Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Гайгеров С.С. Исследование синоптических процессов в высоких слоях атмосферы

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

17.52 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 2611 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Таблица 20

Значения тейМЬратуры (в числителе, °С) и высоты (в знаменателе, гп. м) изобарических поверхностей вдоль широтных кругов, снятые со средних январских карт АТ5 , АТ2 и АТ0 ,4

Изобари						Восточная долгота (°)
ческая
поверхность				60		100	120		160	180
(Мб)	0	20	40	60	8Э	100	120	140	160	180

					45° с. ш.
—25	—26	—25	—27	—27	—25	—23	—22	—22	—23
53,440	53,440	53,400	53,280	53,120	53,280	53,660	54,240	54,400	54,400
—23	—20	—19	—18	—20	—22	—18	—12	—13	—21
41,860	41,920	41,920	41,900	41,840	41,900	42,200	42,720	42,620	42,240
—36	—36	—36	—38	—41	—44	—43	—36	—28	—32
35,290	35,840	35,460	35,320	35,300	35,440	35,740	35,940	36,140	36,080
					75° с. ш.
—27	—27	—26	—26	—27	—27	—27	—26	—25	—25
51,040	51,040	51,040	51,040	51,560	51,880	52,080	52,260	52,320	52,320
—48	—46	—46	—44	—42	—39	—36	—31	—30	—32
40,140	40,160	40,180	40,220	40,240	40,600	41,000	41,400	41,620	41,600
—53	—52	—52	—52	—52	—52	—52	—52	—50	—48
33,800	33,800	33,680	33,700	33,900	34,200	34,520	34,720	34,880	35,020

Изобари				Западная долгота (°)
Изобари
ческая								Среднее	Амплитуда
поверхность								Среднее	Амплитуда
поверхность	16Э	140	120	100	80	60	40	20
( М б)	16Э	140	120	100	80	60	40	20

				45°	с. ш.
—25	—25	—24	—23	—20	—22	—23	—25	—23,9	7
54,140	53,640	53,440	53,380	53,280	53,320	53,400	53,440	53,590	1,280
—26	—28	—28	—28	—28	—26	—25	—25	—22,2	16
42,060	41,900	41,820	41,820	41,880	41,940	41,940	41,900	42,120	0,900
—39	—42	—41	—38	—36	—36	—36	—37	—37,5	16
35,840	35,340	35,040	35,080	35,140	35,700	35,200	35,420	35,520	1,100
				75°	с. ш.
—25	—24	—24	—24	—24	—25	—25	—25	—25,5	3
52,300	52,260	52,160	52,000	51,840	51,580	51,200	51,120	51,720	1,280
—37	—42	—43	—46	- 4 7	—49	—50	—50	—42,1	20
41,500	41,280	41,100	41,340	40,680	40,480	40,360	40,180	40,780	1,480
—48	—46	—44	—45	—47	—49	—51	—52	—49,8	9
34,920	34,720	34,420	34,200	34,060	34,000	33,960	33,840	34,240	1,340

Максимум температуры и геопотенциальной высоты для приве денных в табл. 20 широт обычно приходится на район алеутского антициклона или его гребня, а минимум — на европейскую лож бину (или периферию) полярного циклона. Максимум долготных изменений на поверхности 2 мб, по-видимому, связан с тем, что эта поверхность располагается в очень устойчивом слое под стра топаузой. Здесь происходят наиболее значительные изменения температуры при зимних стратосферных потеплениях, в частности, в связи с развивающимися нисходящими движениями. В области алеутского антициклона имеет место также максимум общего со держания озона [35, 284]. Зимние потепления в верхней атмосфере рассмотрены ниже в специальной главе.

