VI. Циклы и ритмы атмосферы

СОДЕРЖАНИЕ

1. Полусуточный период колебаний скорости ветра

2. Полусуточные атмосферные приливы

3. Суточный период колебания скорости ветра

4. Суточный ритм изменения температуры воздуха и земной поверхности

5. Период модуляции многосуточного хода процесса взаимодействия «океан – атмосфера»

6. Период термобарических волн в атмосфере

7. Междугодовой цикл колебаний метеорологических элементов

8. Межсезонный ритм вариации климата Земли

9. Период термобарических волн в атмосфере

10. Цикл изменения интенсивности и направлений ветра в стратосфере

11. Период колебаний среднемесячного давления и высот изобарических поверхностей

12. Цикл зональных составляющих ветра в экваториальной стратосфере

13. Цикл колебаний климатического режима

14. Ритм изменения температуры воздуха в северной части Атлантического океана

15. Короткопериодический цикл колебания температуры воздуха

16. Внутривековой цикл вариации атмосферного давления

17. Внутривековой цикл изменений путей циклонов

18. Внутривековой цикл содержания атмосферного озона

19. Внутривековой цикл колебания температуры у поверхности земли

20. Внутривековой цикл общей циркуляции атмосферы


Продолжение раздела «ЦИКЛЫ И РИТМЫ АТМОСФЕРЫ»

Лишь когда человек смотрит на мир, достигнув спокойствия ума, ему открывается истинная природа Вселенной и самого себя.
– Элизабет Гилберт

Метеорологические наблюдения помогают понять взаимодействие сил, действующих в природе Метеорология, как и любая наука, нуждается в экспериментах. Эта вышка предназначена для изучения направления и силы ветра, турбулентности и взаимодействия потоков

1. Полусуточный период колебаний скорости ветра

Исследование временной изменчивости скорости и направления ветра в Северном полушарии на высотах более 20-25 км позволило сделать вывод о существовании в природе полусуточных колебаний этих параметров. Основной особенностью этих колебаний является то, что они наиболее развиты в южных широтах Северного полушария и сходят на нет в северных.

Количественные характеристики

Период – 12 часов

Амплитуды колебания скорости ветра (м/с) на уровне 100 мб
СтанцияЛетоЗима
Мурманск00
Москва3,33,4
Баку8,03,7

Относительные максимумы скорости ветра приурочивался к утренним и вечерним часам.

Механизм возникновения циклического явления

Сведений нет.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

2. Полусуточные атмосферные приливы

Атмосферные приливы – периодические колебания атмосферного давления, обусловленные силами притяжения Луны и Солнца в соединении с центробежными силами, развивающимися при вращении систем «Земля – Луна» и «Земля – Солнце».

Количественные характеристики

Период – 12 ч. 26 мин.

Механизм возникновения циклического явления

Атмосферные приливы с периодом, близким к 12 ч., обусловлены периодическим изменением приливного момента, действующего на Землю со стороны Луны и Солнца, прямым нагревом и расширением атмосферы на дневкой поверхности, а также способностью атмосферы усиливать колебания с периодом, близким к 12 ч.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

3. Суточный период колебания скорости ветра

Суточный ход ветра в свободной атмосфере изучен еще недостаточно хорошо, однако отдельные наблюдения показывают, что существует периодичность в колебаниях скорости ветра. Установлено, что усиление ветра днем (Москва, май) охватывает очень тонкий слой воздуха (менее 50 м). На высотах от 100 м до 1,7 км средний ветер днем слабее, чем ночью. На больших высотах (1,7 – 10 км) происходит увеличение дневного ветра. На высотах свыше 10 км дневной ветер слабее ночного.

