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

наиболее высоких уровнях и в полярных районах. В то же время осенняя перестройка (разрушение антициклона и образование цик­ лонических ячеек) начинается с низких стратосферных уровней, где летний антициклон выражен слабее и где больше сказывается циклоническая активность в тропосфере [250, 180, 170, 171].

Начало перестройки проявляется в верхней стратосфере и ниж­ ней мезосфере в том, что изогипсы антициклона, совпадающие с кругами широты, утрачивают концентрическую форму. Дефор-

мация изогипс в верхней стратосфере прослеживается первона­ чально на поверхности 5 мб еще в конце июля, обнаруживаясь по­ следовательно на более высоких уровнях (2 и 0,4 мб) в течение ав­ густа. Деформация изогипс сопровождается возмущением в поле ветра, формированием хорошо выраженных ложбин и циклониче­ ских образований. Циклонические вихри образуются в области разрушающегося летнего антициклона на фоне малых барических градиентов и при слабых ветрах. Отмечается, что ложбины и вихри образуются преимущественно над северными частями Тихого и Ат­ лантического океанов, где имеет место повышенная циклоническая активность и образуются квазистационарные тропосферные депрес­ сии. Поскольку в стратосфере наблюдается размытое барическое поле, мощные тропосферные депрессии могут оказать влияние на

возникновение начальных форм стратосферных циклонических об­ разований [181, 171]. В. Е. Седовым рассмотрен пример осенней перестройки термобарического поля в верхней стратосфере север­ ного полушария, и мы приводим на рис. 66 один из примеров раз­ вития таких ложбин и циклонических образований в конце августа [189]. Расщепление летнего антициклона на два центра является довольно характерным этапом перехода от летней формы циркуля­ ции к зимней.

8. ОСЕННИЕ КРУПНОМАСШТАБНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ВЕРХНЕЙ

СТРАТОСФЕРЕ И НИЖНЕЙ МЕЗОСФЕРЕ

В начале осени вместе с понижением температуры и уменьше­ нием высот изобарических поверхностей, обусловленными радиа­ ционным охлаждением, происходит объединение мелких и размы­ тых областей пониженного давления, а также областей холода. Формирование единого циклонического центра и единой области холода над Арктикой отмечается в основном в начале или сере­ дине сентября (табл. 27).

Как видно из табл. 27, не обнаруживается значительный разб­ рос в сроках формирования полярного циклона, что объясняется, по-видимому, ограниченностью слоя атмосферы, для которого со­ ставлена табл. 27.

Таблица 27

Даты формирования единого циклонического центра осенью над Арктикой, величины геопотенциала Н и широта <р его местоположения на уровнях 5,

2 и 0,4 мб

Как будет показано ниже, по данным о зональной составляющей скорости ветра в Антарктике различия в сроках осенней пере­ стройки на разных высотах в слое 20—80 км довольно велики.

Выше указывалось, что температура и высоты изобарических поверхностей в низких широтах меняются мало. Поэтому по мере развития циклона в Арктике южнее формируется пояс высокого давления, представляющий остатки летнего антициклона.

показывают намечающееся развитие ложбин циркумполярного циклона (в первую очередь над Северной Америкой), а также об­ ластей повышенного давления (например, над Восточной Азией).

Первоначально возникающие ложбины (см. рис. 66) дают на­ чало самостоятельным циклоническим вихрям (рис. 67), которые в сентябре, углубляясь, смещаются в северном направлении со средней скоростью около 150 км/сут [189]. В результате этого дви-

Рис. 67. Карта АТ2 за 8 сентября 1965 г.

Усл. обозначения см. рис. 66.

жения и продолжающегося радиационного выхолаживания, кото­ рое, как уже указывалось, в Арктике значительно больше, чем в умеренных широтах, происходит объединение отдельных цикло­

этапе перестройки, наступающем приблизительно в середине сен­ тября.

В дальнейшем в связи с продолжающимся радиационным выхо­ лаживанием происходит углубление циклона и расширение его по площади. Расширение периферии циклона в южном направлении по оценке В. Е. Седова происходит со средней скоростью около 150—200 км/сут. В результате этого процесса субтропический пояс высокого давления разрушается, и к октябрю в верхней страто­ сфере циклоническая циркуляция охватывает все полушарие [189].

Рис. 68. Карта АТ2 за сентябрь 1965 г.

В целом осенняя перестройка происходит достаточно регулярно и представляет собой крупномасштабный процесс, обусловленный в основном различной степенью радиационного выхолаживания стратосферы и нижней мезосферы в разных широтах.

