Daugiau

11.2: supaprastintas pasaulinės apyvartos aprašymas - geomokslai

11.2: supaprastintas pasaulinės apyvartos aprašymas - geomokslai


Šiame skyriuje apibendrinama, kas vyksta. Vėlesniuose skyriuose paaiškinta „kodėl“ ir „kaip“.

Apsvarstykite hipotetinę besisukančią planetą, kurioje nėra kontrasto tarp žemynų ir vandenynų. The klimatologinis vidurkis (vidutiniškai per 30 metų; žr. skyrių „Klimatas“) vėjai tokioje supaprastintoje planetoje turėtų tokias charakteristikas, kaip parodyta fig. 11.3. Faktinis vėjas bet kurią dieną gali skirtis nuo šio klimatologinio vidurkio dėl trumpalaikių orų sistemų, kurios trikdo vidutinį srautą. Be to, vidutinės mėnesio sąlygos linkusios pasislinkti vasaros pusrutulio link (pvz., Cirkuliacijos juostos perkeliamos į šiaurę balandžio-rugsėjo mėnesiais).

Viduje esantys vidutiniai vėjai nubrėžti 11.3a pav. Žemose platumose plačios atkaklių rytų vėjų juostos (U ≈ –7 m s–1) paskambino prekybos vėjai, pavadintas, nes rytų leido burlaiviams vykdyti transokeaninius prekyba senais laikais.

Šie prekybos vėjai taip pat pučia link pusiaujo iš abiejų pusrutulių, o pusiaujo konvergencijos diržas vadinamas intertropinė konvergencija zona (ITCZ). Vidutiniškai ITCZ ​​oras yra karštas ir drėgnas, žemas slėgis, stiprus oro judėjimas aukštyn, stiprūs konvekciniai (perkūnijos) krituliai ir silpnas ar ramus vėjas, išskyrus perkūniją. Tai pusiaujo lovis (žemo slėgio diržas) buvo vadinamas apmaudžiai jūreivių, kurių burlaiviai ten buvo įkalinti daugelį dienų.

11.3 pav. Supaprastinta pasaulinė cirkuliacija troposferoje: (a) netoli paviršiaus ir (b) netoli tropopauzės. H ir L rodo aukštą ir žemą slėgį, o HHH reiškia labai stiprų aukštą slėgį. Balta spalva rodo krituliuojančius debesis. ATSARGIAI: aukštas ir žemas slėgis yra SUSIJĘS su vidutiniu slėgiu tuo pačiu metu. Visas absoliutus slėgis netoli tropopauzės iš tikrųjų yra mažesnis nei slėgis paviršiuje.

30 ° platumos yra didelio paviršiaus slėgio diržai, vadinami subtropinėmis aukštumomis (11.3a pav.). Šiuose diržuose karštas, sausas, be debesų oras leidžiasi iš aukščiau esančios troposferos. Paviršiniai vėjai šiuose diržuose taip pat vidutiniškai yra ramūs. Senais laikais bekalti burlaiviams dažnai pritrūkdavo geriamojo vandens, todėl laive esantys arkliai žūdavo ir buvo išmesti už borto. Vadinasi, jūreiviai šias apgailėtinas vietas pavadino arklių platumais. Sausumoje daugelis pasaulio dykumų yra netoli šių platumų.

Vidurinėse platumose yra laikini žemo slėgio centrai (vidutinės platumos ciklonai, L.) ir aukštas slėgis (anticiklonai, H.). Vėjai aplink žemus susilieti (susiburti) ir cirkuliuoti cikliškai - Šiaurės pusrutulyje prieš laikrodžio rodyklę, o S. pusrutulyje - pagal laikrodžio rodyklę. Vėjai aplink aukštumas išsiskirti (paskleisti) ir pasukti anticikloniškai - pagal laikrodžio rodyklę Šiaurės pusrutulyje ir prieš laikrodžio rodyklę pietų kryptimi. Ciklonai yra blogo oro regionai (debesys, lietus, didelė drėgmė, stiprus vėjas) ir frontai. Anticiklonai yra gero oro regionai (giedras dangus ar šviesaus oro debesys, be kritulių, sausas oras ir silpnas vėjas).

Aukšto ir žemo slėgio centrai vidutiniškai juda iš vakarų į rytus, juos skatina didelio masto vėjai iš vakarų. Nors šie vakarų vyrauja bendrojoje cirkuliacijoje vidurio platumose, paviršiniai vėjai yra gana įvairūs laike ir erdvėje dėl vakarų ir plius laikinosios cirkuliacijos aplink aukštumas ir žemumas.

