7.8. Географічний розподіл атмосферного тиску на рівні моря

За середніми багаторічними значеннями тиску на рівні моря за окремі місяці, або сезони визначається розподіл тиску на земній кулі. Представляють розподіл тиску за допомогою географічних карт з нанесеними на них ізобарами. Охарактеризуємо розподіл атмосферного тиску в зимовий та літній сезони.

Січень. В приземному полі атмосферного тиску наявні смуги зниженого тиску вздовж екватора. Область із найбільш низьким тиском розміщується над нагрітими частинами материків ( Африка, Південна Америка, Австралія), над Індонезією, тобто в Південній півкулі, приблизно на 15°пд. ш., де в цей час літо.

На широтах 30–35° обох півкуль формуються зони підвищеного тиску – це субтропічні баричні максимуми із середнім тиском 1 020 гПа (антициклони). У Північній півкулі – це Азорський (Азорські острови в субтропіках Атлантичного океану) і Гавайський, або Гонолульський (Гавайські острови, субтропіки Тихого океану). У Південній півкулі – це південноіндійський (південна частина Індійського океану) і південнотихоокеанський (південна частина Тихого океану). Баричні максимуми розташовані над водними акваторіями, бо материки Південної півкулі в цей час року тепліші і над ними утворюються області зниженого тиску.

На північ від субтропіків (Північна півкуля) тиск над океанами зменшується. Тут виділяються два баричних мінімуму – Ісландський (середній тиск в центрі 995 гПа), що розташований в районі острова Ісландія (північна частина Атлантики), Алеутський (середній тиск 1 000 гПа), розташований неподалік від Алеутських островів на півночі Тихого океану. Над материками помірних широт тиск збільшується, створюючи два баричних максимуми. Сибірський баричний максимум (середній тиск 1 040 гПа), знаходиться над Монгольським плато та південною частиною Сибіру, Канадський (середній тиск 1 000 гПа), північна частина Північної Америки.

На південь від субтропіків Південної півкулі на широтах 60–65° є майже суцільна смуга зниженого тиску.

В Арктиці в напрямку до північного полюсу, а в Антарктиді в напрямку до південного полюсу тиск підвищується у порівнянні з субполярними широтами. Тут спостерігаються слабковиражені полярні баричні максимуми. Особливо чітко виділяється область високого тиску над Антарктидою – антарктичний антициклон. У Північній півкулі тільки над Гренландією формується баричний максимум, що на картах показаний замкненою ізобарою 1 000 гПа.

Липень. Екваторіальна смуга зниженого тиску в цей час зберігається, тільки її положення дещо змінюється, депресія зміщується в Північну півкулю до термічного екватора (3–6° пн. ш.). Центри низького тиску переміщуються північніше, особливо над нагрітими материками Північної півкулі – приблизно до 30-ї паралелі в Азії та Північній Америці. Це частини екваторіальної депресії, що змістилися над нагрітими материками навіть за межі тропіків. Називаються такі баричні утворення літніми депресіями: південноазіатською та мексиканською, або каліфорнійською.

Алеутський і Ісландський мінімуми в цю пору року різко послаблені. Алеутський мінімум не виділяється вже на середніх картах баричної топографії. Над материками Північної півкулі тиск знижений, особливо різко над південно-східною Азією. Тут формується азіатський мінімум, або Іранська депресія, з тиском 995 гПа в центрі. Можна зробити висновок, що в помірних та субполярних широтах Північної півкулі влітку утворюється зона зниженого тиску.

У Південній півкулі зберігається зона низького тиску в субполярних широтах та область підвищеного тиску над Антарктидою.

В загальному висновку можна привести наступне: розподіл атмосферного тиску на рівні моря має зональний характер: смуги зниженого тиску займають екваторіальні, помірні та субполярні широти; зони підвищеного тиску – субтропічні та полярні. Зональний характер розподілу тиску порушується його сезонними змінами над материками, зимою тут тиск підвищується, а влітку – зменшується.

Баричні області, що були виділені в приземному полі атмосферного тиску, в залежності від тривалості їх прояву впродовж року, об’єднують у дві групи:

1. Постійні баричні області – екваторіальна смуга зниженого тиску; субтропічні баричні максимуми; субполярна смуга зниженого тиску у Південній півкулі; арктичний та антарктичний баричний максимуми.

2. Сезонні баричні області – зимові максимуми, що змінюються літніми мінімумами: азіатський (сибірський) і канадський зимові максимуми, азіатський літній мінімум, середземноморський зимовий мінімум та інші.