В Ы В О Д Ы

Одной из основных форм синоптического представления дан­ ных ракетного зондирования для анализа крупномасштабных про­ цессов в стратосфере и нижней мезосфере являются карты верх­ них уровней.

За основу приняты карты барической топографии. Составля­

с учетом индивидуальных или стандартных поправок, обеспечи­ вающих достаточную сравнительную точность данных, наносимых на карту.

Наиболее перспективным является совместный анализ информа­ ции, получаемой с помощью спутников и ракет. Спутниковые дан­ ные об уходящей радиации в инфракрасной области спектра

обеспечивают глобальную освещенность, в то время как ракетные наблюдения ветра и температуры служат основой для их исполь­ зования в синоптическом анализе.

Процессы синоптического масштаба в стратосфере и нижней мезосфере обнаруживают ярко выраженную сезонность.

В результате анализа крупномасштабных процессов в верхней стратосфере и нижней мезосфере за четыре последовательные зимы (1963-64—1966-67 гг.) выясняются большие различия процессов в высоких и умеренных широтах в отдельные годы. Основные из них — холодные зимы без сильных потеплений и перестроек и теп­ лые зимы с сильными потеплениями и перестройкой.

Характер зимних перестроек в указанные годы подтвердил, что в процессах планетарного масштаба большую роль играет алеут­ ский стратосферный антициклон. Наряду с этим выясняется су­ щественная роль развития антициклона над востоком территории

СССР.

Весенние процессы при их общей радиационной обусловленно­ сти иллюстрируют по данным за 1964—1967 гг. важное значение циркуляционных факторов. Эти факторы в большей степени сказы­ ваются в средней стратосфере, где сроки установления восточной циркуляции в отдельные годы могут отличаться на месяц.

Для летних крупномасштабных процессов характерна стабиль­ ность и регулярность. Разрушение летнего режима циркуляции на­ чинается с ослабления и деформации циркумполярного антицик­ лона, а также с образования циклонических ячеек, появляющихся сперва в средней (и нижней) стратосфере.

Осенние перестройки происходят достаточно регулярно и пред­ ставляют собой крупномасштабный процесс, обусловленный в ос­ новном различным влиянием радиационного выхолаживания в стратосфере в разных широтных зонах.

лее сильных и интересных нарушений термического режима и цир­ куляции, характерных для средних зимних условий. В литературе имеются анализы этого случая [62, 126, 335, 378, 134], и они здесь учитываются.

на исследовательском судне «Ю. М. Шокальский» [58] выяснено положение алеутского антициклона и связанной с ним обширной ложбины над Тихим океаном. Как видно на карте АТ5, эта лож­ бина практически пересекает океан.

Обращает на себя внимание очень южное положение этой пла­ нетарной ложбины на карте АТ5 и особенно на карте АТ2 . Лож­ бина проникла далеко в тропики, вплоть до 10° с. ш. и даже юж­ нее. Адвективные и, возможно, динамические процессы на атланти­ ческой периферии этой ложбины привели к формированию обшир­ ной области тепла и усилению атлантического антициклона. На картах за 26 января 1966 г. (рис. 70а и 706) отчетливо видно, что атлантический антициклон продвинулся к востоку, а область тепла распространилась на Средиземное море и Южную Европу. В за­

На картах изобарической поверхности 5 мб видно, что области тепла над Центральной Европой и Дальним Востоком сливались; затем из них образовалась обширная область тепла над континен­ том Евразии с центром над востоком Балтийского моря. Атланти­ ческий антициклон и антициклон над Охотским морем (по суще­ ству, алеутский антициклон) объединились в период с 2 по 4 фев­ раля, образовав мощную область высокого давления, занимавшую большую часть Азии.

На картах изобарической поверхности 2 мб можно видеть, что европейская область тепла получила в тот же период более север­ ную траекторию по сравнению с картами АТ5 и объединение с об­ ластью теплого воздуха над северо-западной частью Тихого океана не произошло. Однако область тепла над Европой и прилегающими районами Арктики развивалась очень интенсивно. Как видно на

лась область высокого давления над Евразией, а полярный циклон сместился на Гренландию и Северную Америку (см. рис. 71а и 716).

Рис. 69а. Карта ATS за 16 января 1966 г.

Д— данные ракетного зонди­ рования в предшествующий или последующий день. Остальные усл. обозначения см. рис. 41а.