Netoli 60 ° platumos vadinami žemo paviršiaus slėgio diržai subpoliniai žemumai. Šiuose diržuose yra lengvas ir ramus vėjas, oro judėjimas aukštyn, debesys, vėsi temperatūra ir krituliai (kaip sniegas žiemą).

Netoli kiekvieno poliaus yra aukšto slėgio klimatinė sritis, vadinama a poliarinė aukšta. Šiuose regionuose dažnai būna giedras dangus, šaltas sausas besileidžiantis oras, silpnas vėjas ir mažai sninga. Tarp kiekvieno aukščiausio poliarinio aukščio (esant 90 °) ir žemiausio poliarinio (esant 60 °) yra silpno rytų vėjo diržas, vadinamas poliariniai Velykai.

Stratosfera yra stipriai statiškai stabili ir veikia kaip troposferos dangtis. Taigi vertikalios cirkuliacijos, susijusios su mūsų oru, dažniausiai yra įstrigusios troposferoje. Šios vertikalios cirkuliacijos susieja vidutinius paviršinius vėjus su čia aprašytais vidutiniais viršutinio troposferos (netoli tropopauzės) vėjais (11.3b pav.).

Tropikuose yra labai stipraus pusiaujo aukšto slėgio diržas palei ITCZ ​​perkūnijos viršūnes. Oras šiame dirže pučia iš rytų dėl rytų inercijos dėl prekybos vėjų, kylančių aukštyn perkūnijos konvekcijos metu. Nuo šio diržo nukrypsta vėjai, kurie pučia į šiaurę Šiaurės pusrutulyje, o į pietus - pietų kryptimi. Kadangi šie vėjai nutolsta nuo pusiaujo, jie artėja prie 30 ° platumos ir tampa vis vakarietiškesni.

Beveik 30 ° platumos kiekviename pusrutulyje yra nuolatinis stiprių vakarų vėjų diržas tropopauzės metu, vadinamas subtropinis lėktuvas. Šis lėktuvas šiek tiek vingiuoja į šiaurę ir pietus. Slėgis čia yra labai didelis, bet ne toks didelis kaip virš pusiaujo.

Vidurinėse platumose tropopauzės metu yra dar vienas stipraus vakarų vėjo diržas, vadinamas poliarinė srovė. Poliarinio srauto vidurio linija vingiuoja į šiaurę ir pietus, todėl susidaro bangą primenanti forma, vadinama a Rossby banga (arba planetų banga), kaip parodyta 11.1c pav. Pusiaujo bangos dalys yra žinomos kaip žemo slėgio loviai, o polių dalys žinomos kaip aukšto slėgio keteros. Šios keteros ir loviai yra labai trumpalaikiai ir paprastai pasislenka iš vakarų į rytus, palyginti su žeme.

Netoli 60 ° tropopauzės metu yra žemo ir vidutinio slėgio diržas. Kiekviename poliuje yra žemo slėgio centras netoli tropopauzės, o aukštų platumų vėjai paprastai pučia iš vakarų, sukeldami cikloninę cirkuliaciją aplink žemas poliarinis. Taigi, priešingai nei paviršiaus sąlygos, beveik tropopauzės vidutinis vėjas pučia iš vakarų visose platumose (išskyrus netoli pusiaujo).

Vadinamos vertikalios šilto kylančio oro cirkuliacijos tropikuose ir nusileidžiančio oro subtropikuose Hadley ląstelės arba Hadley tiražai (11.4 pav.). Hadley kameros apačioje yra prekybos vėjai. Viršuje, netoli tropopauzės, yra skirtingi vėjai. „Hadley“ cirkuliacijos pakilimo dalyje ITCZ ​​dažnai būna perkūnija ir gausūs krituliai. Ši stipri konvekcija troposferoje sukelia didelę tropopauzę (15–18 km aukštyje) ir atogrąžų lietaus juostą.

