Погода интересует всех

Характер воздушных течений также подтверждает важную роль солнечной радиации в образовании общепланетарной системы ветров. Это следует из того, что указанная система ветров несколько смещается от сезона к сезону. И еще одна причина может рассматриваться как толчок, обусловливающий перемещение воздушных масс с севера на юг. Она уже связана не с потоками энергии, приходящими к Земле из космического пространства, или, точнее, от Солнца, а с механическими свойствами самого воздуха. Речь идет о переходе от равномерного (ламинарного) движения к беспорядочному (турбулентному). Чтобы лучше понять процесс такого перехода, рассмотрим движение воды, вытекающей из водопроводного крана. Когда мы слегка поворачиваем кран, вода льется из него ровной тонкой струйкой, но если продолжать отворачивать кран, то скорость вытекания увеличивается. При превышении некоторой скорости струя уже разрывается и вода выбрасывается из крана в виде брызг и капель, как бы связанных друг с другом. В этот момент движение воды становится турбулентным. Аналогичные условия имеют место и в воздушных течениях. Как известно, между 40 и 70° северной и южной широты земной шар опоясывают широкие зоны западных ветров. В зависимости от времени года и особенностей теплового режима атмосферы географическое местоположение этих зон несколько изменяется. При больших температурных контрастах зоны становятся узкими, и тогда воздух с ураганной силой проносится над Атлантическим океаном. Если скорость ветра становится критической, воздушный поток разрывается на отдельные ячейки совершенно так же, как водяная струя при слишком большой скорости дробится на отдельные капли. Воздушные массы выталкиваются из пояса западных ветров на юг и на север. При этом массы, движущиеся к югу, превращаются в более низких широтах в «капли» холодного воздуха, а массы, смещающиеся к северу, начинают вращаться по часовой стрелке и превращаются в области повышенного давления. В частности, в мае они накапливаются преимущественно в районе Гренландии, где по истечении нескольких дней прекращают вращательное движение.

Само собой разумеется, что характер поверхности (суша и море) оказывает большое влияние на формирующуюся над ней систему атмосферных движений. Вспомним, например, что на уровне вершины горы Эверест атмосферное давление составляет лишь ¹/₄ давления на уровне моря. Следовательно ³/₄ всей массы атмосферы лежит на высотах менее 10 км. Поэтому естественно, что, если воздушное течение вынуждено преодолевать высокие хребты, лежащие на его пути, оно изменяет свое направление.

Всем известно аналогичное явление в струе воды. Встречая на своем пути мостовую опору, она раздваивается, а за опорой снова сливается и образует водоворот. На движущийся воздух гора действует так же, как мостовая опора в реке: воздушный поток раздваивается и обтекает препятствие, а при незначительной высоте препятствия — перетекает через него. Это явление особенно хорошо проявляется при западных ветрах, дующих над Северной Америкой, Европой и Азией. При движении над континентами западный воздушный поток отклоняется от своего первоначального направления, а скорость его увеличивается. Позади препятствий скорость потока уменьшается и он снова широкой полосой движется в прежнем направлении. За горным хребтом с уменьшением скорости потока нарушается его равновесие — изменяется траектория потока. Местности, лежащие позади горных хребтов и цепей, являются очагами формирования областей повышенного и пониженного давления. Такие местности расположены у восточных побережий гористых континентов, например в районе острова Ньюфаундленд и у полуострова Камчатка.

Мы познакомились, таким образом, с одной из причин возникновения вращающихся воздушных масс, тесно связанной с рельефом земной поверхности, или, как говорят метеорологи, с орографическими условиями.

Рассмотрим теперь еще силу, противодействующую атмосферным течениям, а именно силу трения. Если бы не постоянное влияние этой силы, то движения в атмосфере непрерывно усиливались бы. Невозможно даже представить себе, сколько бурь и ураганов свирепствовало бы на земном шаре, если бы трение не сдерживало атмосферных движений. Уменьшение скорости воздушных течений обусловливается трением как между молекулами атмосферных газов и земной поверхностью, так и между самими молекулами. Трение в первом случае называется внешним, а во втором — внутренним. Из-за большей шероховатости твердой поверхности, чем воды, внешнее трение больше на суше, чем на водоемах. В связи с этим области пониженного давления (циклоны), приходящие с Атлантического океана в Европу, вследствие увеличения трения начинают здесь быстро заполняться. Обычно их энергия полностью исчерпывается при приближении к Уральским горам.

Внутреннее трение также играет значительную роль в формировании характера и особенностей воздушных течений, но не столько в циклонической деятельности в атмосфере, сколько в изменении ветра с высотой в приземном слое. Величина внутреннего трения в основном определяется температурой воздуха.