География на ладони. Краткий курс по устройству планеты

На тепловом экваторе в результате инсоляция поверхность земли нагревается, воздух, контактирующий с землей (пограничный слой), также нагревается, становясь менее плотным, чем окружающая его атмосфера, поэтому он поднимается вверх. Готовы к мантре? «По мере того, как воздух поднимается вверх…» и так далее. Следовательно, выше теплого экватора вы встретите полосу дождей – экваториальный дождевой пояс – который объясняет местоположение самой буйной растительности на земле, биомы тропических дождевых лесов.

Происхождение трехячеистой модели восходит к Джорджу Хэдли (1685–1768), который в 1735 году первым выдвинул идею о том, что экваториальный воздух поднимается вверх, а затем дивергирует. В 1856 году Уилльям Феррел (1817–1891) дальше развил теорию Хэдли, и она утвердилась. Поскольку большая часть климатических взаимодействий происходит в самой нижней части атмосферы (тропосфере) в пределах высот от 10 до 15 километров, поднимающийся вверх воздух, достигнув этих высот, должен перемещаться в северном или южном направлении. Это напоминает ситуацию с крышкой кастрюли, запирающей поднимающийся вверх воздух. Восходящая воздушная масса охлаждается и поэтому, будучи перемещенной на север или юг, начнет нисходящее движение. (Прошу простить, если вам кажется, что я игнорирую южное полушарие: я понял, что попытка ссылаться на оба полушария, только все усложняет). Воздух опускается примерно на 30 градусов севернее того места, откуда он поднялся. Нисходящая воздушная масса создает зону высокого давления или субтропический антициклон (СА). Здесь вы можете догадаться, какое воздействие это оказывает на местный регион: нисходящие, нагревающиеся токи воздуха приводят к сухим условиям и образованию обширных аридных зон, наподобие пустыни Сахары. Достигнув поверхности Земли, воздушные массы вынуждены отклоняться. Часть воздушной массы возвращается к экватору и завершает ячейку Хэдли, тогда как другая часть устремляется на север. Воздушные массы, перемещающиеся в северном направлении, встречаются с потоками воздуха, идущими от полярной ячейки, которая сверхохладилась над Арктикой и таким образом, уплотнившись, опустилась, и отклонилась на юг.

Если вы читаете эту книгу, находясь в Великобритании, есть шанс, что эта конвергенция происходит сейчас над вашей головой. Великобритания облагодетельствована хорошим климатом, благодаря зоне атмосферы с красивым названием Полярный фронт конвергенции (ПФК). Это линия соприкосновения теплого воздуха из ячейки Феррела с холодным воздухом полярной ячейки. Во многом так же, как при соприкосновении континентальной и океанической плит, что-нибудь должно выделяться. Это нечто – энергия. Воздушные массы смешиваются, потоки воздуха из ячейки Феррела охлаждаются и, естественно, при охлаждении воздуха начинается все самое интересное.

Прежде чем покинуть эту область макроявлений, необходимо отметить две вещи: во-первых, то, что океанические течения также совершают перенос огромного количества энергии; во-вторых, то, что тепловой экватор меняет свое положение в зависимости от сезона. И как результат смещения теплого экватора, смещаются и экваториальный пояс дождей, и ПФК. В конечном итоге вы получаете, например, заболоченные топи Окаванго[11], которые летом подпитываются дождями, а зимой высыхают.

Депрессия

Корректнее было бы назвать ее умеренным циклоном, так как она обладает некоторыми характеристиками, сходными со свойствами тропических циклонов – и лишь одним определенным отличием. Для того, чтобы создать депрессию, возьмите контрастные массы воздуха и добавьте к ним вращение. Наши контрастные воздушные массы мы получаем от ПФК, а вращение поступает из центра низкого давления. Давление воздуха, будь оно высоким или низким, является лишь мерой веса воздушной массы, оказывающей давление на поверхность Земли. В пустынях потоки воздуха направлены вниз и поэтому мы наблюдаем здесь высокое давление, тогда как поднимаясь вверх воздушная масса свое давление ослабляет, так что на поверхности Земли оно будет низким. Череда ячеек с высоким и низким давлением, образующаяся под ПФК, обязана своим появлением высокоскоростным струйным течениям.

Высокоскоростные струйные течения и ячейка низкого давления

Полярное струйное течение северного полушария