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

Рис. 62. Карта АТ2 за апрель 1964 г.

уже перестроилась и определялась антициклоном над Арктикой, кольцом низкого давления в умеренных широтах и кольцом повы­ шенного давления в тропической зоне. Центр зимнего циклона 25 марта 1964 г. находился южнее Омска и продолжал запол­ няться.

Однако ложбина, сохранявшаяся над Северной Америкой, на­ чала углубляться в начале апреля, и циклоническая циркуляция в верхней стратосфере распространилась на 1—2 недели на боль­ шую площадь в западной части северного полушария (от Мекси­ канского залива до Северной Канады). Трудно провести однознач­ ный анализ среднего синоптического положения в апреле по край­ не редкой сети в условиях очень малых барических градиентов. Судя по апрельской карте (рис. 62), задержка в развитии антицик­ лонической циркуляции сильно отразилась на среднем термобари­ ческом поле и положение в апреле мало отличалось от положения во второй половине марта.

В течение мая периферийные циклонические области заполня­ лись и, начиная с более высоких уровней, над всем полушарием установился циркумполярный антициклон. К 20 мая такая цирку­ ляция уже почти установилась над северным полушарием на по­ верхности 2 мб, в то время как на поверхности 5 мб и ниже еще имелись периферийные депрессии в субтропиках.

развития антициклона над Канадой и перемещения его в Централь­ ную Арктику перестройка в 1965 г. выразилась в перемещении к полюсу антициклона, образовавшегося над Азиатским конти­ нентом.

Под воздействием радиационного нагревания слоя озона в фев­ рале и марте 1965 г. происходило общее уменьшение горизонталь­ ных барических и температурных градиентов, а также скорости ветра. Одновременно развивались крупномасштабные процессы, определяющие перераспределение и переходы энергии, предше­ ствующие перестройке зимней циркуляции на летний тип. В марте отмечался вынос тепла по периферии полярного циклона через Атлантический океан на Европу. Происходивший одновременно ан­ тициклогенез в субтропической части Атлантического океана обеспе­ чивал появление северной слагающей потока. Эта адвекция тепла способствовала усилению антициклона над территорией СССР.

К концу марта весенняя перестройка была близка к заверше­ нию, но основной центр полярного циклона над Северной Канадой стал перемещаться через Гренландию и далее приблизительно на Шпицберген, так что зимняя циркуляция в Центральной Арктике восстановилась на короткий период (около недели в течение вто­ рой декады апреля). Поскольку в системе циклона преобладала адвекция теплого воздуха, вихрь заполнялся и антициклоническая циркуляция быстро восстановилась в районе полюса. Окончательно весенняя перестройка осуществилась в верхней стратосфере около 20 апреля 1965 г.

Приближенное представление об осредненных полях геопотен­ циальных высот AT?, температуре и ветре может дать карта за апрель 1965 г. (рис. 63). В Центральной Арктике преобладает ан­ тициклоническая циркуляция, в то время как в умеренной зоне рас­ полагается пояс низкого давления с несколькими циклоническими центрами. Этот пояс прерывается над Азиатской территорией

СССР, где находится перемычка высокого давления, связанная с антициклоном над Арктикой.

По мере дальнейшего радиационного прогрева в течение мая восточная циркуляция распространялась к югу, а остаточные деп­ рессии ликвидировались. В апреле—мае 1965 г. движение одной из депрессий прослеживалось над Тихим океаном до Северного тропика благодаря ракетным и радиозондовым наблюдениям на судне «Ю. М. Шокальский». В течение месяца ось ложбины опу­ стилась к югу примерно на 35°, т. е. средняя скорость смещения была близка к 100—120 км в сутки. Однако заполнение некото­ рых депрессий может задерживаться их регенерацией. Поэтому регенерирующие циклонические образования в полосе низкого дав­ ления могут довольно долго сохраняться в средних широтах и перемещаться по преобладающему потоку на запад. Другая осо­ бенность, которая выясняется из анализа отдельных синоптиче­ ских положений и средних карт, состоит в том, что остатки зимних

циклонических возмущений сохраняются дольше на низких стра­ тосферных уровнях, в то время как на больших высотах скорее устанавливается невозмущенный восточный перенос.

В феврале 1966 г. в стратосфере осуществлялось интенсивное потепление и перестройка над значительной частью полушария, но эти процессы не были окончательным переходом к летним усло­ виям циркуляции (см. рис. 60). К началу марта положение изме­ нилось мало, евразиатскую часть Арктики занимал антициклон,

Рис. 63. Карта АТ2 за апрель 1965 г.

в то время как над Северной Канадой находился циклон со зна­ чительной температурной асимметрией. Области холода, распола­ гавшиеся севернее Аляски, на карте A T 2 очерчивались изотермами —45, —50° С, тогда как над северо-восточными районами США от­ мечались температуры около —10° С. Последовало развитие цик­ лона, который занял положение у полюса и определял циркуляцию полушария. Алеутский антициклон отсутствовал, и ложбина над Северной Америкой была плохо выражена.

Весенняя перестройка в 1966 г. началась в первых числах ап­ реля, когда адвекция тепла с Атлантического океана способство­ вала развитию области высокого давления над Евразией и анти­ циклон стал смещаться в Арктику. К середине апреля антициклон установился над Центральной Арктикой, а остаточные циклониче-

ские образования начали оттесняться к югу и одновременно пере­ мещаться к западу с преобладающими восточными потоками.

