[ А. Л. КАЦ
ЦИРКУЛЯЦИЯ
В СТРАТОСФЕРЕ
И МЕЗОСФЕРЕ
1"И Б п И О Т Е К А
Лг адского
Гидрометеоролог ческого
И v.-.Ti i
ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЕ
ИЗДАТЕЛЬСТВО
ЛЕНИНГРАД
1968
УДК 551.513 В монографии -на основании опубликованных в мировой литературе радиозондовых и ракетных наблюдений исследуются периодические и непериодические изменения циркуляции в стратосфере и мезосфере различных широтных зон и особенности их взаимосвязи. Особое внимание уделяется тропической и экваториальной циркуляции, многослойности противоположных (в том числе и струйных) течений в атмосфере низких широт, сезонной эволюции квазидвухлетнего цикла в нижней экваториальной стратосфере, связи его с 6-месячным циклом в верхней экваториальной стратосфере и их влиянию на периодические и непериодические (внезапные зимние потепления) процессы во внетропической стратосфере.. Анализируются также особенности взаимосвязи планетарной циркуляции в стратосфере и мезосфере в периоды весеннего и осеннего обращения зонального ветра и модели зональных составляющих глобальной циркуляции до высоты 80 км, построенные для зимы, лета, весны и осени с учетом фазы квазидвухлетнего цикла в экваториальной стратосфере.
Монография рассчитана на метеорологов, геофизиков и синоптиков.
Periodic and non-periodic features of the stratospheric and mesospheric wind cycles and their correlation are discussed on the basis of radiosonde and rocket measurements. Much regard is paid to the tropical and equatorial winds, seasonal variations of the quasi-biennial wind cycles in the lower equatorial stratosphere and their correlation with the six-month wind cycle in the upper equatorial stratosphere. Connection of the equatorial stratospheric winds with the periodic and non-periodic occurrences (e. g.: sudden winter warming) in the extratropical stratosphere is described. Correlation of the planetary circulation in the stratosphere with that in the mesosphere in spring and in autumn is analysed. Models of zonal components of the global circulation up to 80 km altitude for winter, summer and autumn are analyged.
The monograph is intended for meteorological, geophysical and synoptic specialists.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Первые исследования вертикальной структуры воздушной оболочки Земли были начаты в XIX столетии, когда стало возможным поднимать приборы на аэростатах или воздушных змеях.Эти исследования были эпизодическими и проводились на сравнительно небольших высотах. Однако они позволили у ж е на рубеже XIX и XX столетий сделать заключение о том, что атмосфера неоднородна не только в горизонтальном, но и в вертикальном направлении. Тогда впервые появилось представление о наличии верхнего слоя атмосферы, который имеет иные характеристики, чем слой атмосферы у поверхности Земли.
Для изучения верхних слоев атмосферы длительное время применялись различные косвенные методы, к которым относятся прежде всего наблюдения з а распространением звуковых волн, сумеречным небом, метеорными следами, перемещением перламутровых и серебристых облаков и др. Обстоятельный обзор этих методов и полученных с их помощью результатов приведен в монографии И. А. Хвостикова [95].
В 40—50-х годах текущего столетия благодаря техническому прогрессу и оснащению метеорологии радиотехническими средствами стало возможным непосредственное измерение многих параметров атмосферы на высотах вначале до 20—30 км, а затем и до 60—100 км. Запуски метеорологических ракет и искусственных спутников Земли, впервые в мире осуществленные в СССР, расширили эти возможности. Обзор и описание этих методов наблюдений даны в работах К. Я. Кондратьева [45] и Е. Г. Швидковского [107].
Новая информация показала, что в атмосфере существует несколько слоев, отличающихся друг от друга прежде всего и наиболее отчетливо характером вертикального распределения температуры. В связи с непрерывным накоплением данных об этих слоях и углублением представлений о протекающих в них процессах менялись и их названия.
1* В настоящее время по рекомендации Всемирной метеорологической организации принято делить атмосферу на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. Обзор современных представлений о физических свойствах атмосферы, о ее ; радиационном и тепловом режимах дан Н. 3. Пинусом и С. М. Шметером [65].
