Если бы температура воздуха зависела только от распределения солнечной радиации, то на широте Москвы климат был бы гораздо холоднее. Однако этого не происходит благодаря дополнительному переносу тепла в наши широты под действием общей циркуляции атмосферы.
Каковы закономерности движения воздушных масс над территорией России?
Вы уже знаете, что движение воздушных масс происходит из-за разности атмосферного давления. Воздух всегда перемещается из областей высокого давления в области низкого1, стремясь к восстановлению равновесия, но оно всякий раз вновь нарушается из-за разности в нагревании океанов и материков и перемещения воздушных масс вследствие вращения Земли. Поэтому атмосфера находится в постоянном движении.
Вы помните, что пояса высокого и низкого давления на Земле чередуются. Над Арктикой простирается область устойчивого повышенного давления, откуда холодный плотный воздух стекает в более низкие широты (рис. 45). Под действием вращения Земли эти потоки отклоняются вправо от первоначального направления, так формируется северо-восточный перенос воздушных масс, охлаждающий субарктическое побережье нашей страны.
Из тропического пояса высокого давления происходит перемещение воздушных масс в сторону умеренных широт. Эти воздушные течения, отклоняясь под действием вращения Земли, формируют устойчивые юго-западные потоки тёплого воздуха, получившие название «западный перенос воздушных масс».
На Земле есть области постоянного (в течение года) давления, которые имеют собственные названия. Например, области повышенного давления: Арктический максимум в Северном Ледовитом океане, Азорский максимум в Атлантическом океане и Гавайский максимум в Тихом океане и области пониженного давления: Исландский минимум в Атлантическом и Алеутский минимум в Тихом океане. Они оказывают влияние на климат нашей страны, несмотря на то что находятся далеко за её пределами (см. рис. 45).
1 На уровне моря нормальным считается давление 760 мм рт. ст. С высотой давление падает на 10 мм через каждые 100 м.
Рис. 45. Закономерности циркуляции воздушных масс, определяющие климат
Существенное влияние на общую схему циркуляции атмосферы в Северном полушарии оказывают области переменного давления, формирующиеся над Евразией. Зимой огромный материк сильно выхолаживается и над ним формируется область очень высокого атмосферного давления — зимний Азиатский максимум. Летом, наоборот, континент прогревается быстрее по сравнению с океанами и над ним формируется область пониженного давления — летний Азиатский минимум, положение которого отлично от зимнего максимума.
Как влияет на климат западный перенос воздушных масс?
Западный перенос воздушных масс, сформировавшихся над Атлантическим океаном, — важнейшая закономерность планетарного масштаба. Влажные воздушные массы, формирующиеся над Атлантическим океаном, летом прохладнее, а зимои теплее, чем континентальные воздушные массы, сформировавшиеся на той же широте.
Перемещаясь над территорией нашей страны с запада на восток, они постепенно теряют запас влаги, а также изменяют другие свои свойства, например летом постепенно прогреваются, зимой остывают, приобретая признаки континентальных воздушных масс. Наибольшее влияние воздушные массы Атлантического океана оказывают на европейскую часть нашей страны.
Какие особенности климата определяют континентальные воздушные массы?
Как вы уже знаете, огромные размеры Евразии приводят к тому, что здесь формируются собственные континентальные воздушные массы, которые отличаются низкой влажностью. Отсутствие облачности приводит к тому, что зимой, когда суша быстро теряет тепло, его ничто не задерживает и происходит сильное выхолаживание территории и приземного атмосферного воздуха, особенно над центральной и северо-восточной частями Евразии.
Холодный воздух более плотный и тяжёлый, поэтому зимой здесь формируется область высокого давления — Азиатский максимум (его также называют Сибирским антициклоном) (рис. 46, а).
Летом, наоборот, континентальные районы Евразии сильно прогреваются, возникает устойчивая область пониженного атмосферного давления — Азиатский минимум (рис. 46, б).