Количественные характеристики

Период – 1 сутки

Амплитуды колебания скорости ветра (м/с) на уровне 100 мб
СтанцияЛетоЗима
Мурманск1,62,8
Москва1,32,7
Баку0,31,2

Механизм возникновения циклического явления

Сведений нет.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

4. Суточный ритм изменения температуры воздуха и земной поверхности

Общеизвестен тот факт, что температура воздуха и земной поверхности варьирует в течение суток, при этом почти всегда дневные температуры выше ночных. Амплитуда колебания температуры в течение суток зависит от типа климата местности (континентальный, резкоконтинентальный, морской), а также от сезона (весна, лето, осень, зима). Иногда встречаются аномальные промежутки времени, связанные с макроциркуляционными процессами в атмосфере, когда ночная температура может быть выше дневной.

Количественные характеристики

Период – 1 сутки

Механизм возникновения циклического явления

Суточный ритм изменения температуры земной поверхности и воздуха порождается вращением Земли вокруг своей оси (сменой дня и ночи).

Порождаемые циклические явления

Суточный ритм изменения температуры земной поверхности и воздуха порождает суточный ритм пульсации водотоков.

5. Период модуляции многосуточного хода процесса взаимодействия «океан – атмосфера»

Исследования, проведанные в экваториальной зоне и северной пассатной области Атлантического океана в период «зима – начало весны», позволили выявить тот факт, что крупномасштабное динамическое и тепловое взаимодействие «океан – атмосфера» подвержено ритмическим колебаниям. Особенно отчетливо эти колебания проявляются в многосуточном ходе скрытого потока тепла и касательного ветра на поверхности раздела «океан – атмосфера».

Ветер – это дыхание природыВетер – это перемещение воздушных масс из областей с высоким атмосферным давлением в область низкого давления. В районе экватора всегда наблюдается более низкое атмосферное давление, поэтому над океанами дуют постоянные ветры – пассаты: в северном полушарии – северо-восточные, в южном полушарии – юго-восточные.
Зимой атмосферное давление выше над материками, летом – над океанами; поэтому зимой ветры дуют с материков на океаны, а летом – с океанов на материки. Это сезонные ветры – муссоны.
Бриз – местный ветер, дующий на морском побережье: днем он дует с воды на сушу, а ночью – с суши на воду. Зона действия бриза в море и на суше не более 30-40 км

Количественные характеристики

Период3-4 суток
Интервал изменения касательного напряжения ветра от 1,45 до 1,252 дин/см
Интервал изменения скрытого потока теплотыот 0,018 до 0,008 кал/см мин

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что эти колебания представляют собой промодулированные искаженные инерционные колебания.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.


Вернуться к содержанию

6. Период термобарических волн в атмосфере

Одними из основных характеристик климата являются барические и температурные поля в атмосфере, т.е. пространственные распределения температуры и атмосферного давления. Барические поля обычно характеризуются системой поверхностей одинакового давления – изобарическими поверхностями, а температурные – температурой воздуха на изобарических поверхностях. Наблюдения за ходом изменчивости высот изобарических поверхностей, температуры воздуха и скорости ветра на изобарических поверхностях 500 мб и 100 мб для г. Москвы за период «июнь-июль» указали на некоторую ритмичность в изменчивости уровней и температуры воздуха изобарических поверхностей, что позволило сделать вывод о существовании короткопериодических термобарических волн в атмосфере.

Количественные характеристики

Период – 7-15 суток

Амплитуда изменчивости температуры
Изобарическая поверхность, мб Амплитуда, град/сут
500 3,5
100 1,5
Амплитуда изменчивости высот изобарических поверхностей
Изобарическая поверхность, мб Амплитуда, дкм/сут
500 20
100 15

Механизм возникновения циклического явления

В.Д. Решетов связывает эти волны с обращением экваториальной части фотосферы Солнца.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

7. Междугодовой цикл колебаний метеорологических элементов

Исследования ряда наблюдений за вариациями таких метеорологических элементов, как давление, температура и скорость ветра, указали на существование квазипериодичности в их вариациях. Основной особенностью квазипериодичности является наличие амплитуд колебаний метеорологических элементов для широт 60-70° и двух минимумов амплитуд – основного в приэкваториальных широтах и вторичного, слабого, в приполярных широтах.