3.ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ДАННЫЕ О ТЕРМОБАРИЧЕСКИХ

ИЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМАХ В БОЛЕЕ ВЫСОКИХ


			СЛОЯХ АТМОСФЕРЫ
В настоящее время можно привести						самые ориентировочные
соображения		о циркуляции			в верхней	мезосфере,	которые		были
опубликованы		нами в работе			[62]. Судя	по рис. 43а и 436,			поляр
ный циклон в январе простирается вплоть до нижней								термосферы.
Как видно на карте АТ0 д				(рис. 43а), построенной			по данным ра
кетного	зондирования,			циклоническая		циркуляция		охватывает
в январе	практически		все полушарие. Карта топографии изобари
ческой поверхности 0,001				мб	(рис. 436)	построена	главным		обра
зом по	результатам		измерений ветра			методом		радиолокации

метеорных следов [136]. При этом положение изогипс намечено с по мощью градиентной линейки, а соответствующие значения геопо

тенциальных высот	(и температур)	взяты по ракетным		данным
[97, 408]. Следует	отметить общее	ослабление	западного	ветра
в верхней мезосфере, что связано		с обращением	температурного
градиента, так как температура на уровнях выше			65 км растет по

направлению к полюсу. В целом зимой температуры вблизи мезопаузы выше, чем летом. Однако значения температуры на рис. 436 приведены по очень малому числу случаев и вообще довольно из менчивы в слое мезопаузы. Для построения рис. 436 использованы как хорошо статистически обеспеченные данные ионосферных и радиометеорных методов (от 600—700 случаев в Томске до 4000— 6000 в Обнинске), так и единичные данные ракетных наблюдений. Метеорные ветровые данные и значения ветра, полученные по


дрейфу ионосферных			неоднородностей		[303, 340], хорошо				согласу
ются	(по крайней мере			для января).	Создается			впечатление, что
ракетное		зондирование		обнаруживает		большие		скорости	ветра,
чем	радиометеорные		методы, возможно,			из-за	малого числа слу
чаев	(Волгоград — 4		случая, Уоллопс-Айленд — 9 случаев). Суще
ственно,		что данные,		использованные		для	составления		карты

АТо.ооь преимущественно относятся к одному периоду, так как на высотах 90—95 км зависимость от солнечного цикла довольна ощутима.

Судя по рис. 436, циклоническая циркуляция сокращается по сравнению с нижележащими уровнями за счет периферийных ан тициклонических образований, однако циркумполярный циклон в слое мезопаузы выражен достаточно четко. Ложбина над Евро пой, возможно, отражает асимметрию среднезимнего положения полярного вихря, отмеченную на всех нижележащих картах (5, 2, 0,4 и 0,1 мб). Таким образом, зимний циркумполярный вихрь яв

ляется стратомезосферным		циклоническим		образованием.
Летний режим	циркуляции		в средней	мезосфере (изобариче
ская поверхность	0,1 мб),	по	предварительным данным рис. 44,

характеризуется симметричным антициклоном. На периферии ан тициклона в тропиках можно отметить формирование мезосферных циклонических образований, которые, как надо полагать, уси ливаются и распространяются по площади с высотой. На высотах более 80 км в июле, по-видимому, имеет место обращение термо барического градиента и устанавливается преобладание циклони ческой циркуляции. Таким образом, летний циркумполярный ан тициклонический вихрь также является стратомезосферным бариче ским образованием.

Зимние антициклоны на периферии циркумполярного циклони ческого вихря ограничиваются изобарическими поверхностями 2 и 0,4 мб и оказываются в основном стратосферными барическими образованиями.

В дополнение к картам, рассмотренным выше, на рис. 45 пред ставлен вертикальный разрез зональных составляющих ветра ле

том и зимой.1 Часть разреза, ограниченная высотой		80 км, была
построена	по результатам машинной обработки ракетных		данных
о ветре по	1968 г. включительно; в слое 20—25 км	имеет	место

близкое согласие с соответствующими данными И. Г. Гутермана [73]. Часть разреза для высот более 80 км заимствована из работы Гровса [309]. Меридиональный разрез, естественно, не дает пол ного представления о распределении ветра даже в пределах полу шария, так как в нем не учтены долготные различия. Как было указано выше, такие различия оказываются значительными во внетропических широтах вследствие асимметрии полярного вихря.