Виникнення та існування баричних областей в приземному полі тиску зумовлене термічними та динамічними чинниками. При охолодженні діяльного шару поверхні і, відповідно, приземного шару повітря, створюються умови сприятливі для підвищення атмосферного тиску, при нагріванні – його зменшенню. Тому над термічним екватором формується смуга зниженого тиску, а над полярними районами області відносно високого. Над материками в холодне півріччя нижні шари атмосфери охолоджуються сильніше, ніж над океаном, тому тут відбувається розвиток баричних максимумів. У тепле півріччя материки нагріваються сильніше океанів і над ними утворюються області зниженого тиску.

Розподіл атмосферного тиску на земній поверхні утворює баричне поле. Зони високого і низького тиску, на які завжди розчленоване баричне поле, називаються баричними системами. Розподіл атмосферного тиску біля земної поверхні показується ізобарами – лініями, що проходять через точки з однаковим атмосферним тиском. Таке зображення тиску називається баричним рельєфом за зовнішню схожість з картиною рельєфу, показаного ізогіпсами. Проведені ізобари мають різну конфігурацію.

Основними баричними системами є циклони та антициклони. Циклон (баричний мінімум, депресія) обрисовується системою замкнутих концентричних ізобар з найменшими значеннями тиску у центрі. Антициклон (баричний максимум) зображується системою замкнутих концентричних ізобар, у центральній частині якого спостерігається найбільший атмосферний тиск.

Крім циклонів і антициклонів, на картах атмосферного тиску можуть бути також улоговини низького тиску, гребені високого тиску та сідловини. Улоговина низького тиску – це смуга низького тиску, які заходить між дві області високого тиску і має розірвані ізобари. На відміну від них, гребені високого тиску представляють собою області високого тиску, що розташовані між двома областями низького тиску. Сідловина – це область тиску, що розташована між двома навхрест лежачими областями високого й низького тиску.

Для характеристики зміни тиску на земній поверхні користуються величиною горизонтального баричного градієнта (G_г). Останній визначається зміною тиску на одиницю віддалі. Причому за цю одиницю беруть довжину 1° дуги меридіана (≈111 км). Величина G_г визначає швидкість вітру: чим більший градієнт, тим більша швидкість вітру.

Багаторічні спостереження показують, що у розподілі тиску на земній поверхні має місце зональне чергування областей високого і низького тисків, що розміщені майже симетрично відносно екватора. При цьому області високого тиску розміщені приблизно вздовж 30–35 паралелі і в районі полюсів. Області низького тиску розташовані вздовж 60–65 паралелі і на екваторі. Такий характер розподілу тиску зберігається протягом усього року, а тому зазначені баричні системи називаються постійними центрами дії атмосфери.

На підставі обліку неоднакового нагрівання земної поверхні на різних широтах і відхиляючої сили обертання Землі вже більше 200 років тому були складені найпростіші схеми загальної циркуляції атмосфери. Основні положення їх не втратили дотепер свого значення.

Відповідно до цієї схеми, загальна циркуляція атмосфери виникає в такий спосіб. Повітря, що нагрілося над екватором, піднімається вгору і рухається в напрямку до полюса. По мірі руху внаслідок обертання Землі воно все більше і більше відхиляється від прямого руху до полюса і на широтах близько 30° приймає напрямок із заходу на схід. Таким чином, у субтропічних широтах на висотах 3–5 км над поверхнею Землі розташовується зона західних вітрів. Нагромадження мас повітря в зазначених широтах приводить до утворення пояса підвищеного тиску над поверхнею Землі. Від цього пояса повітря розтікається в обидва боки, зазнаючи дії відхиляючої сили обертання Землі. Повітряні течії, що йдуть до екватора, мають північно-східний напрямок і називаються пасатами; розташовані ж над ними південно-західні і західні вітри називаються антипасатами. На північ від пояса підвищеного тиску біля земної поверхні утворюється система південно-західних і західних вітрів, які переважають у помірних широтах. Біля полюсу повітря під впливом охолодження опускається вниз і розтікається на південь, причому вітер набуває напрямок зі сходу на захід. При зустрічі з повітрям помірних широт відбувається підйом повітряних мас. Таким чином, утворюються три вертикальних "колеса" атмосферної циркуляції.

Оскільки поверхня Земної кулі неоднорідна і розділена на материки й океани, що нагріваються і вихолоджуються на одній і тій же широті по-різному, пояса високого і низького тиску розділені на області підвищеного і зниженого тиску з замкнутими ізобарами – антициклони і циклони. Улітку над нагрітими материками виникають області низького тиску і пов'язані з ними висхідні рухи, а над океанами – області високого тиску, в яких відбувається опускання повітряних мас. Узимку спостерігається зворотна картина.

Зазначимо також, що упродовж року спостерігається періодичне зміщення всього баричного поля Землі на північ чи південь від екватора. Такі коливання спричинені закономірною зміною надходження сонячної радіації упродовж року. Тому екваторіальна депресія у липні зміщена на північ від екватора, а у січні – на південь від нього. Відповідно до цього зміщені й інші центри дії атмосфери.