С ростом высоты для амплитуд колебаний характерно:

  • в приэкваториальных широтах – их нарастание для всех метеорологических элементов;
  • в умеренных и приполярных широтах – существование максимума амплитуд колебаний высоты изобарических поверхностей и скорости ветра в верхней и нижней стратосфере.

Наибольшие амплитуды температуры воздуха наблюдаются в нижней половине тропосферы и в стратосфере – на севере в умеренных и приполярных широтах.

Колебания метеорологических элементов наблюдаются круглый год, при этом зимой интенсивность колебаний давления на севере умеренных широт примерно в два раза выше, чем летом.

Количественные характеристики

Средние амплитуды и периоды колебаний метеорологических элементов
МетеоэлементУровень, мбАмплитуды
на широте
Периоды
на широте, дни
30°60° 90° 30°60° 90°
Давление, дкм 1000 2,8 4,99,4 9,0 34 3029,6 31,4
3004,0 8,017,9 11,7 25,2 25,830,3 38,6
1005,0 12,517,5 11,9 23,4 26,431,6 38,4
Температура, град 10002,2 3,05,8 4,0 20,823,030,8 29,2
3003,0 4,04,5 3,1 19,4 22,0 28,4 21,2
1003,2 3,9 4,0 3,3 22,2 24,830,0 23,4
Скорость ветра, м/с 10005,0 5,2 2,6 6,520,024,017,2 20,4
30011,017,223,0 16,517,0 22,2 18,4 24,6
10020,018,513,5 11,2 16,8 21,4 21,0 24,2

Механизм возникновения циклического явления

Сведений нет.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

8. Межсезонный ритм вариации климата Земли

Ритмические межсезонные вариации климата Земли наиболее отчетливо проявляются в муссонах, изменчивости зональных ветров, событиях, происходящих в теплом океаническом течении Эль-Ниньо, а также в мультисекундных изменениях длины дня, измеренных при помощи лунного лазерного сканирования. Эти вариации представляют собой атмосферные волны, распространявшиеся с запада на восток с переменной амплитудой и периодом. Они особенно сильны в Индийском океане и западной части Тихого океана.

Количественные характеристики

Период – 30-50 суток

Мощность колебаний – 25% от общей инфракрасной радиации, испускаемой Землей в космос.

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что энергия, необходимая для возбуждения этих колебаний, появляется за счет поверхностного трения на границе «океан – атмосфера» и радиационного «похолодания» Земли, а сами колебания являются автоколебаниями системы «океан – тропосфера».

Порождаемые циклические явления

Считается, что этими атмосферными волнами может быть объяснено начало, ход и окончание индийских и австралийских муссонов. Кроме того, они играют роль спускового крючка для некоторых событий в теплом океаническом течении Эль-Ниньо.

9. Период термобарических волн в атмосфере

Исследования временной изменчивости среднемесячного давления и высoт изобарических поверхностей показали наличие «короткого» периода в их вариациях. Эти колебания осуществляются во всей толще атмосферы с одним и тем же периодом. Фазы колебаний на различных высотах могут быть различными. Длина периода колебаний увеличивается от зимы к лету на 10%. Наблюдается слабая тенденция увеличения длины периода с севера на юг.

Количественные характеристики

Период – 2,7 месяца (в среднем)

Средняя амплитуда колебаний среднемесячного давления, мб
ЛетоЗима
Север ЦентрЮг Север ЦентрЮг
2,3 1,40,8 5,5 3,31,2
Средняя амплитуда колебаний высот изобарических поверхностей, дкм
ЛетоЗима
Север ЦентрЮг Север ЦентрЮг
3,1 2,62,5 6,4 4,83,2

Механизм возникновения циклического явления

В.Д. Решетов связывает эти термобарические волны с периодическим совмещением пары Венера – Меркурий на одной линии, но по обе стороны от Солнца.

Порождаемые циклические явления

Периодическое потепление в одних местах верхних слоев атмосферы и похолодание в других.

