48. Внутритропическая зона конвергенции

Узкая переходная зона (1-3 по меридиану) сходимости северных и южных пассатов над Атлантическим и Тихим океанами с неустойчивыми, в основном слабыми, но иногда и довольно сильными шквалистыми ветрами называется пассатной внутритропической зоной конвергенции (ВЗК).

Сходимость северо-восточных и юго-восточных пассатов хорошо выражена в нижней половине тропосферы. Вследствие сходимости воздушных течений в ВЗК господствуют восходящие движения. Они прорывают и размывают пассатную инверсию. В верхней тропосфере на изобарической поверхности 200 гПа наблюдается расходимость воздушных течений.

Восходящие движения в ВЗК способствуют развитию конвекции до значительно больших высот, чем в области пассатов. Здесь развиваются мощные кучевые и кучево-дождевые облака, из которых выпадают обильные дожди ливневого характера. Интенсивность и количество дождей меняется изо дня в день. Горизонтальные градиенты температуры и влажности в ВЗК невелики.

Кроме ежедневного колебания ВЗК наблюдается ее сезонное смещение. В области пассатов над Атлантическим и Тихим океанами оно составляет 5-7 широты.

Над материками (Африка и Азия), над Индийским и западом Тихого океана господствует муссонная циркуляция. Экваториальная ложбина здесь испытывает большое сезонное смещение, достигающее 25-30 вдоль меридиана у побережья Восточной Африки. ВЗК в экваториальной ложбине образуется при слиянии муссонного воздушного потока с воздушными течениями на противоположной к экватору периферии экваториальной ложбины. В летнем муссоне это континентальные тропические воздушные массы, расположенные над Африкой и Азией; в зимнем муссоне – морской тропический воздух юго-восточного пассата над Индийским и западом Тихого океанов Южного полушария, а также тропический воздух Австралии.

Летняя муссонная ВЗК образуется в более высоких широтах, нежели пассатная, особенно над Азией. Наряду с конвекцией в ней образуется особый вид циклонических возмущений: муссонные минимумы и муссонные депрессии. Именно они вызывают сильнейшие муссонные ливни. Конвективные процессы в зоне зимней ВЗК дают максимум осадков в это время над южной Индонезией, Новой Гвинеей и севером Австралии.

Летом на востоке Индийского и на западе Тихого океанов в дополнении к муссонной ВЗК вблизи экватора иногда возникает вторая ВЗК, образованная слиянием юго-восточного пассата Южного полушария с экваториальной периферией юго-западного муссонного потока. Между двумя ВЗК дуют сильные ветры западного направления (ветер дует вблизи экватора оп барическому градиенту, который здесь обычно направлен с запада на восток) – экваториальная зона западных ветров. Летом она расширяется, объединяясь с летним муссоном.

49.Пассаты

Пассаты – устойчивые ветры восточной четверти, дующие в течение всего года над океанами на обращенной к экватору периферии субтропических антициклонов в каждом полушарии.

Скорость пассатов у земной поверхности составляет 5-8 м/с. Это наиболее устойчивая на земном шаре система ветров (это объясняется небольшими изменениями в распределении давления в тропиках). Субтропические антициклоны вытянуты по широте. Поэтому на обращенной к экватору периферии изобары проходят почти субширотно, ветер над уровнем трения дует вдоль изобар, т.е. имеет восточное направление. Однако на востоке субтропического антициклона он имеет еще и составляющую, направленную к экватору; на западе – от экватора Под действием силы трения ветер также отклоняется от изобар на некоторый угол в сторону низкого давления, т.е. к экватору. Таким образом, пассаты северного полушария имеют северо-восточное, южного полушария – юго-восточного направления. Но следует учесть, что эти направления характерны только для приземных слоев и районов с вытянутыми по широте изобарами антициклонов. Некоторые изменения в направлении пассатов (с северо-восточного на юго-восточное) вызывает смещение субтропических антициклонов.

На восточной периферии каждого субтропического антициклона пассат присоединяет к себе холодные воздушные массы, пришедшие сюда из умеренных широт. Двигаясь на все более теплую поверхность моря, пассатное течение в нижних слоях приобретает неустойчивую стратификацию. Устанавливаются большие вертикальные градиенты температуры, развивается оживленная конвекция.

50. Тропические циклоны: районы возникновения, перемещение, условия погоды.

