Типи вітрів. Загальна циркуляція атмосфери.

Реальна картина розподілу тиску набагато складніша, оскільки на це впливає передусім відмінність у теплообміні над суходолом і поверхнею океану, але така спрощена схема дозволяє зрозуміти причини виникнення постійних вітрів. Адже нерівномірний розподіл тиску на земній кулі викликає переміщення повітря з області підвищеного тиску в область зниженого тиску. Такий рух повітря в горизонтальному напрямку з місць високого тиску до місць низького тиску називають вітром. Що більша різниця тисків, то сильніше дме вітер. Силу вітру оцінюють у балах: від 0 до 12.

Напрямок вітру визначають за тією стороною горизонту, звідкіля він дме. Вітер змінюється залежно від зміни тиску. Величезний вплив на його напрям має також обертання Землі навколо своєї осі, внаслідок чого вітер відхиляється від свого початкового напрямку в Північній півкулі праворуч, а в Південній - ліворуч.

Вітри, що простежуються над земною поверхнею, дуже різноманітні. їх поділяють на три групи: місцеві вітри, викликані місцевими умовами (температурою, особливостями рельєфу); вітри циклонів і антициклонів; вітри, що е частиною загальної циркуляції атмосфери. Загальну циркуляцію атмосфери створюють найбільші повітряні потоки планетарного масштабу, що захоплюють усю тропосферу і нижню стратосферу (приблизно до 20 км) і характеризуються відносною сталістю. У тропосфері до них відносять пасати, західні вітри помірних широт і східні вітри приполярних областей, а також мусони. Причиною цих планетарних переміщень повітря є також різниця тиску.

Над екватором формується пояс зниженого тиску через те, що тут повітря тепле впродовж року і воно переважно підіймається вгору (домінує висхідний рух повітря). У верхніх шарах тропосфери воно охолоджується і розтікається у напрямку до високих широт. Якби не існувало добового обертання Землі, то воно б, можливо, рухалося до полярних широт, де завжди панує холодне і важке повітря, а отже, високий тиск і низхідний рух повітря. Однак сила Коріоліса, відхиляючи повітряні потоки, що йдуть у верхній тропосфері від екватора у північному напрямку, надає їм на 30-х широтах західного напрямку, змушуючи рухатися тільки вздовж паралелей. У Південній півкулі до таких самих наслідків призводить відхилення повітря верхніх шарів ліворуч. На 30-х широтах охолоджене повітря з екватора зазнає низхідного руху, спричиняючи високий тиск (хоч біля поверхні температури повітря навіть вищі, ніж на екваторі). Ці субтропічні пояси високого тиску слугують основними “вітророзділами” на Землі. Від них об’єми повітря нижнього шару тропосфери спрямовуються як до екватора, так і в бік помірних широт.

Спрямовуватися із 30-х широт до помірних повітря може тому, що тут тиск нижчий. Порівняно із субтропічними він нижчий завдяки тому, що сюди не доходить охолоджене повітря, яке піднялося над екватором. Високий тиск у приполярних широтах є закономірним наслідком того, що холодне повітря тут завжди важке (чинить великий тиск). Отже, у помірних широтах тиск нижчий порівняно як із 30-ми, так і з приполярними широтами. Завдяки переважно вищим температурам, ніж у приполярних широтах, повітря на широтах 60°-70° пн. і пд. ш. має висхідний характер У верхніх шарах здебільшого воно спрямовується до полюсів, меншою мірою - до 30-х широт.

З кожної області високого тиску в кожну найближчу область зниженого тиску в приповерхневому шарі тропосфери спрямовуються постійні вітри. Постійні вітри, що відзначаються стабільністю напрямку і швидкості, впродовж усього року дмуть від тропічної зони високого тиску (25-35° пн. і пд. ш.) до екваторіальної зони низького тиску, називають пасатами. Внаслідок обертання Землі навколо своєї осі вони відхиляються від попереднього напрямку: в Північній півкулі вони дмуть з північного сходу на південний захід, а в Південній - з південного сходу на північний захід.

Вітри, що дмуть від субтропічних поясів високого тиску в напрямку до полюсів, відхиляючись праворуч або ліворуч залежно від півкулі, змінюють свій напрямок на західний. Тому в помірних широтах переважають західні вітри, хоч вони й не такі сталі, як пасати.

З областей високого тиску полярних широт у напрямку до помірних широт з порівняно низьким тиском також дмуть постійні вітри. Зазнаючи дії сили обертання, вони у Північній півкулі є північно-східними, а у Південній - південно-східними.