10. Цикл изменения интенсивности и направления ветра в стратосфере

Стратосфера – слой атмосферы, лежащий над тропосферой и располагающийся в высоких широтах начиная с высоты 8-10 км, а вблизи экватора с 16-18 км и вплоть до 50-55 км. Стратосфера характеризуется возрастанием температуры с высотой от -40°С до температур близких к 0°С, а также малой турбулентностью.

Есть многое в природе, друг Горацио, Что и не снилось нашим мудрецам Экспериментальные данные показали интересную особенность вариации интенсивности и направления ветра в стратосфере: два раза в год западный ветер достигает там максимума и сменяется восточным. Самое удивительное, что эти события совпадают с ключевыми точками земной орбиты – равноденствиями и солнцестояниями! «Есть многое в природе, друг Горацио, что и не снилось нашим мудрецам…»

Количественные характеристики

Период – 0,5 года

Даты достижения максимума интенсивности западного ветра в стратосфере – 21 марта (весеннее равноденствие) и 23 сентября (осеннее равноденствие)

Даты смены западного ветра в стратосфере на восточный – около 22 декабря и 22 июня (зимнее и летнее солнцестояние).

Механизм возникновения циклического явления

Многие ученые связывают возникновение этого цикла с внеземным фактором: Земля, вращаясь вокруг Солнца, дважды в год пересекает некое, неизвестное пока, силовое поле, которое и порождает описанное выше циклическое явление. Это предположение в какой-то мере подтверждается подобными циклическими явлениями в атмосферах других планет (Марс, Юпитер, Сатурн).

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.


Вернуться к содержанию

11. Средний период колебаний среднемесячного давления и высот изобарических поверхностей

Исследования особенностей циркуляции атмосферы выявили существование волновых процессов, обуславливающих квазипериодическое изменение среднемесячного давления и высоты изобарических поверхностей.

В северном полушарии преобладающими направлениями движения волн давления являются юго-восточное, северо-восточное, северное и западное. Почти не распространяются волны на юг и восток. Наиболее быстро (900 км/месяц) движутся волны северо-восточного, западного и юго-западного направления. Самыми медленными являются волны давления, движущиеся с северо-запада и юго-востока (700 км/месяц).

Роза преобладающих направлений движения волн давления показывает, что оси основных направлений ориентированы с северо-востока на юго-запад.

ПРИМЕЧАНИЕ: здесь под направлением движения волн подразумевается точка горизонта, в которую направлен вектор скорости движения.

Количественные характеристики

Период – 8,5-11,3 (в среднем 9,9 мес.)

Средняя амплитуда колебаний высот изобарических поверхностей, дкм, и среднемесячного давления, мб
ЛетоЗима
Север ЦентрЮг Север ЦентрЮг
дкм3,1 4,22,2 4,2 4,52,7
мб3,1 2,11,2 3,8 2,21,4

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что эти колебания представляют собой собственные колебания атмосферы.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

12. Цикл зональных составляющих ветра в экваториальной стратосфере

Результаты анализа наблюдений за интенсивностями восточной и западных составляющих ветра в стратосфере на различных метеостанциях мира позволили выявить следующую закономерность: на высотах порядка 20-30 км в экваториальной стратосфере (±10°широты) существует двухлетняя цикличность зональных составляющих ветра, которая проявляется в последовательной смене этих составляющих, в вариации их интенсивностей (скорости ветра), а также продолжительности одной из составляющих над другой.

Количественные характеристики

Средняя (А) и максимальная (Б) продолжительности (мес.) преобладания одной из зональных составляющих ветра над другой, а также периоды цикличности для различных уровней изобарической поверхности. Данные для острова Кантон (2°46' ю. ш., 171°43' з. д.).

Средняя (А) и максимальная (Б) продолжительности (мес.) преобладания одной из зональных составляющих ветра над другой
СоставляющаяИзобарические поверхности, мб
80605040
АБАБАБАБ
Восточная9,812,09,911,011,212,511,99,5
Западная16,523,016,020,014,218,013,09,0
Продолжительность всего цикла, мес.26,328,025,928,025,429,024,920,5

Интервал вариаций скорости западной составляющей ветра от 0,0 до 10 м/сек. на изобарической поверхности 60 мб.