Наиболее широко изучены характеристики тропосферы и нижней стратосферы, где наблюдения проводились с помощью радиозондов на обширной сети станций уже с 40-х годов текущего столетия. Усовершенствование аппаратуры, увеличение сети метеорологических станций и проведение наблюдений по расширенной программе в период Международного геофизического года позволили детально изучить строение атмосферы и особенности циркуляции до высоты 20—3.0 км не только в северном полушарии, но в известной мере и в южном.
Обширные обобщения результатов исследований многолетних характеристик структуры барического и термического полей, а также ветрового режима в тропосфере'и нижней стратосфере приведены в работах X. П. Погосяна [66, 67, 69], И. Г. Гутермана [22], И. В. Ханевской [92, 93], В. И. Воробьева [12]. Обобщению результатов исследования.этих же характеристик в Арктике и Антарктике посвящены монографии С. С. Гайгерова [13, 14], работы П. Д. Астапенко [2], В. А. Бугаева [5] и др. ;
Высокие радиозондовые подъемы позволили сделать важное открытие в стратосфере. Были обнаружены ^значительные сезонные (муссонные) изменения градиента температуры э к в а т о р полюс и связанные с ними изменения режима давления и ветра.
Однако только ракетные наблюдения позволили приступить к детальному изучению вертикальной.структуры и некоторых географических особенностей муссонного режима в стратосфере.
Обзору п обобщению этих, данных посвящена; монография В. Р. Дубенцова [31] и работы Е. Г. Швидковского [105—107].
Другое важное, открытие связано;; с обнаруженным в стратосфере по. высоким радиозондовым и особенно ракетным наблюдениям,.-прежде всего в, зимней стратосфере, значительных внутрисезонпых изменений температуры, ветра и содержания озона, что-существенно изменило прежние представления об относительной стабильности стратосферной циркуляции.
• Особенно ярко эти внутрисезонные изменения проявляются в. такГ называемых взрывных потеплениях;, в стратосфере высоких широт. Их анализ, природа и пространственные особенности продолжают, привлекать "внимание многих исследователей..
Наконец, третье;паусчету, открытие, но далеко не последнее по значимости, заключается в обнаружении так называемой квазндвухлетнен цикличности западных и восточных ветров в нижней экваториальной стратосфере; Обзоры исследований в этой области приведены в работах Рида [210] п. Крнстера [166|.
;
Новейшие радиозондовые и ракетные наблюдения в верхней экваториальной стратосфере показывают, что здесь отмечается многоцикличность воздушных течений — квазидвухлетняя в нижней стратосфере и шестимесячная в верхней, причем оба цикла находятся в определенной взаимосвязи [44].
Вполне естественно, что на первых стадиях исследований, прежде всего в силу ограниченности материалов наблюдений, много внимания уделялось описанию, и изучению природы каждого явления в отдельности. Постепенное накопление наблюдений позволит рассмотреть многие явления в стратосфере в их взаимосвязи. Особенно ценными в этом отношении оказались высокие радиозондовые и ракетные наблюдения в экваториальной стратосфере и мезосфере.
В период МГГ и после него были осуществлены регулярные наблюдения на советских экспедиционных кораблях «А. И. Воейков», «Ю. М. Шокальский», «Обь» и «Михаил Ломоносов»
по изучению циркуляции в стратосфере : экваториальной зоны. В итоге появилась серия работ ([32, 42, 109, 135—138, 207, 212] и др.), осветивших различные стороны до этого неизвестного явления квазидвухлетней цикличности смены восточных и западных ветров в нижней экваториальной стратосфере. О происхождении этой цикличности имеются разные точки зрения.
Экспедиционные материалы и ракетные данные для верхней стратосферы и мезосферы экваториальной зоны, полученные за последние 2—3 года [42, 44, 210], позволяют расширить и углубить представления об этом интересном явлении. Совместный анализ ракетных наблюдений в низких широтах и таких же наблюдений во внетропических широтах позволяет наметить некоторые взаимосвязи, которые могут оказаться полезными не только для понимания ряда особенностей общей циркуляции атмосферы до больших высот, но и для разработки методов долгосрочных прогнозов погоды.
В настоящей монографии и предпринята попытка некоторого обобщения как накопившегося материала наблюдений в стратосфере и мезосфере различных широтных зон, так и выполненных уже исследований по отдельным вопросам из этой области.