Vasaros ir žiemos pusrutulio Hadley ląstelės yra labai asimetriškos (Pav. Pagrindinė Hadley cirkuliacija (žymima apatiniu indeksu „M“) kerta pusiaują, o vasaros pusrutulyje kyla oras, o žiemos pusrutulyje- mažėjantis oras. vasaros pusrutulyje nuo 0 ° iki 15 ° platumos, o vidutinis šerdies greitis yra 6 mm s–1. Žiemos pusrutulyje platesnis nusileidimas dažnai būna nuo 10 ° iki 30 ° platumos, o vidutinis greitis yra apie –4 mm s–1 downdraft centruose. Sujungimas aukštyn ir žemyn yra 3 m s dienovidiniai vėjo komponentai–1 ląstelės viršuje ir apačioje.

Pagrindinė Hadley ląstelė keičia kryptį ir keičia padėtį tarp vasaros ir žiemos. Birželio-liepos-rugpjūčio-rugsėjo mėnesiais vidutinis saulės nuokrypio kampas yra 15 ° N, o pakilimas yra Šiaurės pusrutulyje (11.4a pav.). Iš šių keturių mėnesių labiausiai išryškėja tiražas rugpjūčio ir rugsėjo mėn. Šiuo metu ITCZ ​​yra maždaug 9 ° šiaurės platumos, tačiau kinta priklausomai nuo ilgumos.

Gruodžio-sausio-vasario-kovo mėnesiais vidutinis saulės nuolydžio kampas yra 14,9 ° S, o didžiausias pakilimas yra pietiniame pusrutulyje (11.4c pav.). Iš šių keturių mėnesių stipriausia cirkuliacija vyksta vasario ir kovo mėnesiais, o ITCZ ​​yra maždaug 6 ° pietų platumos, tačiau kinta priklausomai nuo ilgumos. Pagrindinė Hadley ląstelė perneša didelę šilumą iš atogrąžų, taip pat iš vasaros į žiemos pusrutulį.

Pereinamuoju laikotarpiu (balandžio-gegužės ir spalio-lapkričio mėn.) Tarp vasaros ir žiemos Hadley cirkuliacija abiejuose pusrutuliuose turi beveik simetriškas Hadley ląsteles (11.4b pav.). Šio perėjimo metu Hadley cirkuliacijos intensyvumas yra silpnas.

Skaičiuojant visų metų vidurkį, stipri, bet atvirkštinė pagrindinė Hadley tiražas iš dalies atšaukiamas, todėl metinė vidutinė tiražas yra šiek tiek silpnas ir atrodo kaip 11.4b pav. Šis silpnas metinis vidurkis yra apgaulingas ir neatspindi tikro šilumos, drėgmės ir vėjo judėjimo. Taigi, klimato ekspertai nori žiūrėti mėnesius JJA ir DJF atskirai sezoniniai vidurkiai.

Žiemos pusrutulyje vienas ar daugiau reaktyvinių srautų apskrieja žemę vidurio platumose, o vingiuodami į šiaurę ir pietus kaip Rossby bangos (11.1c pav.). Vertinant vidurkį aplink platumos juostas, grynasis poveikis yra silpna vertikali cirkuliacija, vadinama a Ferrelio ląstelė. Aukštose platumose yra kuklus polinė ląstelė.

Vasaros pusrutulyje visos cirkuliacijos yra silpnesnės. Yra nedidelių Hadley ir Ferrel ląstelių (pav. Vasaros pusrutulio cirkuliacija yra silpnesnė, nes temperatūrų kontrastas tarp atogrąžų ir polių yra silpnesnis.

Musoniniai tiražai yra žemyno masto cirkuliacijos, kurias lemia žemyno ir vandenyno temperatūros kontrastai, kaip parodyta fig. 11.5. Vasarą aukšto slėgio centrai (anticiklonai) yra virš palyginti šiltų vandenynų, o žemo slėgio centrai (ciklonai)-virš karštesnių žemynų. Žiemą žemo slėgio centrai yra virš vėsių vandenynų, o aukšto slėgio centrai-šaltesniuose žemynuose.

Šios musonų apyvartos atspindi vidutines sezono sąlygas. Faktinis oras bet kurią dieną gali būti įvairus ir gali nukrypti nuo šių sezoninių vidurkių.

Mūsų Žemėje yra sudėtingas žemynų ir vandenynų išdėstymas. Dėl to sezoniškai kintančios musoninės cirkuliacijos yra dedamos ant sezoniškai kintančios planetos masto cirkuliacijos, kad būtų sukurtas sudėtingas ir nevienodas pasaulinės apyvartos modelis.

Šiuo metu jūs suprantamai suprantate pasaulinę apyvartą. Bet kas tai skatina?