Чем пахнет дождь? Ясные ответы на туманные вопросы о климате и погоде

Струйное течение змеится над Атлантическим океаном и соединяет на этой высоте воздух над Северной Америкой и Европой. Оно принадлежит к крупному семейству сильных высотных ветров, которые проносятся над Землей в средних широтах и носят общее название волн Россби. Если посмотреть на полюса нашей планеты из космоса, можно увидеть, что эти ветры образуют в Северном полушарии венчик из воздушных волн, которые иногда расширяются, иногда сокращаются, но всегда движутся по кругу в восточном направлении. Эти ветры формируются там, где полярный воздух сталкивается с тропическим. Официальное название струйного течения над Атлантическим океаном – Полярное струйное течение. Холодный воздух движется на юг, теплый воздух – на север. Эти две воздушные массы встречаются над средними широтами, однако в силу неустойчивой природы этих ветров могут распространяться дальше на север или на юг.

Центральные ветры струйного течения обычно самые сильные, особенно если поток скорее зональный (прямой), чем интенсивный (с минимумами и максимумами). К северу от этих высотных ветров воздух холоднее, к югу – теплее. Это хороший способ определить тип воздушной массы (холодная или теплая), которая накрыла определенный район: надо выяснить, по какую сторону от основной струи он находится. Чем больше разница температур, тем сильнее струйное течение, и тем большее влияние оно оказывает на погодные условия у поверхности Земли.

Выраженная разница температур также создает в этой зоне значительные различия в давлении. Почему? Холодный воздух тяжелее, чем теплый, и оттого начинает спускаться вниз. Поэтому в столбе холодного воздуха быстро начинает падать давление по сравнению с окружающим теплым воздухом. Еще одно объяснение заключается в том, что скорость изменения давления в холодном воздухе больше, потому что его масса с высотой быстрее меняется: воздух все сильнее сжимается, оттого и изменения происходят быстрее.

Граница между холодным и теплым воздухом вдоль струйного течения выражена четко. Хотя мы знаем, что воздух обычно перетекает из зоны, где воздуха больше, в зону, где его меньше (от высокого давления к низкому), абсолютно прямого пути из одной в другую не будет – этому мешает вращение Земли. Ветры, следующие в зону низкого давления, отклоняются силой Кориолиса. Таким образом, струйные течения движутся в соответствии с разницей температур, однако они всегда будут отклоняться, поскольку воздух стремится сгладить эту разницу.

Зимой разница температур между полюсами и тропиками значительно больше, поскольку тропики в течение года теряют не так много тепла, в то время как Северный полюс окутан полной темнотой и погружен в холод. Поэтому струйные течения сильнее всего зимой, как и разница давления. Все это оказывает влияние на распределение давления на поверхности, а следовательно – и на ветер, дождь и бури. Форма, местоположение и мощность областей пониженного давления, многие из которых образуются над открытыми водами, определяются струйным течением. Если эти ветра сильные, то течение почти наверняка окажется зональным или прямым – с запада на восток. Оно почти не отклоняется, так что погодный фронт быстро следует курсом через Атлантический океан. Тогда говорят о мобильности погодного фронта, а если струйное течение проходит близко к суше, например, Великобритании, то это часто ведет к ветреной и влажной погоде.

Зимой 2013–2014 годов Великобритания оказалась на пути последовательно сменявших друг друга погодных фронтов. Струйное течение проходило прямо над островом. Поэтому, хоть погода и была сравнительно мягкой, в некоторых районах страны за зиму было зафиксировано наибольшее число осадков за историю наблюдений. Особенно много их выпало на Сомерсетских равнинах; бури и штормовой ветер привели к немалым повреждениям.

Когда струйное течение проходит над Великобританией, погода часто меняется, но обычно остается ветреной и влажной. Если струйное течение забирает к северу от Великобритании, то страна оказывается по его теплую сторону, что обеспечивает более теплые и мягкие погодные условия. Летом в таких случаях бывает очень тепло, а на севере идут дожди – вплоть до Исландии. Если струйное течение проходит к югу от Великобритании, остров оказывается по холодную сторону, температура становится низкой, так что зимой действительно может наступить зима – со снегом, льдом и морозами.

Как влияет на погоду форма струйного течения?

Форма струйного течения очень важна для определения местоположения зон высокого и низкого давления: от нее зависит, будет ли фронт блокирующим или мобильным. Представьте себе быстро текущую по шлангу воду: из распылителя она буквально вырывается во всех направлениях. Высокое давление в шланге сменяется низким снаружи. Похожий механизм можно наблюдать в струйном течении, когда воздух вырывается из центральной части потока сильных ветров. На освободившееся место воздух поступает снизу: он быстро поднимается и образует облака, дожди и сильные ветры.