При этом прежде всего обращается внимание на анализ процессов в экваториальной стратосфере и мезосфере. Процессы в стратосфере и мезосфере экваториальной зоны, являющейся соединяющим (а не разделяющим) звеном между различными циркуляциями северного и южного полушарий, могут играть определяющую роль в возникновении и развитии ряда важных явлений в стратосфере умеренных и даже высоких широт.
Поэтому первая глава этой книги посвящена анализу вертикальной структуры зональных и меридиональных составляющих циркуляции в тропосфере и нижней стратосфере тропической зоны.
Во второй главе рассматриваются циклические колебания зональных ветров в нижней экваториальной стратосфере и гипотезы об их природе, а в третьей — сезонные особенности этих колебаний и связь их с общей циркуляцией в нижней стратосфере.
Четвертая глава посвящена анализу циркуляции в верхней экваториальной и тропической стратосфере и мезосфере и взаимосвязи циклических колебаний в нижней и верхней экваториальной стратосфере.
В пятой главе анализируются некоторые особенности циркуляции в стратосфере и мезосфере внетропических широт и взаимосвязь их со стратосферными процессами тропических и экваториальных широт.
В заключении приведены основные выводы работы, а также рассмотрены некоторые аспекты использования особенностей циркуляции стратосферы при разработке методов долгосрочных прогнозов погоды.
Автор считает приятным долгом выразить свою глубокую благодарность Н. 3. Пинусу, И. Г. Пчелко, С. И. Титову и В. И. Воробьеву за ценные критические замечания, высказанные в процессе работы над рукописью и окончательной ее подготовки к печати, а также сотрудникам лаборатории декадных прогнозов Гидрометеорологического центра СССР С. В. Галушкиной, Л. В. Гаврюшиной и М. И. Черняевой за большую помощь при техническом оформлении рукописи.
ГЛАВА I
ВЕРТИКАЛЬНАЯ СТРУКТУРА В О З Д У Ш Н Ы Х ТЕЧЕНИЙ
В ТРОПИЧЕСКОЙ И ЭКВАТОРИАЛЬНОЙ ТРОПОСФЕРЕ
И НИЖНЕЙ СТРАТОСФЕРЕ
Сведения о некоторых особенностях стратосферной циркуляции в тропических и экваториальных широтах появились д а ж е раньше, чем в других районах. Тем не менее общая изученность атмосферной циркуляции в низких широтах все еще остается недостаточной. П р е ж д е всего недостаточно изучены характеристики вертикальной структуры циркуляции, особенно в стратосфере и мезосфере, ее географические различия, причины возникновения тех или иных наблюдаемых здесь явлений, характер взаимосвязи их с соответствующими процессами внетропических широт и т. д.Тропическая з о н а 1 занимает примерно половину площади.
земного шара. К а к известно [3], именно здесь аккумулируется основное количество поступающего на Землю тепла, которое затем уже перераспределяется поземному шару системами океанической и атмосферной циркуляции. К а к отмечено в предисловии, роль развивающихся здесь атмосферных процессов в формировании многих важнейших черт общей циркуляции очень велика.
Периодический и непериодический обмен воздухом между полушариями, возможно, играет огромную роль в формировании крупномасштабных особенностей циркуляции отдельных лет и сезонов, а т а к ж е наблюдаемых из года в год в разных районах земного шара крупных аномалий погоды. В связи с этим появляется необходимость дальнейшего исследования и обобщения протекающих здесь атмосферных процессов, несмотря на весьма ограниченную освещенность этих районов метеорологическими данными, особенно высоких слоев атмосферы. Это диктуется еще Под тропической зоной понимается полоса земного шара примерно между 30° с. ш. и 30° ю. ш. Таким образом, экваториальная зона рассматривается как часть тропической.
и тем, что новые, хотя и ограниченные данные наблюдений;
в зоне низких широт, полученные за последние годы с помощьювысоких радиозондовых подъемов и метеорологических ракет,, содержат весьма ценную и существенно новую информацию о некоторых особенностях циркуляции в низкоширотной стратосфере и мезосфере.
