Лекция 5_Климатические фронты - Климат и жизнь | Climate and

Лекции №5-6:
Общая циркуляция
атмосферы
Преобладающие направления ветра
• Поскольку существуют центры действия, то
распределение ветра даже на многолетних
средних картах отклоняется от зонального.
• Климатологическое распределение ветра
очень упрощенное и отличается от реального
распределения в отдельные дни.
• Мы им воспользуемся для первоначальной
ориентировки в течениях общей циркуляции
атмосферы.
•
Ю-Восточные ветры высоких
широт дуют по окраинам
Антарктиды;
В северном полушарии преобладание
западных ветров выражено в умеренных
широтах только над океанами; над
материками режим ветра сложнее
Тропики :
северо-восточные и юго-восточные
ветры в тропиках над Атлантическим,
Тихим и южным Индийским океанами.
Это пассаты
Западные ветры в 40-60 ш. в южном
полушарии преобладают. Это самая
устойчивая часть западного переноса в
умеренных широтах.
1.
северо-восточные и юго-восточные ветры в тропиках над
Атлантическим, Тихим и южным Индийским океанами.
Это пассаты, отклоняющиеся от своего основного,
восточного направления.
Пассаты-устойчивые ветры восточной четверти, дующие в течение
всего года над океанами на обращенной к экватору периферии
субтропических антициклонов
2. Западные ветры в 40-60 с.ш., а в южном полушарии через все полушарие.
Это самая устойчивая часть западного переноса в умеренных широтах.
В северном полушарии преобладание западных ветров выражено в
умеренных широтах только над океанами; над материками режим ветра
сложнее.
Каждое перо на стрелке означает 10% повторяемости
данного преобладающего направления.
Климатологические фронты
1. Барическое поле Земли – это циклоны и антициклоны
2. Такое разделение на области высокого и низкого давления приводит
к тому, что воздух тропосферы всегда разделена фронтами на
воздушные массы.
3. Многолетние средние положения главных фронтов в
разные сезоны будем называть климатологическими
фронтами.
4. Их можно выявить на многолетних средних картах, подобно центрам
действия атмосферы.
5. На синоптических картах положение и число фронтов могут резко
отличаться от многолетнего среднего распределения.
6. Фронты возникают, перемещаются и размываются в связи с
циклонической деятельностью.
7. Среднее положение фронтов важно для понимания распределения
на Земле климатических условий.
Зима
В северном полушарии две значительные ветви
арктического фронта ( два арктических
фронта): один — на севере Атлантического океана и
на севере Евразии, другой — на севере
Североамериканского материка и над
архипелагом арктического сектора Америки.
Области к северу от арктических фронтов заняты
арктическим воздухом.
Арктические фронты могут занимать
положение, далеко отклоняющееся от среднего.
При возникновении на них циклонов и
антициклонов и вместе с вторжениями
арктического воздуха проникают далеко к югу.
В поясе 30 - 50° с. ш. - формируется цепь полярных
фронтов, отделяющих области полярного воздуха
(воздуха умеренных широт) от тропического воздуха.
Полярные фронты проходят: над Атлантическим
океаном по южной периферии исландской
депрессии; над Средиземным морем; в Азии вдоль
северной границы Тибетского нагорья; над Тихим
океаном (два фронта); над США.
Климатологические фронты.
1 -арктический, 2 - полярный, 3 -пассатный, 4 — тропический
В южном полушарии антарктические фронты, вокруг Антарктиды (на карте их нет), и четыре
полярных фронта под 40—50° ю. ш. над океанами.
Линии полярных фронтов, проникающих далеко в глубь тропиков, называются пассатными
фронтами.
Они разделяют в тропиках разные массы тропического воздуха — относящиеся к разным
субтропическим антициклонам.
ЗИМА.
Тропические фронты на климатологических
картах сливаются в один общий фронт.
Он в январе смещен на южное полушарие,
отходя к югу вместе с ответвлениями
экваториальной депрессии над нагретыми
материками южного полушария.
Вместо термина тропический фронт применяют
термин
внутритропическая зона
конвергенции,
хотя эти
понятия и не вполне
идентичны.
Лето
Арктические и антарктические фронты занимают положения, близкие к январским.
Полярные фронты в северном полушарии несколько смещены к северу, особенно
над нагретыми материками; их среднее положение теперь около 50-й параллели.
Полярные фронты над южным полушарием несколько смещены к экватору (30—40°
ю. ш.)
Тропические фронты смещены в северное полушарие, особенно далеко на север над
Индией и Китаем.
Климатологические фронты в июле: 1 — арктический, 2 — полярный, 3 — пассатный, 4 — тропический
Летом все климатологические фронты смещаются к
северу,
а зимой — к югу.