Интервал вариации скорости восточной составляющей ветра от 0,0 до 20 м/сек. на изобарической поверхности 60 мб.

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что этот цикл может порождаться взаимодействием слабо выраженной 25-месячной цикличности в распределении солнечных пятен, открытой Шапиро и Вордои, и двухгодичной периодичности в колебаниях концентраций озона в стратосфере, обнаруженной Функом и Гарнхамом.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

13. Цикл колебаний климатического режима

А.А. Конев и др., анализируя вид спектрального распределения атмосферных осадков в районе г. Купино Новосибирской области за период 15-20 лет, пришли к выводу о существовании цикличности их интенсивности. Аналогичные результаты были получены при исследовании изменчивости циркуляции атмосферы северного полушария, при этом установлено, что наиболее отчетливо этот климатический цикл проявляется в повторяемости антициклонической циркуляции, глубоких циклонов и мощных антициклонов. Данные палеоклиматологии говорят о том, что климатический цикл отчетливо запечатлен в отложениях всех геологических возрастов от среднего протерозоя до наших дней

Количественные характеристики

Период – 2,2-3,0 года

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что эти циклические колебания соответствуют некоторому нормальному состоянию климата.

Порождаемые циклические явления

Периодичность осадконакопления, ритм колебаний уровня замкнутых морей.

14. Ритм изменения температуры воздуха в северной части Атлантического океана

При анализе данных наблюдений за температурой воздуха в северной части Атлантического океана за достаточно большой промежуток времени Е.Д. Ершовой было высказано предположение о существовании ритмических колебаний этого метеорологического элемента в указанном регионе. Дальнейшие исследования, проведенные В.В. Шулейкиным, подтвердили это предположение.

Количественные характеристики

Период – 3,5 года

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что теплые воды Гольфстрима, попадая в Полярный бассейн, смешиваются с компенсационными, которые, возвращаясь в Атлантический океан в виде холодных Гренландского и Восточно-Лабродорского течений, опять попадают в Гольфстрим. При случайном толчке (например, потеплении Гольфстрима) может возникнуть автоколебательный режим с периодом близким к 3,5 годам.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

Глобальное потепление может резко изменить климат на всей ЗемлеУченые из Университетского колледжа Лондона обнаружили, что морское течение Гольфстрим замедлилось, достигнув минимума за последние 1600 лет. Это может привести к суровым зимам в Европе, ускоренному повышению уровня моря и ослаблению тропических дождей

15. Короткопериодический цикл колебания температуры воздуха

Проведенные исследования многодневных вариаций температуры воздуха в различных пунктах Советского Союза позволили выявить короткопериодический цикл колебаний среднемесячных температур. Основной особенностью этого цикла является то, что он проявляется достаточно четко для различных станций в определенные месяцы, а в другие месяцы года цикл подвержен влиянию случайных флуктуаций, которые в некоторых случаях приводят к исчезновению цикличности

Количественные характеристики

Период – 6-7 лет, январь, ноябрь, декабрь – С.-Петербург, январь – Свердловск

Средняя амплитуда циклических колебаний – 4°С, С.-Петербург.

Согласование амплитуд и фаз колебаний в различных точках земного шара не наблюдается.

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что колебания температуры с периодом 6-7 лет в высоких широтах могут быть вызваны взаимодействием атмосферного полюсного прилива с периодом около 14 месяцев и 12-месячными сезонными изменениями циркуляции атмосферы.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.


Вернуться к содержанию

16. Внутривековой цикл вариации атмосферного давления

В 1923 г. Клейтон на основе анализа глобальных вариаций атмосферного давления за год, летний и зимний сезоны за период 1858-1920 гг., выявил цикличность в этих колебаниях. В дальнейшем эти выводы были подтверждены другими исследователями.