Вертикальная структура зональных потоков В течение длительного времени, вплоть до 50-х годов текущего столетия, на схемах общей циркуляции атмосферы распределение воздушных течений по высоте в тропической зоне характеризовалось преобладанием восточных ветров во всей толще тропосферы и нижней стратосферы. Только в зимний период на уровнях верхней тропосферы и нижней стратосферы в тропической зоне отмечались западные ветры. Появление западных ветров на этих же уровнях в экваториальных широтах рассматривалось лишь как спорадическое явление. Такое представление об особенностях циркуляции в тропосфере и нижней стратосфере низких широт подкреплялось некоторыми эпизодическими наблюдениями и теоретическими выводами.
Извержение Кракатао (6°09' ю. ш., 105°22' в. д.) 27 августа 1883 г., в результате которого в атмосферу было выброшено огромное количество вулканической пыли, позволило получить первое представление о некоторых особенностях стратосферной циркуляции низких широт.
Движение вулканического облака показало [237], что в экваториальной зоне не только на уровне моря, но и в нижней стратосфере зональная составляющая ветра направлена с востока на запад, причем скорость этих восточных потоков в нижней стратосфере достигает значительных размеров (130 км/час).
Эти стратосферные восточные ветры получили в литературе название «ветры Кракатао».
Примерно через 25 лет (в 1909 г.) экспедицией Ван-Берсона в Центральной Африке впервые были обнаружены западные ветры в тропической стратосфере. Последующие эпизодические наблюдения ([120, 193, 231] и др.) подтвердили как наличие восточных ветров Кракатао в тропической стратосфере, так и появление под ними западных «ветров Берсона».
Пальмер [193], обобщивший имевшиеся к 1954 г. данные для экваториальных широт, отмечает, что стратосферные восточные ветры, наблюдающиеся преимущественно между 15° с. ш. и 15° ю. ш. на всех долготах, имеют в основном зональный характер, отличаются большой скоростью (в среднем более 30 м/сек) и преобладают по крайней мере до высоты 40 км. Нижней границей этих восточных ветров, по Пальмеру [193], служит переходный слой между ними и западными ветрами Берсона; причем •было замечено, что эта граница меняется от месяца к месяцу и от года к году. Например, в течение большей части октября 1952 г. над Маршалловыми островами нижний уровень восточных ветров отмечался на высоте 27 км, в то время как с января по май 1954 г. он находился на высоте около 21 км.
Западные стратосферные ветры Берсона, обнаруженные и при серии атомных испытаний на Маршалловых островах, как и в других районах [120, 121, 156, 231], также образуют узкую полосу устойчивых ветров. По выводам Пальмера [193], ось их обычно находится около 2° с. ш., а распространяются они в широтном поясе на расстояние не более 7° по обе стороны от оси (часто зона бывает еще более узкой). Верхняя граница ветров Берсона простирается до нижнего уровня восточных ветров Кракатао и испытывает вместе с осью колебания от месяца к месяцу и от года к году. Нижняя их граница обычно лежит на высоте около 20 км.
Как отмечает Пальмер [193], обе системы экваториальных •стратосферных ветров отличаются высокой устойчивостью повторяемости направления, доходящей в некоторые месяцы до 97%.
Исходя из этого, он построил схематический вертикальный меридиональный разрез слоя атмосферы между высотами 10 и 60 км через центральную часть Тихого океана. На этом разрезе вся тропическая зона между 20° ю. ш. и 25° с. ш. занята восточными ветрами и лишь в узкой зоне 5—7° по обе стороны от экватора в слое от тропопаузы и до высоты 25—27 км отмечаются западные ветры. При этом в слое 12—18 км ветры весьма неустойчивы.
Новейшие фактические данные о ветрах в тропической и экваториальной стратосфере указывают на необходимость существенных уточнений описанной схемы. Начиная с 1959 г.
советские исследовательские суда «А. И. Воейков» и «Ю. М. Шокальский» проводят регулярное зондирование атмосферы (в основном вдоль 180° в. д.) в Тихом океане. В Атлантическом океане аналогичные наблюдения проводятся и/с «Михаил Ломоносов».
Эпизодические, но весьма ценные наблюдения, в том числе и с помощью метеорологических ракет, проведены с д/э «Обь».
Собранные на этих кораблях материалы, особенно по экваториальной зоне, представляют исключительную ценность.для изучения вертикальной структуры тропической циркуляции.
