого тиску – це величезні вітророздільні райони. Вони відділяють зону пасатів в середині тропічних широт від районів переважно циклонічної циркуляції у помірних широтах. На їх окраїнах з боку екватора переважають східні вітри, а на зовнішніх ділянках поясів переважають західні вітри. В центральній частині поясів переважають слабкі вітри змінних напрямів та малохмарна погода. Влітку пояси високого тиску розширюються далі від екватора. Навпаки, взимку пояси високого тиску звужуються, оскільки циклонічна діяльність у помірних широтах розширюється далі до субтропіків. Тому на полярній периферії поясів високого тиску взимку спостерігаються різкі коливання температури, сильні вітри, опади тут бувають навіть у вигляді снігу.

У помірних та високих широтах основною формою циркуляції атмосфери є циклонічна діяльність. Циклони та антициклони суттєво порушують зональність циркуляції. На західній периферії циклонів та на східній периферії антициклонів формуються холодні повітряні течії з півночі, а на східній периферії циклонів та західній периферії антициклонів – теплі течії з півдня. Так відбувається обмін різними повітряними масами у меридіональному напрямі. Влітку в північній півкулі зона циклонічної діяльності зміщується далі на північ, а субтропічні області високого тиску розповсюджуються частково і в помірні широти. Це зумовлює тут зменшення хмарності та опадів, що призводить у деякі роки до формування посух на півдні помірного поясу, зокрема і в Україні, особливо в західній її частині.

У зв’язку з переважаючими вітрами й океанічними течіями температура повітря у східній частині океанів помірних широт значно вища, ніж в західній. Західні береги океанів омивають холодні течії, східні береги – теплі океанічні течії. В Атлантичному океані нульова ізотерма повітря в січні поблизу Америки проходить близько 40⁰пн. ш., біля берегів Європи - північніше 70⁰пн. ш. У Тихому океані нульова ізотерма поблизу берегів Азії опускається майже до 30⁰пн. ш. у зв’язку з формуванням Азіатського антициклону, на східній периферії якого холодне повітря переноситься далеко на південь.

На заході материків характер ізотерм дуже залежить від перенесення західними вітрами океанічного повітря. Найкраще це спостерігається у Європі. Тут, зимою ізотерми, під впливом перенесення теплого атлантичного повітря на холодний материк, різко відхилені на північ, влітку, навпаки, на південь, оскільки в цей час свіже атлантичне повітря переноситься на теплий материк. Це саме повинно бути і в Північній Америці, але суцільні гірські хребти на узбережжі материка порушують цю закономірність.

Завдяки розвитку потужних антициклонів зимою в середині материків температура повітря тут найнижча. В Азії найнижча температура спостерігається на північному сході материка (Якутія), а в Америці – на північному заході (Аляска).

У південній півкулі у помірних широтах підстильною поверхнею є вода то й розподіл температури має зональний характер, тобто ізотерми розташовані навколо Антарктиди майже концентричними колами.

У зоні контакту арктичного (антарктичного) повітря з повітрям помірних широт також розвивається циклонічна діяльність. Це і є циркуляція атмосфери на периферії полярних областей обох півкуль. Переважаюче перенесення повітря до помірних широт сприяє збереженню особливого клімату в середині полярних районів. Це дуже низькі температури і мала кількість атмосферних опадів. Більше опадів випадає на периферії Арктики і Антарктиди.