11. Россби айналымының индексі, индекстің негізгі циклы.
Циркуляцияның индекстері солтүстік жарты шарда немесе оның бөлек аудандарында ауа
массаларының зональды немесе меридиональды циркуляциясының қарқындылығының сандық
көрсеткіштері болып табылады. Кейде циркуляцияның индекстері ретінде атмосфераның қысым
алабының сандық сипаттамалары алынады: қысым лапласианы; берілген ауданда циклондық
немесе антициклондық əрекеттесудің қарқындылығын сипаттайтын шамалар.
Циркуляцияның индекстері ұзақ мерзімді метеорологиялық болжауларда кең қолданылады.
Олардың көмегімен процесстер зональды немесе меридиональдыға бөлінеді, меридиональды
процесстердің түрлері анықталады, жиі индекстер болжам схемаларында предиктор ретінде
алынады, температураның адвекциясының көрсеткіші болып табылады жəне т.б.
Зональды циркуляцияның Россби индексі жарты шардың ірі секторлеріне немесе ендіктік
аймақтар үшін геострофикалық зональды жел жылдамдығының орташа мəні ретінде көрсетіледі.
Геострофикалық қатынас бойынша қысымның (геопотенциалдың) меридиональды градиентінің
функциясы сияқты есептелінеді. Синоптикалық процесстерді зональды (жоғары индекс) жəне
меридиональды (төменгі индекс) процесстерге бөлу үшін қолданылады. АҚШ-тың синоптиктері
ұзақтығы 3 – 4 аптаға созылатын Россби индексінің тербелістерін айқындаған, оның барысында
жоғары жəне төмен индекстерінің заңдылықты ауысуы байқалады (индекс циклдері). Осы
заңдылықтар ауа райын 5 жəне 30 тəулікке болжау əдістерін құрастыруға негіз болды.
12. Россби индексіндегі төрт негізгі кезеңдерге сипаттама.
Россби ұзақтығы 3-6 аптаға дейін болатын индекстің өзгеруінің циклін анықталады және осы циклдің ішінде 4 негізгі кезеңге бөлінген: 1. Жоғарғы индекс жер беті және орта тропосферада күшті батыс ағындарымен сипатталады. Белсенді циклондық құрылым тек қана полярлы ендіктерде байқалады. Меридианальды термикалық қысым мәндері мах жетеді. Ендік аралығында алмасу әлсірейді. 2. Индекстің төмендеуінің басталуымен байланысты. Ол батыс желдердің жылдамдықтарының азаюымен және олардың төменгі ендіктерде таралуымен тропосферадағы толқындардың ұзындығының азаюымен жоғарғы ендіктерде континентальді антициклондар пайда болады. Қоңыржай ендіктерде циклондық құрылымының күшеюімен сипатталады. 3. Индекстің төмен мәндерімен байланысты меридиональді қысым және термикалық айыр.ң әлсіреуімен терең жырамен жылы жотаның дамуымен шектелу процестің болуымен сип.ы. Антициклондар жотадан ал циклондпр жырадан бөлінеді. 4. Теңіз деңгейінен индекстің жоғ. Б.т. Ол жер бетінде және орта тропросферада батыс желдердің күшеюімен төменгі ендікті циклонның толуымен және жоғарғы ендікті антициклон жоғарғы субторпикалық аймақтармен қосылуымен сип.ы. Полярлы аймақтарда ауа жайлап салқындауы және төменгі ендіктерде орналасуы температураның градиентінің экватордан полюске қарай бағыттың қалыптасуына әкеледі.
13. А.Л. Кац айналымының индексі. А.Л.Кацтыϟ атмосфералыϗ циркуляцияныϟ
индексі ретінде белгілі ауданда бірлік ϗабатта уаϗыт бірлігінде зональды немесе меридиональды
баϏытта тасымалданатын ауаныϟ м/лшерін ϗолдануды ϭсынды.