На рис. 1 приведен пространственно-временной меридиональный разрез атмосферы с 45° с. ш. до 40° ю. ш. вдоль меридиана 180°. Для его построения использованы данные радиозондирования в IV рейсе и/с «Ю. М. Шокальский» и VII рейсе и/с «А. И. Воейков», состоявшихся в период с ноября 1961 г.
л о февраль 1962 г. Этот разрез почти в точности повторяет разрез в тех же долготах Тихого океана, построенный Пальмером в 1954 г. [193]. В тропосфере тропических и субтропических широт (в районах около 30° ю. ш. и 20—40° с. ш.) на нем отчетливо выражены струйные течения со скоростями до 40—60 м/сек на высотах 11—13 км. В отдельных случаях оси субтропического струйного течения могут опускаться и до высоты 5—8 км. По направлению к экватору в обоих полушариях западные ветры ослабевают.
Рис. 1. Пространственно-временной меридиональный разрез атмосферы (зональные составляющие ветра) над Тихим океаном Как видно из рис. 1, в зоне 10—15° по обе стороны от экватора обнаруживается такое распределение ветров по вертикали, которое в работе Пальмера [193] считается типичным для экваториальных и тропических широт Тихого океана. Нижняя половина тропосферы до высоты 7—10 км занята устойчивыми слабыми восточными ветрами. В слое примерно 18—24 км отчетливо вырисовывается узкий слой стратосферных западных ветров Берсона с осью, проходящей около 2—3° с. ш., с боков и снизу которой расположена область неустойчивых слабых западных и восточных ветров. Выше слоя ветров Берсона на разрезе обнаруживаются экваториальные ветры Кракатао — восточные стратосферные ветры со скоростью, достигающей 30—40 м/сек.
Восточные ветры Кракатао должны наблюдаться преимущественно в полосе 15° по обе стороны от экватора [193]. В данном случае (рис. 1) стратосферные восточные ветры занимают зону по 40° к северу и югу от экватора; причем в северном полушарии по мере удаления от экватора они ослабевают к широте 15—20°, а затем снова усиливаются. Если не принимать во внимание эти отличия, которые будут обсуждены-далее, то можно считать, что в общем имеется хорошее совпадение разреза, приведенного на рис. 1, с подобным же разрезом из работы [193].
Несмотря на это совпадение, оба разреза нельзя считать типичными для стратосферы низких широт д а ж е над центральной частью Тихого океана, хотя такое трехслойное по вертикали сочетание противоположных зональных составляющих ветра в слое 0—30 км и является' одним из часто встречающихся [40, 41].
Повторяемость различных сочетаний зональных составляющих ветра по высоте в тропической (30° с. ш., 30° ю. ш.) зоне Тихого и Индийского океанов (в числителе — сочетания, начинающиеся у поверхности моря с Е, Повторяемость, % В табл. 1 приведены результаты обработки данных 539 высоких радиозондовых подъемов, осуществленных с исследовательских судов «А. И. Воейков» и «Ю. М. Шокальский» в тропической зоне Тихого и частично Индийского океанов. Все отобранные для обработки зондирования имели минимальную высоту подъема 22 км, а 394 из них — 25 км и более. Анализ этих данных для самого нижнего приводного слоя показал, что восточная составляющая ветра в тропической зоне Тихого и Индийского океанов встречается в 86% случаев. В 14% случаев на уровне моря здесь встречаются западные составляющие ветра.
Значительная часть последних относится к экваториальной зоне, особенно Индийского океана. Они представляют собой ветры на южной периферии тропических циклонов, а также описанные в работах [91, 100, 101, 143, 144] западные экваториальные течения, наиболее характерные для экваториальной зоны Индийского океана. Поэтому в табл. 1 приведены данные о вертикальной структуре зональных составляющих ветра раздельно для обоих случаев, когда в приводном слое имеет место восточный или западный перенос.
Данные табл. 1 показывают, что структура зональных составляющих воздушных потоков в тропической зоне значительно* сложнее и многообразнее, чем это обычно показывается на схемах общей циркуляции атмосферы или средних меридиональных разрезах [48, 66, 181 и др.]. Она также сложнее типов вертикальной структуры течений в тропической тропосфере, предложенных Рилем [79].