Количественные характеристики

Период – 11 лет

Закономерности распределения давления в период максимума солнечной активности Для различных географических регионов
РегионСреднегодовые значенияСезонные значения
ЗимаЛето
Континент Повышение
(0,5–1,0 гПа)
Океан Повышение
(0,5–1,0 гПа)
Широты выше 20°Повышение
(0,5–1,0 гПа)
ЭкваторПонижение
(0,5–1,0 гПа)
ОкеанПонижение
(0,5–1,0 гПа)

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что цикл вариаций атмосферного давления порождается 11-летним циклом солнечной активности, а повышение давления в одних географических областях и понижение в других в период максимума солнечной активности может быть объяснено проявлением стоячих планетарных волн.

Порождаемые циклические явления

Сведений нет.

17. Внутривековой цикл изменений путей циклонов

Циклоны представляют собой квазиустойчивые системы низкого давления, способные перемещаться на значительные расстояния, сохраняясь при этом в течение нескольких недель. Имеются данные, что некоторые циклоны могут за одну неделю огибать земной шар. В северном полушарии циклоны преимущественно движутся на восток, а их перемещение ограничено зоной 30-60 с.ш. Браун и Джон в 1977 г., проанализировав многолетние данные по путям прохождения циклонов через Северную Атлантику, пришли к выводу о цикличности в изменении путей. Аналогичный результат был установлен и для циклонов, проходящих через Австралию.

Количественные характеристики

Период – 11 лет

В годы минимума солнечной активности пути циклонов в умеренных широтах располагаются ближе к экватору, чем в годы максимума.

Амплитуда смещения путей циклонов – 1,5° (Северное море).

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что циклическое изменение путей циклонов порождается внутривековым циклом циркуляции атмосферы с периодом в 11 лет.

Порождаемые циклические явления

Циклические изменения путей циклонов в умеренных широтах определяют циклическое изменение местоположения штормов, особенно в зимнее время.

18. Внутривековой цикл содержания атмосферного озона

Озон – O3, аллотропная модификация кислорода. Концентрация озона в стратосфере зависит от интенсивности ультрафиолетового облучения Земли в различных длинах волн. Озон образуется при тройном столкновении:

О + O2 + М = O3 + М,

где М – любая частица, которая может воспринимать при столкновении кинетическую энергию.

Ультрафиолетовая радиация с длиной волн меньше 400 нм очень сильно поглощается озоном, который препятствует ее проникновению до поверхности Земли. Основная масса озона расположена в атмосфере в виде слоя – озонссферы – на высотах от 10 до 50 км с максимумом концентрации на высотах 20-25 км.

Общая концентрация озона сильно меняется в зависимости от широты, характерной особенностью является наличие минимума концентрации вблизи экватора. Натурные наблюдения показывают, что концентрация озона мало зависит от времени суток и долготы места наблюдения. Многочисленные наблюдения за концентрацией озона в стратосфере указали на то, что ей свойственны циклические флуктуации во времени.

Количественные характеристики

Период – 11 лет

Фаза цикла содержания озона сдвинута относительно фазы солнечного цикла:

  • 3-4 года (Уиллет,1962),
  • 2-З года (Анджелл, Корошовер,1975).

Относительная амплитуда колебаний содержания озона на высотах 20-30 км – 36% (Петцольд,1973).

Интервал изменения парциального давления озона на уровне его максимального содержания за время цикла – от 120-130 нб до 180 нб.

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что на циклическое изменение концентрации атмосферного озона влияет циклическое изменение интенсивности ультрафиолетовой солнечной радиации с длинами волн менее 242 нм, играющей основную роль в фотохимических реакциях образования озона.

Порождаемые циклические явления

Предполагается, что циклическая изменчивость концентрации озона в атмосфере влечет за собой циклические изменения числа заболеваний раком кожи, урожайности сельскохозяйственных культур, динамики экосистем, гибели микроорганизмов, количества фотохимического смога, степени фотораспада ксенобиотических веществ.