На	рис. 45 обнаруживается пояс восточного	потока на	высоте
95	км. Выше ПО км выясняется преобладание	восточного	потока

в летнем полушарии, а также западного потока в широтной зоне 0—40° зимнего полушария, возможно, переходящего на восточный в более высоких широтах [309, 326, 328].

На основании материалов ракетного зондирования, данных на блюдений за метеорами и дрейфом ионосферных неоднородностей Р. Б. Белич и др. [17] построили схему зональной циркуляции до высоты 100 км для всех месяцев и широтных зон обоих полушарий. Затем зональная составляющая ветра в функции широты была разложена в ряд Фурье, коэффициенты которого представляли

1 При построении рис. 45, а также рис. 46 и 47 преимущественно использо ваны данные северного полушария за январь и июль.

аппроксимирующие формулы для каждого месяца. Были рассчи таны схемы циркуляции до высоты 200 км, которая представляла собой чередование четырех глобальных систем западных и восточ ных ветров: стратомезосферной до 70—100 км, мезотермосферной до 140 км и двух термосферных. В основные сезоны центры систем сохраняют относительную стабильность по высоте, а в переходные сезоны они перемещаются как по высоте, так и из одного полуша рия в другое. Сравнение с данными измерений ветра до высоты 150 км по облакам натрия в СССР (2] дало удовлетворительное согласие, если учитывать большие амплитуды суточного хода на этих высотах и другие соображения, приведенные выше [17, 42].

			Широта
Рис. 45.	Вертикальный разрез		зональных составляющих		скорости ветра.
До	высоты 80	км — по работе [300], выше 80		км — по	Гровсу [309].
Как	известно,	уравнение	термического	ветра	устанавливает

связь между зональными составляющими ветра и полем темпера туры [224, 142]. Так, в основу модели КОСПАР (CIRA 1965) до высоты 80 км были положены результаты наблюдений ветра, по скольку объем данных о ветре значительно преобладает над ин формацией о распределении температуры. Поэтому для получения

температурной модели		в уравнения термического ветра вида
д	I	и. \		_	g	д
dz	\	Т	)		2ш sin <р	ду	\ Т ) '
	д	(	v\		g	д	( 1	\
	дг	\	Т	J	2<й sin 9	дх	\ Т	)

вводились зональные составляющие ветра и. Находились

температурная кривая для широты ср при допущении известной температуры 7*0 на некоторой произвольной широте сро. При этом кривая для Т на соответствующей широте ср устанавливалась окончательно для каждого месяца с соответствующей коррекцией по имеющимся данным температурного ракетного зондирования. Таким образом по моделям зональных составляющих ветра для каждого месяца вычислялись температурные модели в слое 20— 80 км. Затем по уравнению состояния находились модели плотно сти [265]. В 1970 г. благодаря увеличению объема данных темпера-

Широта

Рис. 46. Вертикальный разрез меридиональных со ставляющих скорости ветра. До высоты 60 км — для диапазона 115±45° з. д., выше 60 км — по данным всех наблюдений без учета различий по долготе по Гровсу [309].

турных наблюдений подготовлены предложения для справочной атмосферы КОСПАР без использования приближения термиче

ского ветра		[310].					v летом
Распределение меридиональных				составляющих		ветра
и зимой	в	зависимости от	широты и		высоты представлено на
рис. 46 по данным Гровса [309].
Вследствие преобладания			зонального		распределения		темпера
туры в	стратосфере и мезосфере			меридиональные		составляющие

ветра оказываются много меньше зональных. Поэтому при ана лизе поля величин выделение случайных возмущений, связанных с ошибками наблюдений, представляет некоторые трудности. Тем не менее анализ крупномасштабных распределений меридиональ ных составляющих скорости ветра выявляет отдельные закономер ности. Ньюэлл, Уоллес и Мехони выделяют переходные вихри,

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 2611 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