Погода интересует всех

Можно было бы думать, что поскольку вращательное движение атмосферы мы не воспринимаем, то и абсолютная его скорость не представляет интереса для метеорологии. Но если мы хотим понять природу движущих сил общей циркуляции атмосферы, нам нужно учесть и это движение воздуха. Представим себе столб атмосферы с площадью основания 1 м², простирающийся до верхней границы атмосферы. Такой столб весит около 10 т. Допустим, что по каким-либо причинам этот столб атмосферы меняет свое первоначальное местоположение и начинает медленно смещаться к полюсу. В этом мысленном эксперименте мы можем представить, например, будто при полном штиле над всей Европой наш столб атмосферы «погружен» на платформу и транспортируется, скажем, из Рима в Стокгольм. Столб, находившийся в Риме в состоянии покоя, в то же время двигался вместе с Землей со скоростью 320 м/сек. В Стокгольме он попадает на более высокую широту. Расстояние до земной оси от Стокгольма меньше, чем от Рима. Поэтому скорость абсолютного движения нашего столба атмосферы в Стокгольме тоже меньше, чем в Риме. При перемещении из Рима в Стокгольм столб не может просто «обронить» с себя «лишнюю» скорость. Чем дальше он продвигается на север, тем больше его абсолютная скорость отличается от скорости лежащей под ним земной поверхности. Поэтому столб атмосферы, который в Риме по отношению к земной поверхности был неподвижен, начнет по мере перемещения на север вследствие избытка кинетической энергии совершать вращательное движение. Первоначальный импульс будет при движении к северу сообщать ему ускорение, которое заставит его постепенно отклоняться вправо. Эта отклоняющая сила называется силой Кориолиса. Она играет очень большую роль при крупномасштабных движениях как воздушных масс, так и морских течений.

Относительная скорость движения воздуха, неподвижного по отношению к Земле, но вращающегося вместе с ней вокруг земной оси, на разных широтах.

Если по каким-либо причинам некоторая воздушная масса будет перемещаться, скажем, из субтропиков на север и достигнет умеренных широт северного полушария, то ее движение не будет соответствовать господствующему здесь воздушному течению. Ее кинетическая энергия будет совершенно другой. Так как сила Кориолиса будет непрерывно отклонять эту массу вправо, то она начнет двигаться к востоку. Именно различие во вращательных импульсах в разных частях одной и той же субтропической воздушной массы, движущейся с юга на север, и вызывает появление у нее вращательного движения. Тем самым воздух, перемещающийся на север, способствует возникновению движущейся области повышенного давления. Конечно, в формировании таких областей, перемещающихся из пояса повышенного давления, лежащего в «конских» широтах, принимают участие еще и другие физические процессы, которые мы здесь не будем рассматривать более подробно. Но, во всяком случае, читателю теперь уже ясно, что области высокого атмосферного давления в наших широтах могут возникать не только в результате накопления здесь тяжелого холодного воздуха.

А что происходит в случае, когда воздушная масса смещается с севера на юг? Массы арктического воздуха в Полярном бассейне имеют при безветрии лишь незначительную скорость абсолютного движения по отношению к неподвижной звездной системе отсчета. Если под влиянием какого-либо внешнего импульса они переходят в более низкие широты, но при этом сохраняют свою прежнюю небольшую скорость, то они не попадают в резонанс со скоростями, господствующими в этих широтах. Такие воздушные массы тоже будут отклоняться вправо от первоначального направления. Из арктического воздуха, смещавшегося к югу, получится холодная воздушная «капля», вращающаяся вокруг вертикальной оси и смещающаяся на запад.

Итак, мы проделали мысленный эксперимент и увидели, каким образом вращением Земли вокруг ее оси можно объяснить движение теплого воздуха к востоку, а холодного — к западу.

Перемещение воздуха из одних широт в другие требует импульса, наличие которого мы молчаливо предполагали. Посмотрим теперь, какие силы могут вызвать движение воздушной массы? Прежде всего это солнечная радиация. На различных широтах она по-разному нагревает земную поверхность и прилегающие к ней слои атмосферы. Каждому известно, что в тропиках всегда бывает значительно теплее, чем на полюсах. Различное нагревание обусловливает возникновение контрастов атмосферного давления между тропическими и арктическими областями. Воздух стремится огладить эти контрасты, приходит в движение и начинает перемещаться из областей с более высоким давлением в области с более низким давлением.

Траектория антициклона, который медленно перемещался из района Азорских островов на северо-восток и принес мягкую погоду в Западную и Центральную Европу.