Зона Внутритропической Конвергенции
(ЗВТК)
Это зона экваториальных штилей – проявление восходящих токов,
приводящих к конвекции и пониженному давлению, слабым ветрам и
длительным дождям
ИТАК:
1. Среднее положение полярных фронтов
указывает на южную границу
преобладания полярного воздуха и на
северную границу преобладания
тропического воздуха.
2. Разрывы между отдельными
арктическими и полярными фронтами
указывают на районы, где воздух чаще
проникает в более высокие или в
более низкие широты, причем фронты
размываются.
1. Местоположение ЗВТК
меняется в течение
года вместе с
инсоляцией
2. ЗВТК смещается
больше над
континентами, чем над
океанами, т.к. суша
нагревается быстрее и
до более высокой
температуры
• Положение фронтов на средних картах
указывает, в каких областях Земли
преобладают в течение всего года
воздушные массы того или иного типа и
в каких от зимы к лету и от лета к зиме
массы одного типа сменяются массами
другого типа.
• Это является основным критерием для
генетической классификации климатов
Воздушные массы (ВМ)
большие объёмы воздуха, имеющие
горизонтальные размеры во много
сотен или несколько тысяч километров,
характеризующиеся примерно
однородными физическими свойствами
у земной поверхности по горизонтали и
характерными для данной ВМ
изменениями с высотой.
Всю тропосферу можно разделить на ВМ:
• Однородность свойств воздушной массы достигается
формированием её над однородной подстилающей
поверхностью в сходных условиях теплового и радиационного
баланса.
• Кроме того, необходимы такие циркуляционные условия, при
которых воздушная масса длительно стационировала бы в
регионе формирования.
• Значения метеорологических элементов в пределах воздушной
массы меняются незначительно — горизонтальные градиенты
малы.
• Резкое возрастание градиентов метеорологических величин,
или, по крайней мере, изменение величины и направления
градиентов происходит в переходной зоне между
двумя воздушными массами — зоне
атмосферного фронта или фронтальной зоне.
Классификация ВМ
ВМ разделяют по:
1. термическому (термодинамическому)
и
2. географическому признакам
Термодинамическая классификация
воздушных масс
1.
2.
3.
Теплые
холодные
нейтральные ВМ
Тёплой (холодной) называют воздушную массу,
которая теплее (холоднее) окружающей её более чем
на 5 град.и постепенно охлаждается (нагревается),
стремясь приблизиться к тепловому равновесию.
Чтобы идентифицировать, в течение несколько дней
сравнивают Тмакс (максимальную дневную приземную
температуру воздуха) или Т850 (температуру воздуха
на уровне 850 гПа, около 1,5 км над уровнем моря).
Трансформация ВМ
( эволюция )
– процесс изменения свойств вм.
При перемещении воздушная масса начинает
изменять свои свойства — они уже будут
зависеть не только от свойств очага
формирования, но и от свойств соседних
воздушных масс, от свойств подстилающей
поверхности, от длительности времени,
прошедшего с момента образования
воздушной массы...
Местной (нейтральной) воздушной
массой называют массу, находящуюся в
тепловом равновесии со своей средой, то
есть день за днем сохраняющую свои
свойства без существенных изменений
(Т макс изменяется не более чем на 1…2°).
Таким образом, трансформирующаяся
воздушная масса может быть
тёплой или холодной, но по
завершении трансформации
она становится местной.
Географическая классификация ВМ
основана на географическом положении очага
формирования в зависимости от
расположения в одном из широтных поясов:
1.Арктический или
антарктический воздух (АВ),
2.Умеренный воздух (УВ),
3.Тропический воздух (ТВ).
4.Экваториальный (ЭВ).
Воздушные массы, кроме ЭВ, можно подразделять на
морские (м) и континентальные (к).
Континентальный АВ –над льдами Арктики,
мАВ- над океаном- поступает в умеренные широты в
тыловой части циклонов или антициклонов
КАВ - холодный, сухой:
зимой-резкое падение температуры, мороз,
летом-сначала холод, -прогреваетсятрансформируется в УВ –сухая жаркая погода.
Осень-весна- КАВ несет заморозки.
МАВ- теплый, влажный:
Зимой несет потепление, но быстро охлаждается над
континентом
Летом: приносит прохладную погоду, т.к. МАВ –
влажный воздух, по при прогревании в нем развивается
конвекция, возникают кучевые и кучево-дождевые
облака.
Самостоятельно
1. Умеренный воздух (УВ),
2. Тропический воздух (ТВ).
3. Экваториальный (ЭВ).
Перемещение воздушных масс происходит как в
широтном, так и в меридиональном направлениях.
В тропосфере к циркуляции атмосферы относятся
пассаты, западные
воздушные течения
умеренных широт,
муссоны,
циклоны и антициклоны.
В некоторых
регионах
Земли, в
особенности
в бассейне
Индийского
океана,
восточный
перенос
летом
заменяется
западным изза смещения
ВТЗК от
экватора в
более
нагретое
летнее
полушарие.