Циркуляцияныϟ индексі ретінде ϗысым градиенттерініϟ /з мәндерін алуϏа болады. Ауа
райыныϟ жер карталары және абсолюттік карталары бойынша зональды JЗ жəне меридиональды
JM циркуляцияның индекстерін (қысым градиенттерін) есептеу үшін жұмыс формулалары келесі:
мұнда в – изобар немесе изогипс жϫргізілетін шама; n – j1 және j2 ендіктер арасында изобар
(изогипстердіϟ) меридиан кесінділерімен ϗиылыс саны; i – меридиан саны; m – меридиан
арасында изобар немесе изогипстердіϟ параллель кесінділерімен ϗиылысу саны; j – параллель
саны; 1/cos j - тϭраϗты к/бейткіш, ол т/мен ендіктерден жоϏарϏы ендіктерге ауысϗан кезде
ендіктіϟ параллельдіϟ кесіндісініϟ ϭзындыϏыныϟ /згеруін ескереді.
Индекстің өлшем бірлігі – гектопаскаль (гПа/град.экв.) немесе геопотенциальды декаметр
экватордың бір градусына (гп.дам/град.экв.).
А. Л. Кац индексі – циркуляцияның қарқындылығын сипаттау үшін универсальды индекс
болып саналады. Оңтүстіктен солтүстікке қарай жəне солтүстіктен оңтүстікке қарай
тасымалдануды бөлек санауға болады, немесе жиынтық меридиональды ауа алмасуды есептеуге
болады. Зональды индексті де сөйтіп санауға болады. Индекстің əртүрлі қиюласулары ұсынылған,
оның ішінде процесстерді зональды жəне меридиональды түрлеріне бөлетін жалпы индекс:
J’ = JЗ / JМ. Индекстің осы жүйесі көптеген зерттеулерде жəне ұзақ мерзімді болжаулардың
тəжірбиесінде кең қолдануда.
14. А.Л. Кац бойынша атмосфералық макропроцесстерді жіктеме негізгі формалардың сипаттамасы. Негізгі меридиональді 4 формасы бар. Ал зональді 1 формасы бар, ол форманың сипаты Вангенгейм классификациясындай болады. Мериодиональді формалар:
Батыс-биік жота және антициклон Ұлыбританияда немесе Еуропаның батысында орналасады. Одан шығысқа қарай терең жыра байқалады. Оның осі РЕТ-ның шығыс аудандарынан және бат Сібір мен Қазақстаннан өтеді. Циркуляцияның осы формасы болғанда РЕТ-сы бат Сібір және Қаз-да аномалды темп-р байқ. Осы аудандарда қатты қыстар болады.
Орталық- батыс формасына тән биіктік жота шығ қарай жылжиды, Еур-ң шығ және РЕТ-да орналасады. Биіктік жотаның осі суық кезеңде Бухарест, Минск, Мурманск бағытында, жылы кезеңде Харьков, Мәскеу,Архангельск бағытында орналасады. Цирк-ң осы формасы болғанда температураның теріс таңбалы аномалиялары орталық Қаз-да байқалады. РЕТ ыстық жаз болады.
Шығыс-биік жота шығысқа қарай жылжиды, суық мезгілде оның осі Тблиси, Самара, ал жылы мезгілде Атырау бағытында жылжиды. Жылдың суық мезгілінде температураның теріс таңбалы аномалиялары Шығ Қаз мен шығ Сібірде байқалады. Ошақтағы мәндері -7 дейін жетеді. РЕТ-да Украина мен Кавказда оң таңбалы аномалия байқ. Ал жылы мезгілде темп-ң оң таңбалы аномалиясы РЕт-да, Бат. Сібірде, Қаз-да байқ.
Аралас-екі биік жотамен сипатталады. 1. Атлантикада; 2. Бат Сібір мен Қазақстанда.
РЕТ-мен Еур-да терең жыра пайда болады. Онда оның суық мезгілінде ең төмен температуралар Шығ сібірде байқ. РЕТ-да, Бат Сібір мен Қаз-ң көп аймақтарыеда жылы ауа массасының әсерінен мәні +2 дейін жетеді. Оң таңбалы аномалиялар байқалады жылы мезгілде нормадан 4,5С-дан жоғары темп-р бат Сібір мен Қаз байқ. РЕТ-да осы кезеңде теріс таңбалы аномалдар байқалады.