Выше упоминалось о развитии алеутского антициклона в фев­ рале 1967 г. В начале марта антициклон смещался в тропики, в то время как теплый воздух переносился к северу [416]. Возможно, что наибольшее значение в распределении областей тепла и холода следует придать радиационным факторам (рис. 64а и 646). Во всяком случае, на картах АТ5 и АТ2 за 29 марта 1967 г. видно, что

Рис. 64а. Карта АТ5 за 29 марта 1967 г.

области тепла располагались преимущественно в Арктике, а об­ ласти холода — в средних широтах.

Обращение градиента температуры не сразу приводит к пере­ стройке барического поля и поля ветра. Поэтому в марте и начале апреля преобладала циклоническая циркуляция и западный пе­ ренос. Однако в конце марта 1967 г. имело место развитие бари­ ческого гребня над Восточной Азией и связанное с ним смещение центра полярного циклона на Гренландию.

В дальнейшем происходило развитие антициклона в районе Алеутских островов и распространение его на север. Полярный циклон смещался к юго-востоку, и к середине апреля основной его центр находился над севером Евразии, в то время как антициклон располагался над Канадой (рис. 65а и 656).

В середине мая 1967 г. западный поток не обнаруживался больше на картах поверхности 0,4 мб, а в конце месяца в верхней стратосфере восточный поток преобладал над большей частью по­ лушария.

Мы рассмотрели здесь синоптические процессы, происходившие при весенних перестройках, на материалах четырех лет. Только в одном случае (в 1964 г.) весенняя перестройка проявилась в дви-

Рис. 646. Карта АТ2 за 29 марта 1967 г.

жении алеутского антициклона через Северную Канаду. Две ве­ сенние перестройки (1965 и 1966 гг.) происходили под воздействием антициклона, сформировавшегося над Азией, т. е. по типу, кото­ рый наиболее редко наблюдался в предыдущие годы. В 1967 г. гре­ бень антициклона начал развиваться над Азией и затем, усилив­ шись над районом Алеутских островов, определил характер пере­ стройки. Этот случай надо отнести к переходному типу.

В табл. 23 приведены даты появления первого антициклона над Северным полюсом. По-видимому, имеет место некоторое упрежде­ ние перестройки в нижней мезосфере по сравнению со страто­ сферными уровнями. Как будет показано ниже, по данным наблю­ дений ветра в Антарктике это упреждение в верхней мезосфере значительно увеличивается. В 1964 г. антициклон над полюсом

установился в наиболее ранние сроки, но, как говорилось выше, осуществилось кратковременное возвращение циклонической цир­ куляции. Окончательно антициклоническая циркуляция над Цент­ ральной Арктикой установилась практически одновременно на всех уровнях в начале мая 1964 г. В 1967 г. после появления пер­ вого антициклона над полюсом в конце апреля также отмечалось

Рис. 65а. Карта АТ5 за 15 апреля 1967 г.

восстановление циклонической циркуляции и окончательно анти­ циклон установился в середине мая этого года.

ская и Г. В. Летников привели в своей работе [172] даты заполне­ ния последнего циклона в стратосфере северного полушария на изобарических поверхностях 30 и 10 мб; в табл. 24 мы распрост­ ранили эти сведения до поверхности 0,4 мб.

Судя по табл. 24, можно отметить, что: 1) даты полного исчез­ новения остаточных явлений зимней циркуляции очень мало разли­ чаются в верхней стратосфере и нижней мезосфере в отдельные годы, в то время как в средней стратосфере они могут различаться почти на месяц; 2) ликвидация остатков зимней циркуляции

осуществляется сначала на более высоких уровнях и затем проис­ ходит на низких уровнях. Разность сроков заполнения на АТ 3 0 и АТ0 ,4 в отдельные годы колеблется от 41 до 11 дней.

Рис. 656. Карта АТ2 за 15 апреля 1967 г.

Отмеченные особенности, по-видимому, свидетельствуют о том, что в средней стратосфере при установлении летней циркуляции больше сказываются циркуляционные факторы, особенности круп­ номасштабных процессов, чем в верхней стратосфере и нижней ме­ зосфере, где больше роль радиационных факторов.

Таблица 23

Даты появления первого антициклона над Северным полюсом на изобарических поверхностях от 30 до 0,4 мб

Таблица 25

Максимальные величины геопотенциальной высоты Н и температуры воздуха Т в центре летнего стратосферного антициклона для поверхностей 0,4, 2 и 5 мб

Радиационное охлаждение стратосферы начинается с середины

дение становится заметным примерно с середины июля, когда цир­ кумполярный антициклон продолжает усиливаться. Летний анти­ циклон неизменно достигает максимального развития в течение первых двух декад июля в средней стратосфере, на поверхностях 30 и 10 мб. Например, в 1967 г. на поверхности 30 мб от июня к июлю отмечался слабый рост давления над всем полушарием. Центр области роста находился над востоком территории СССР. В то же время слабое охлаждение уже было заметно над поляр­ ным районом, о чем свидетельствовало сравнение средних июнь­ ских и июльских карт.

От июня к июлю геопотенциальные высоты поверхности 5 мб увеличиваются. В отличие от нижней стратосферы, в верхней стра­ тосфере в июле температура еще повышается, что приводит к мак­ симальному развитию антициклона в июле.

По ежедневной серии карт поверхности 5 мб за 1966 г. [250] в конце июля в условиях начавшегося охлаждения в Арктике отме­ чалось некоторое усиление антициклона до максимального значения геопотенциала в центре 3752 дам при сдвиге центра в азиатский сектор Арктики.

форму, хотя антициклон по-прежнему занимает Центральную Арк­ тику. Охлаждение от июля к августу на поверхности 10 мб в районе

2 и 0,4 мб, разрушение антициклона происходит в основном,в вы­ соких широтах, в то время как в низких широтах геопотенциаль-