Загальною циркуляцією атмосфери називають систему крупномасштабних повітряних потоків на Землі,

У помірних широтах, де найбільше характерна зустріч теплих повітряних мас з боку тропіків і холодних - з полярних областей, постійно виникають фронтальні циклони й антициклони (величезні атмосферні вихори діаметром 1500-3000 км, протяжністю по вертикалі від 2-4 до 15-20 км), у яких і здійснюється перенесення повітря із заходу на схід. Вітри циклонів і антициклонів іноді також відносять до вітрових потоків загальної циркуляції атмосфери.

Циклони - висхідні атмосферні вихори із замкненою областю зниженого тиску, в якій вітри дмуть від країв до центру (проти годинникової стрілки в Північній півкулі і за годинниковою стрілкою у Південній). У циклонах найменший тиск у центрі, де повітря піднімається вгору. Там воно охолоджується, водяна пара конденсується, утворюючи потужні хмари, з яких випадають рясні опади. Погода нестійка, з частою зміною напряму вітру, температури. Циклони переміщуються зі швидкістю 30-40 км/год.

Якщо над ділянкою земної поверхні панує високий тиск, а навколо тиск нижчий, то виникає антициклон. Антициклони - це низхідні атмосферні вихори із замкненою областю підвищеного тиску, в якій вітри дмуть від центру до країв (за рухом годинникової стрілки у Північній півкулі, проти її руху - в Південній). В антициклоні повітря, опускаючись, нагрівається, а тому його вологість не збільшується. Погода у його центральній частині ясна і суха, зі слабкими вітрами.

У тропічних широтах над океаном час від часу виникають циклони відносно малого діаметру - 300-400 км. Однак повітря у них рухається з надзвичайно великою швидкістю, що призводить до руйнування будівель, посівів, лісових насаджень. Такі тропічні вихори називають ураганами.

Упродовж року в тропосфері виникає кілька сотень циклонів й антициклонів. Формування цих атмосферних вихорів за даними багаторічних спостережень здебільшого відбувається в однйх і тих самих районах земної кулі, які називають центрами дії атмосфери і відображають на кліматичних картах. Ті з них, де тиск понижений і зароджуються циклони, називають мінімумами або депресіями. Райони підвищеного атмосферного тиску, звідки поширюються антициклони, називають максимумами.

Розрізняють центри дії атмосфери і за режимом існування: постійні (діють упродовж року) та сезонні (виражені тільки у зимовий або літній період). До постійних центрів дії атмосфери належать екваторіальна депресія, субтропічні та полярні максимуми та ін. Сезонними є зимові області високого тиску (максимуми) у помірних широтах над материками. Влітку над цими самими материками, але дещо південно-західніше від максимумів, формуються сезонні мінімуми.

Просторовий розподіл центрів дії атмосфери має визначальний вплив на характер загальної циркуляції атмосфери. Центри дії атмосфери, які мають сезонний характер, можуть спричиняти послаблення ролі постійних вітрів у переміщенні повітря на доволі великих територіях. Так, на східних узбережжях материків у помірних і субтропічних широтах Північної півкулі, де слабшають західні вітри в міру віддалення від океанічних субтропічних максимумів, існує мусонна циркуляція. Мусони — вітри, що залежно від пір року змінюють на- прямок на протилежний або близький до протилежного. Взимку вони дмуть з материка на океан, а влітку — з океану на материк. Причиною їх утворення є також нерівномірність нагрівання суходолу й океану.

У нетропічних широтах мусони викликані різним нагріванням суходолу і моря в ту саму пору року. Вони виражені переважно в Північній півкулі. Зимовий північно-західний мусон дме з охолодженого суходолу (з Азіатського і Канадського максимумів) у бік теплого незамерзаючого океану (Алеутський і Ісландський мінімуми). Літній південно-східний мусон дме з боку океану (з Північнотихоокеанського і Північноатлантичного максимумів) на нагрітий суходіл. Літній мусон, таким чином, є “порушником” західних вітрів, що панують у помірному поясі.

Інше походження мають тропічні (екваторіальні) мусони. Тропічні мусони виникають внаслідок відмінностей у нагріванні Північної і Південної півкуль. Оскільки поверхня між Південною Азією й Індійським океаном улітку сильно прогрівається, то там встановлюється область низького тиску, куди й спрямовується пасат Південної півкулі. Тобто вітер тоді дме з моря на суходіл (літній мусон), а взимку тут відновлює свою дію пасат Північної півкулі.