Географія - Олійник Я.Б. - 5.3. Загальна циркуляція атмосфери

Загальна циркуляція атмосфери — складне і важливе явище природи, яке зумовлює щоденні зміни погоди й формування кліматів земної кулі. Під загальною циркуляцією атмосфери розуміють рух повітряних течій, який охоплює всю атмосферу і здійснює обмін теплом, вологою та зваженими в повітрі домішками між окремими поясами земної кулі.

Важливою рисою цього руху є безперервна мінливість, що створює враження хаотичності. Проте повітряні течії мають постійні напрями, які підпорядковуються певним закономірностям і складаються в систему повітряних течій.

Причиною повітряних течій є різниця атмосферного тиску в сусідніх ділянках. Повітря, як правило, переміщується з ділянок високого тиску в ділянки низького тиску. Сила і швидкість вітру залежать від баричного градієнта. За нормальний тиск взято тиск на рівні моря, який дорівнює 760 мм, або 1013,25 мб. Атмосферний тиск біля Землі змінюється від 887 до 1080 мб.

Першопричиною розподілу атмосферного тиску на Землі є різне нагрівання її у високих і низьких широтах. В екваторіальній смузі нагріте і насичене вологою повітря стає легким і піднімається. Над полюсами холодне і сухе повітря як важке опускається і наче притискується до Землі. Тому на однаковій висоті над екватором тиск вищий, ніж над полюсами. У вільній атмосфері він поступово зменшується від екватора до пол юсів.

У приземному шарі тропосфери тиск розподіляється інакше. У полярних регіонах він вищий, в екваторіальній смузі знижений і змінюється від полюсів до екватора нерівномірно. У приземному шарі його розподіл визначається неоднаковим нагріванням суші й моря, нерівностями рельєфу, які затримують рух повітря, тощо. В результаті в одні місця повітря надходить, з інших — відтікає. Так утворюються зони високого і низького тиску. Вони розташовуються так над поверхнею Землі, що утворюють уздовж паралелей смуги високого і низького тиску, які чергуються по широті.

Над полюсами в приземних шарах повітря низькі температури зумовлюють більш-менш постійні ділянки високого тиску.

У субполярних поясах розташовані дві смути низького тиску (часте утворення циклонів). Простори помірних поясів (від субтропіків до субполярних широт) характеризуються мінливим розташуванням циклональних та антициклональних ділянок, що залежить від пір року та розподілу суші і моря. Влітку над теплими континентами встановлюються ділянки низького тиску, над холоднішими океанами — високого. Взимку навпаки над теплими океанами — низький тиск, а над холодними континентами — високий.

У субтропічних смугах обох півкуль приблизно між 25 і 30° ш. скупчуються антициклони. Вони утворюють майже постійні й суцільні пояси високого тиску. Від них тиск спадає до екватора, де він завжди менший від норми.

Екваторіальна зона низького тиску збігається зі смугою найвищого полуденного положення Сонця і переміщується в різні пори року слідом за Сонцем. Ця зона відповідає термічному екватору і є баричним екватором. Із переміщенням баричного екватора за Сонцем відповідно змішуються й інші смуги тиску, бо всі вони зв'язані між собою.

Отже, розподіл тиску в основному має зональний характер. Але смуги високого і низького тиску зміщуються по широті від літа до зими і навпаки.

Ці закономірності в розподілі тиску визначають циркуляцію атмосфери на Землі. Загальна циркуляція атмосфери — це закономірно взаємопов'язана система повітряних течій планетарних масштабів.

Сила баричного градієнта, зумовлена різницею тисків угорі між екватором і полюсами, примушує маси повітря рухатись із зростаючими швидкостями від ділянок високого тиску до ділянок низького (від екваторіальної зони до полюсів). Але на цей рух відразу ж починає діяти сила Коріоліса, яка відхиляє повітряні маси у Північній півкулі вправо, а в Південній — вліво. Із збільшенням широти збільшується відхилення. Зрештою повітря починає рухатися вздовж паралелей із заходу на схід і набуває постійної швидкості, яка відповідає баричному градієнту.

Від полюсів до тропіків над усією земною кулею панують західні вітри. Вони у високих і помірних широтах починаються з висоти З— 4 км, а над екватором — 10 км.

Нижче від зазначених висотних рівнів відповідно до розподілу тиску єдність загальної циркуляції порушується. У приземній частині тропосфери вона розподіляється на ряд зональних поясів.

Є такі типи повітряних мас: арктичні (та антарктичні), полярні (помірні), тропічні та екваторіальні.

Арктичне (антарктичне) повітря — повітряна маса, що формується над Арктикою, північними частинами Євразії і Північної Америки, а також над Антарктидою. Характеризується низькою температурою, малим вмістом вологи, великою прозорістю. Проникаючи в нижчі широти, спричиняє похолодання (хвилі холоду). Морське арктичне повітря, що формується над океаном у приполярних районах, вільних від льоду, відрізняється більшим вмістом вологи і трохи вищою температурою.

Полярне (помірне) повітря — це повітряні маси, які формуються поза тропічними (високими і середніми) широтами Землі. Полярне повітря прогріте значно краще, має влітку підвищений вміст вологи, знаходиться переважно над океанами. Західні вітри і циклони переносять морське помірне повітря далеко в глибину материків, де воно супроводжується нерідко опадами. Континентальне помірне повітря взимку дуже охолоджується, і погода в ньому стійка, морозна.

Тропічне повітря — повітряні маси, які формуються в тропічних і субтропічних широтах, а влітку також у континентальних районах на півдні помірних широт. Є континентальне і морське тропічне повітря. Тропічне повітря характеризується високими температурами, значним вмістом вологи, запиленістю. Воно нерідко поширюється в помірні та екваторіальні широти, де атмосферний тиск нижчий.

Екваторіальне повітря — це повітряні маси, що формуються в зоні екватора або скеровуються від нього. Характеризується постійними високими температурами і підвищеним вмістом вологи і над океаном, і над сушею. У після-полуденний час тут часті зливові дощі.