Атмосферные возмущения внутри тропиков представляют собой преимущественно слабые тропические депрессии, часто даже без замкнутых изобар. Они перемещаются медленно, обычно с востока на запад. Однако в некоторых редких случаях тропические возмущения значительно усиливаются, дуют штормовые или ураганные ветры; возмущение охватывает территорию в несколько сотен км. Такое явление получило название тропический циклон. В зависимости от скорости ветра их называют тропическими штормами (17-33 м/с) и тропическими ураганами (более 33 м/c).

Районы возникновения тропических циклонов лежат между 20 и 5 широты в каждом полушарии. Ближе 5 широты они наблюдаются крайне редко, т.к. отклоняющая сила вращения Земли здесь слишком мала для развития сильной циклонической циркуляции. Тропические циклоны возникают только над морем; над сушей они никогда не образуются, а если попадут на сушу, быстро размываются из-за трения (“заполняются сушей”). Максимум повторяемости тропических циклонов приходится на лето и осень данного полушария, когда ВЗК находится за пределами 5 от экватора, поверхность океана особенно нагрета – больше +27С (в северной части Индийского океана – весной и осенью, т.к. летом ВЗК уходит слишком далеко на север, и здесь наблюдается вторичный максимум). В южной части Атлантического и в юго-восточной части Тихого океанов ВЗК не приходит даже летом, температура +27 не достигается и тропические циклоны не образуются.

Основные районы возникновения тропических циклонов: Желтое море (27 в год, местное название тайфун); Тихий океан, к западу от Мексики (15); Карибское море, Мексиканский залив (9, местное название – ураганы); Бенгальский залив (4); Аравийское море (2, один весной, другой осенью); Северная Австралия, Новая Гвинея (14), Мадагаскар (8), Кокосовые о-ва (2, местное название вилли-вилли). На земном шаре возникает в среднем около 80 циклонов в год.

Для развития циклона из первоначальной слабой депрессии нужна большая энергия неустойчивости ВМ и близость воздуха к насыщению. Именно неустойчивость стратификации и связанный с ней подъем насыщенного воздуха с выделением огромного количества тепла конденсации определяют кинетическую энергию циклона. Главная причина развития тропического циклона – мощный подъем нагретого и влажного воздуха над большой площадью океана в возникшем возмущении. Для длительного поддержания в циклоне дефицита давления необходима также расходимость линий тока над развивающимся циклоном.

Сначала тропический циклон перемещается с востока на запад в направлении общего переноса. При этом он отклоняется к высоким широтам. Если он достигает широт, близких к тропику (20-30) на океаном, он огибает с запада субтропический антициклон, меняя направление с северо-западного на северо-восточное в так называемой точке поворота и выходя из тропиков. Траектория тропического циклона напоминает параболу, вершина которой обращена к западу. Скорость перемещения циклона в тропиках мала – 10-20 км/ч.

Сформировавшийся тропический циклон представляет собой округлую область диаметром до 1000 км. Давление в центре составляет в среднем 950-960 гПа. Рекордное падение давления составило 855 гПа (!). Вследствие малой площади и большой глубины, барические градиенты (до 20 гПа/ широты) и скорости ветра (до 100 м/с у поверхности Земли) очень велики. Эта область больших градиентов и штормовых ветров резко ограничена от окружающего района.

В начале образования тропического циклона циклоническая циркуляция захватывает только нижнюю половину тропосферы, но в зрелом циклоне она простирается и на верхнюю половину. Облачность в зрелом циклоне представляет собой гигантское почти сплошное грозовое облако, в которое втягиваются спиральные гряды облаков. В самом центре находится небольшая зона (десятки км), не занятая облаками и со слабыми ветрами– глаз бури. В отличие от остальной части циклона здесь господствуют нисходящие токи, удаляющие воздух от конденсации.

Из-за выделения большого количества скрытого тепла при конденсации температура воздуха в циклоне повышена по сравнению с окружающей атмосферой. Нисходящие токи воздуха и устойчивая стратификация атмосферы в глазе бури обусловливает там особенно высокие значения температуры.

При своем продвижении тропический циклон вызывает сильнейшее волнение в море. Выходя на сушу, он может принести значительные разрушения.

Переходя в умеренные широты тропический циклон изменяет направление перемещения, расширяется по площади, градиенты становятся меньше, скорость ветра уменьшается. В него проникает полярных воздух, что приводит к появлению сильных температурных контрастов внутри циклона. Он принимает характер внетропического циклона и в таком виде может проникать далеко на север (вплоть до Исландии и Камчатки).

С помощью метеорологических спутников и методов радиолокации районы возникновения тропических циклонов держатся под контролем, возможно весьма точное прогнозирование.