19. Внутривековой цикл колебания температуры у поверхности земли

В 1914 году Кеппен на основе анализа многолетних данных показал, что средняя годовая глобальная температура испытывает колебания циклического характера. Дальнейшие исследования спектра температурных рядов в целом подтвердили выводы Кеппена, хотя для некоторых метеостанций такой цикличности не выявлено. Такая же цикличность прослежена геологами на основании косвенных показателей для климата нижнего кембрия бассейна р. Лены, ордовика Центральной Сибири, карбона Тянь-Шаня, эоцена Северной Америки.

Количественные характеристики

Период – 11 лет

Амплитуда колебания температуры относительно средней
ЭкваторУмеренные широты
Северное полушариеЮжное полушарие
0,5°C0,2°C0,3°C

Фаза колебаний температуры противоположна фазе 11-летнего цикла солнечной активности.

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что циклические колебания температуры воздуха у поверхности Земли возбуждаются 11-летним циклом солнечной активности, причем механизм возбуждения основан на явлениях резонанса. Другими словами, собственные колебания системы «атмосфера – океан – суша» во многих случаях близки к 11 годам. Вместе с тем, ввиду большой сложности и изменчивости этой системы частота их собственных колебаний может варировать в больших пределах, что объясняет противоречивость исследований по этому циклу.

Порождаемые циклические явления

Внутривековой цикл ледовитости полярных морей, число айсбергов в Атлантическом океане, циклические явления в живой природе.

20. Внутривековой цикл общей циркуляции атмосферы

Общая циркуляция атмосферы в Северном полушарии в значительной степени контролируется обширными квазистационарными областями высокого и низкого давления. Среди них, по мнению метеорологов, особенно важными являются:

  • Исландский минимум (расположен в районе Исландии, сохраняется круглый год);
  • Алеутский минимум (расположен над оконечностью Алеутских островов на 50° с.ш., прослеживается зимой и исчезает летом);
  • Тихоокеанский максимум (расположен: 30° с.ш. и 140° з.д. – зимой и 40° с.ш. и 150° з.д. – летом, сохраняется круглый год);
  • Азорский максимум (расположен над Азорскими островами, сохраняется круглый год).

Эти центры действия оказывают влияние на общую циркуляцию атмосферы, которая проявляется в преобладающих западных ветрах в умеренных широтах, пассатах северо-восточного направления, усиленной меридиальной (с юга на север) циркуляцией. Проведенные исследования показали, что во временных флуктуациях широтного и долготного расположения, а также интенсивности центров действия прослеживается некоторая цикличность.

Количественные характеристики

Период – 11 лет

Западный край центров действия в период минимума солнечной активности имеет тенденцию к смещению в западном направлении (смещение Исландского минимума – 1500 км).

Широта Алеутского минимума выше при минимуме солнечных пятен, чем при максимуме.

Центры Азорского максимума и Исландского минимума имеют тенденцию к смещению на восток в период максимальной солнечной активности.

Интенсивность и площадь Азорского максимума имеют тенденцию к повышению в годы максимума солнечной активности.

Механизм возникновения циклического явления

Предполагается, что этот цикл тесно связан с 11-летним циклом солнечной активности, хотя механизма взаимодействия этих циклов пока не выявлено.

Порождаемые циклические явления

Цикличность в интенсивности и этезиях (число дней в году) преобладающих ветров; цикличность в путях прохождения циклонов.

У тропических циклонов нередко бывает «глаз бури» – центральная область с ясной и безветренной погодойЦиклоны зарождаются в океане. Это огромные атмосферные вихри, возникающие из-за вращения Земли. В центре циклона давление пониженное, и вектор скорости ветра направлен к центру циклона. Воздух в циклонах циркулирует против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке в Южном. Приход циклона означает плохую погоду: осадки, ветер, грозы, шквалы. У тропических циклонов нередко бывает «глаз бури» – центральная область диаметром 20-30 км с ясной и безветренной погодой. В непосредственной близости от экватора циклоны не возникают вообще

Продолжение раздела «ЦИКЛЫ И РИТМЫ АТМОСФЕРЫ»