5.2. Колебания атмосферного давления

Атмосферное давление в любой точке земной поверхности и в любой точке атмосферы непрерывно изменяется. За сутки давление может измениться на 20–30 гПа, а за один час – на 5 гПа и более. Эти изменения называются колебанием атмосферного давления. При выполнении метеорологических наблюдений изменение атмосферного давления фиксируется через каждые три часа, что позволяет определить величину, называемую барической тенденцией.

Периодические изменения атмосферного давления имеют суточный ход. Максимальные значения давления наблюдаются дважды в сутки, в 9–10 и 21–22 ч. по местному времени, а минимумы наступают 3–4 и 15–16 ч. Амплитуда суточных колебаний в тропиках достигает 3–4 гПа, но на широте порядка 60º суточные колебания давления затухают.

Причинами формирования суточного хода атмосферного давления служат:

суточный ход температуры воздуха;

собственные упругие колебания атмосферы, возбуждаемые суточными колебаниями температуры воздуха;

приливная волна в атмосфере, усиленная резонансом с ее собственными колебаниями.

В атмосфере постоянно возникают, эволюционируют и перемещаются такие барические системы, как циклоны и антициклоны. Как следствие циклонической деятельности возникают непериодические колебания давления, которые принято характеризовать междусуточной изменчивостью атмосферного давления, так же, как это делается по отношению к изменчивости температуры воздуха. Эта величина вычисляется среднее многолетнее изменение давления на какой-либо определенный срок, например на утро или на вечер.

Междусуточная изменчивость атмосферного давления в умеренных широтах охватывает всю тропосферу и даже стратосферу.

Изменения давления в течение месяца или года зависят от степени активности циклонической деятельности. Амплитуда колебаний давления увеличивается с широтой местности. В Санкт-Петербурге амплитуда колебаний давления за год достигает 78 гПа, а в Джакарте (у экватора), только 12 гПа.

В годовом цикле в умеренных широтах над океанами преобладают циклоны, которые зимой глубже, чем летом. Над материками зимой преобладают сильные антициклоны, а летом области пониженного давления.

Среднее значение атмосферного давления за один и тот же месяц в разные годы различны и могут существенно отличаться от климатической нормы, т.е. средней многолетней величины. Эти отклонения называются месячными аномалиями давления. Эти аномалии над океанами больше, чем над материками и убывают по мере удаления вглубь материка. Этот фактор дает основание считать, что над материками имеет место более стабильный режим атмосферного давления. Годовые аномалии давления также имеют место, но они значительно меньше, чем месячные.

5.3. Ветер и его характеристики

Характеристиками ветра является его скорость и направление. Скорость ветра может измеряться в м/с, км/ч (в авиации), в узлах и по шкале Бофорта. У земной поверхности скорость ветра обычно не превышает 12–15 м/с. В ураганах она может превышать 30 м/с, достигая в порывах 60 м/с. В тропических ураганах скорость ветра достигает 65 м/с, увеличиваясь до 100 м/с в порывах.

Направление ветра определяется страной света, откуда дует ветер. Точка горизонта, откуда дует ветер, в авиации определяется азимутом, а в метеорологии для этой цели используется 8 основных румбов и 8 промежуточных.

С	N	В	E	Ю	S	З	W
ССВ	NNE	ВЮВ	ESE	ЮЮЗ	SSW	ЗСЗ	WNW
СВ	NE	ЮВ	SE	ЮЗ	SW	СЗ	NW
ВСВ	ENE	ЮЮВ	SSE	ЗЮЗ	WSW	ССЗ	NNW

Латинские буквы принято произносить: N – норд, E – ост, S – зюйд, W – вест.

Направление ветра обычно определяется флюгером, как правило, соединенного с доской Вильда, по которой определяется сила ветра. Другим прибором, определяющим скорость и направление ветра является анеморумбометр.

Для целей климатологии строятся диаграммы повторяемости ветров различных направлений, такая диаграмма называется розой ветров.

Ветер может быть изображен стрелкой, длина которой характеризует его скорость. Векторное поле ветра изображается при помощи линий тока. Линии тока проводят более плотно там, где скорость ветра больше. Линии тока могут сходиться или расходиться в одной точке или линии. Сходимость линий тока приводит к восходящему движению стекающегося воздуха, а расхождение этих линий вызывает нисходящее движение растекающегося воздуха.

Ветер быстро изменяется по скорости и направлению, поскольку турбулентность воздушного потока вызывает его пульсацию. При резко выраженной пульсации ветер называется порывистым, а при особо сильных порывах шквальным. Порывистость ветра возрастает вместе с возрастанием его турбулентности, поэтому она сильнее выражена на суше, особенно в районах со сложным рельефом.

При встрече с препятствием ветер обтекает его с боков или переваливает его сверху. Перетекание сверху происходит тем легче, чем менее устойчива стратификация атмосферы. При попадании ветра в суживающееся пространство его скорость возрастает в обратно пропорциональной зависимости от площади поперечного сечения этого пространства.