15. Тропосферадағы батыс ағыны. Циркумполярлы құйын. Жалпы циркуляцияның ірі масштабты құрылымды бөлігі болып циркумполярлы құйын болып табылады. Циклондық циркумролярлы құйын қалыптасуы, полюс аумағында планетарлық суық ошағының шектелуімен, ал тропикалық аудандарда жылу ошағының қалыптасуымен байланысты. Циркумполярлы қозғалыс және оның көрінісі батыс ағыны тропосфералық циркуляцияның тұрақты және тән ерекше болады. Қыста тропикалық емес ендіктерде ауа массасының циклондық сипаты 850гПа деңгейінен 10 гПа деңгейіне дейін басым болады. Жазда солтүстік жарты шарда циклондық циркумполярлы құйын әлсірейді және 850гПа 100гПа деңгейіне дейін сақталады. 50-30 гПа деңгейлерінде төменгі стратосферада көктемде антициклондық құйын қалыптасады. Циклондық циркумполырлы құйынның антициклондық циркум полярлы құйынға ауысуы негізінен полярлық түннің бітуі кезінде басталатын азон қабатының жылуымен байланысты. Изобарлық беттіктің тез жоғарлауы және полярлық стратосферада жылудың планетарлық ошағының пайда болуы наурыз мамыр кезеңінде болады. Антициклондық стратосфералық циркумполярлы құйын алып жатқан аумағы және оның қарқындылығы шілде айында мах жетеді. Стратосфералық циркуляцияның күзгі қайта құрылуы көктемгіге қарағанда тез өтеді. Циклондық страт/қ ц.п.қ. желтоқсан айында ең көп тұрақтылығымен ең көп.
Стратосферада батыс циркуляция қыс бойы жарты шардың Атлантиканың Еуропалық секторында басым болады. Шығыс Азия, Тынық мұхит, Солтүстік Америка үстінде зоналды страсофрералық циркуляция желтоқсан айында ғана қалыптасады. Осы секторларды қаңтар мен ақпан айларында меридиональді процестер дамиды. Тынық мұхит аудандарында солтүстік жарты шарда циркуляцияның негізгі ерекшелігі болып қысқы стратосфералық тосқауыл антициклонының қалыптасуы болады. Екі жарты шарда циркумполярлы қозғалыс құман тәрізді болады. С.ж.ш. тропосферада циркумполярлы құйын алып жатқан аймақ биіктік бойынша 300-200 гпа деңгейіне дейін өседі және тұрақты болады. Одан 10гПа деңгейіне дейін ц.п.қ. кеңістік бойынша азаяды. Осындай ерекшеліктер оңтүстік жарты шарда шілде айында болады.
Ұзақ мерзімді болжау үшін стратосфералық циркуляцияның көктемгі және күзгі қайта құрылу уақыттары қыстың 2-ші жартысындағы полюс аймағында стратосфералық жылудың құбылыстары. Циклондық және антициклондық ц.п.қ. қарқындылығының ауытқулары және географиялық орналасуының өзгерістері үлкен мағынаны береді.
Осы құбылыстың тропосфера циркуляциясының ерешеліктеріне және с.ж.ш-мен әртүрлі аудандарда макро ауа райының аномалияларында қалыптасуымен синхронды және ассинронды байланыстары анықталады.
Азон қабатының көктемгі қайта құрылуы ц.п.қ. қайта құрылуының алдында болады. Бұл факт болжау қатынасында өте маңызды. Стратосфералық ц.п.қ. және азон қабатының көктемгі және күзгі қайта құрылу уақыттары әржылда әртүрлі болады. Олардың күзгі қайта құрылуы уақыт бойынша аз өзгереді. Макросиноптикалық талдау көрсеткендегі көктемгі қайта құрылу оңтүстік, әдетте тынық мұхит аударынан стратосфералық ядро полясқа қарай жылжуымен байланысты. Ұзақ мерзімді болжау мақсатында қысым жүйесінің географиялық орналасуларын, олардың қайталанушылығының қай жерде жоғ. Болатынын және ПЖФА ерекшеліктерін бәлу маңызды. Тропикалық және полярлы облыстар арасындағы температуралық айырмашылық зоналды циркуляциялық қалыптасуының негізгі себебі болыр табылады. Бірақ температуралық градиентер ендік және бойлық бойынша бірдей таралмайтынын ескеру керек. Тропосфера мен стратосферада әрқашан потенциалды және кинетикалық энергияның негізгі қорлары және белсенді циклондық құрылымдар байланысты болатын ЖФА-р пайда болады.