Итак, мы изучили основные направления перемещения воздушных масс. Их не следует отождествлять с ветрами, так как это явления разных масштабов. Перемещения воздушных масс — один из элементов общей циркуляции атмосферы, перенос больших масс воздуха между крупными географическими областями.
Рис. 46. Давление воздуха и ветры: а — в январе; б — в июле
Внутри воздушных масс движение отнюдь не прямолинейное, скорее это разнообразные завихрения, одновременные перемещения воздуха по вертикали и горизонтали, которые и воспринимаются как ветер того или иного направления.
Что такое атмосферный фронт?
В метеосводках вы часто слышите об атмосферных фронтах, движение которых меняет погоду. Воздушные массы обладают разными физическими свойствами. По границе их контакта и формируются атмосферные фронты — узкие переходные зоны шириной несколько десятков, а длиной сотни, иногда тысячи километров. В этих переходных зонах активно развиваются метеорологические процессы (рис. 47, 48).
Между арктическими и умеренными воздушными массами пролегает арктический атмосферный фронт, между умеренными и тропическими — полярный фронт1. Фронты, как и воздушные массы, движутся по законам общей циркуляции атмосферы.
Рис. 47. Тёплый фронт
Рис. 48. Холодный фронт
1 Название «полярный фронт» не имеет ничего общего со словами «полюс» или «полярный круг», в данном случае имеются в виду полярные, т. е. противоположные по своим свойствам, воздушные массы.
Как меняется погода при движении атмосферных фронтов?
Если тёплый воздух наступает на холодный, образуется тёплый фронт, при этом тёплый воздух, как более лёгкий, медленно наползает сверху на клин холодного воздуха, вытесняя последний. Поднимаясь, тёплый, насыщенный влагой воздух охлаждается и отдаёт влагу в виде моросящих дождей.
Если холодный воздух наступает на тёплый, возникает холодный фронт. При этом холодный воздух, как более тяжёлый, подтекая под тёплый, выталкивает его рывками вверх.
При быстром подъёме и охлаждении тёплого влажного воздуха образуются кучевые облака, поэтому прохождение холодного фронта отличается ливневыми дождями, грозами, сильными порывами ветра.
Что такое циклон и антициклон?
Как меняется погода при движении циклонов и антициклонов?
Полоса атмосферного фронта чрезвычайно подвижна. При взаимодействии воздушных масс, различных по свойствам, возникают волнообразные изгибы линии фронта, а затем завихрения, образующие серию циклонов (от греч. kyklon — вращающийся).
Циклоном называют мощный атмосферный вихрь диаметром до 3000 км с пониженным давлением в центре. Воздух в циклоне, вращаясь против часовой стрелки, движется в направлении к центру; поток воздуха в центральной части циклона — восходящий (рис. 49, 50).
Циклоны, возникшие над Атлантикой, вращаясь, перемещаются над Европой со средней скоростью около 40 км/ч, принося с собой осадки, облачность, ветреную погоду.
Гигантские воздушные завихрения, образующиеся по периферии областей высокого давления, — антициклоны — обладают иными свойствами.
В противоположность циклонам, в центре антициклона атмосферное давление высокое, поэтому воздух движется из центра к периферии, вращаясь по часовой стрелке (см. рис. 50). В отличие от циклона, антициклон не приносит осадков, с ним часто приходит похолодание и сухая, ясная, солнечная погода.
Рис. 49. Циклон над Северной Атлантикой (снимок из космоса)
Рис. 50. Циклон и антициклон
Выводы
Климат нашей страны формируется под воздействием двух процессов циркуляции атмосферы планетарного масштаба: 1) поступления тёплых воздушных масс из более южных широт (тропического пояса высокого давления), а также переноса арктических воздушных масс; 2) сезонного изменения характера собственных континентальных воздушных масс над северо-востоком Евразии (связанного с различием способностей к нагреванию и охлаждению океана и суши). Типы погоды, её изменчивость связаны с прохождением над тем или иным регионом тёплого или холодного фронтов, циклонов или антициклонов.
Ключевые слова и выражения
Вопросы и задания