Муссоны–сезонные элементы общей
циркуляции атмосферы
Муссоны – это ветры, меняющие свое
направление два раза в год - летом дуют с
океана на сушу - зимой с суши на океан.
Муссон - сезонное изменение направления
ветра и количества осадков
Наиболее проявляются в Индии:
летом Гималайские горы нагреваются,
океан относительно холодный - ветер дует
с Индийского океана на континент.
Теплый, влажный воздух поднимается
орографически, остывает, возникают
облака и обильные ливни.
Зимой огромный Азиатский (сибирский
антициклон) стационирует над всей Азией,
захватывает и Гималаи – направления
ветров меняется на противоположное (от
высокого давления к низкому, с суши на
море).
Ветра, дующие вниз по склонам гор с суши
на океан, препятствуют выпадению
осадков зимой.
Муссонные области на Земле
Темы рефератов
Тропические циклоны (районы возникновения,
перемещение, погода в тропическом циклоне)
1.
2.
3.
4.
Местные ветры (бризы, горно-долинные
ветры, ледниковые ветры, фен, бора,
шквалы, маломасштабные вихри
Межгодовые элементы общей циркуляции,
связанные с явлениями Эль-Ниньо / Ла-Нинья
Океанические течения –роль в формировании
климата
Эль-Ни́ньо
(исп. El Niño — Малыш, Мальчик) или Южная осцилляция (англ. El Niño/La Niña - Southern
Oscillation, ENSO) — колебание температуры поверхностного слоя воды в экваториальной
части Тихого океана, имеющее заметное влияние на климат. В более узком смысле ЭльНи́ньо — фаза Южной осцилляции, в которой область нагретых приповерхностных вод
смещается к востоку. При этом ослабевают или вообще прекращаются пассаты,
замедляется апвеллинг в восточной части Тихого океана, у берегов Перу.
Противоположная фаза осцилляции называется Ла-Нинья (исп. La Niña — Малышка,
Девочка). Характерное время осцилляции — от 3 до 8 лет, однако сила и
продолжительность Эль-Ниньо в реальности сильно варьируется. Так, в 1790—1793, 1828,
1876—1878, 1891, 1925—1926, 1982—1983 и 1997—1998 годах были зафиксированы
мощные фазы Эль-Ниньо, тогда как, например, в 1991—1992, 1993, 1994 это явление,
часто повторяясь, было слабо выраженным. Эль-Ниньо 1997—1998 гг. было настолько
сильным, что привлекло внимание мировой общественности и прессы. Тогда же
распространились теории о связи Южной осцилляции с глобальными изменениями
климата. С начала 1980-х Эль-Ниньо возникало также в 1986—1987 и 2002—2003 гг.
Нормальные условия вдоль западного побережья Перу определяются холодным Перуанским
течением, несущим воду с юга. Там, где течение поворачивает на запад, вдоль экватора, из
глубоких впадин происходит подъем холодных и богатых планктоном вод, что способствует
активному развитию жизни в океане. Само же холодное течение определяет засушливость
климата в этой части Перу, формируя пустыни. Пассаты отгоняют прогретый
поверхностный слой воды в западную зону тропической части Тихого океана, где
формируется так называемый тропический теплый бассейн (ТТБ). В нем вода прогрета до
глубин в 100 — 200 м[1]. Атмосферная циркуляция Уолкера, проявляющаяся в виде
пассатов, вкупе с пониженным давлением над районом Индонезии, приводит к тому, что в
этом месте уровень Тихого океана на 60 см выше, чем в восточной его части. А
температура воды здесь достигает 29 — 30 °C против 22 — 24 °C у берегов Перу. Однако,
всё меняется с наступлением Эль-Ниньо. Пассаты ослабевают, ТТБ растекается, и на
огромной площади Тихого океана происходит повышение температуры воды. В районе
Перу холодное течение сменяется движущейся с запада к берегу Перу теплой водной
массой, апвеллинг ослабевает, гибнет без питания рыба, а западные ветры приносят в
пустыни влажные воздушные массы, ливни, вызывающие даже наводнения. Наступление
Эль-Ниньо снижает активность атлантических тропических циклонов.
• Ла-Нинья продолжается…
• 28 января 2011 | 17:47
// ФОБОС
Наводнения в Австралии, Бразилии, Шри-Ланке, Индонезии,
теперь еще и в Южной Африке, Перу – все в той или иной
степени связаны с Ла-Нинья – отрицательной фазой явления
Эль-Ниньо-Южное колебание.
• С Эль-Ниньо связаны и другие погодные аномалии в
тропической зоне.
• этот эпизод Ла-Нинья – один из самых сильных в истории
наблюдений. И, согласно большинству прогностических
моделей, должен продлиться в первом квартале 2011 года, а,
возможно, даже в мае. При этом его интенсивность будет
постепенно уменьшаться.