Однородный восточный поток в тропосфере и нижней стратосфере, который обычно показывают на схемах общей циркуляции атмосферы как наиболее типичный для тропической зоны, фактически встречается лишь в 4% случаев. Наибольшая повторяемость приходится на пять сочетаний: трехслойное Е,, W, Е (36%), четырехслойное Е, W, Е, W (20%), двухслойноеЕ, W (13%), пятислойное Е, W, Е, W, Е (11 %) и двухслойное W, Е (10%)..
Аналогичная картина была получена по данным радиозондирования с и/с «Михаил Ломоносов» в тропической зоне Атлантического океана для весенне-летнего и осенне-зимнего периодов 1963 г. [104]. По данным 185 высоких радиозондирований было найдено, что повторяемость восточной составляющей ветра, в приводном слое тропической зоны Атлантического океана составляла 74%, а западной — 20% (6% отнесены к штилевому состоянию). Данные о вертикальной структуре этих потоков приведены в табл. 2 [104], из которой видно, что и здесь многослойТаблица 2' Повторяемость различных сочетаний зональных составляющих ветра по высоте в тропической зоне Атлантического океана (в числителе — сочетания, начинающиеся у поверхности моря с Е, в знаменателе — с W) Повторяемость, %.
Сочетания ность зональных составляющих воздушных потоков отмечается:
как при восточных, так и при западных составляющих ветра, в приводном слое. Наибольшая повторяемость приходится на.
двухслойную Е, W (27%), трехслойную Е, W, Е (18%), четырехслойную Е, W, Е, W (12%) и пятислойную E, W, Ё, W, Е (8%) системы.
Подтверждая в общем выводы, полученные из табл. 1, данные табл. 2 в то же время несколько отличаются по количественным значениям повторяемости того или иного сочетания, так как;
они получены по зондированиям лишь одного 1963 г,;, а данные табл. 1 — з а период 1959—1962 гг. Это различие обусловлено наличием в тропической зоне как периодических, так и непериодических процессов.
Из данных табл. 2 следует, что и в Атлантическом океане однородный по вертикали восточный поток в тропической зоне встречается лишь в 8% случаев, большая же часть случаев характеризуется вертикальным наслоением ветров с противоположными зональными составляющими. Подобную многослойность можно наблюдать и на неосредненных зональных и меридиональных разрезах в любой части тропической зоны [9, 30, 34, 231].
В то же время изображение сплошного восточного переноса в тропосфере и нижней стратосфере низких широт на многих схемам общей циркуляции атмосферы и климатических средних меридиональных разрезах связано со сглаживанием очень важных черт циркуляции в условиях большой изменчивости осредняемых характеристик [6, 40].
В работе [157] приведены очень интересные средние за 1949— 1953 гг. вертикальные разрезы зональных составляющих ветра и потенциальной температуры в слое 700—100 мб через 20° меридиана от 90° с. ш. до 90° ю. ш. для центральных месяцев четырех сезонов, а также средние за год и вдоль всего круга широты. Эти материалы показывают, что в среднем для всего круга широты на уровне 100 мб (около 16 км) в январе 1 над экватором наблюдается слабый восточный ветер, в то время как на 75 и 130° з. д. на том же уровне —ветер западный со скоростями 10—15 м/сек, а на 40 и 140° в. д. — восточный со скоростями 10 и 25 м/сек соответственно. Совершенно аналогичная картина наблюдается при осреднении данных о ветре над одним и тем же районом, но за разные промежутки времени, характеризующиеся существенным разбросом значений осредняемого элемента.
В табл. 3—40 приведены данные о вертикальной структуре зональной составляющей ветра для наиболее часто встречающихся двухслойной, трехслойной (рис. 2) и четырехслойной (рис. 3) схем. Таблицы вместе с рис. 2 и 3 дают представление об изменчивости вертикальной структуры зональной составляющей ветра в тропической зоне даже в пределах схемы с одни;м и тем же сочетанием слоев. По данным табл. 3 и. 4 видно, что в пределах одной двухслойной схемы, начинающейся с Е в нижнем слое, встречаются четыре разновидности, существенно отличающиеся друг от друга высотой уровня обращения ветра в тропических и экваториальных широтах. • • | Уровень обращения (Hi) в двухслойной схеме находится в тропиках в среднем на высоте 12,4 км, а у экватора — на 14,3 км. Однако встречаются разновидности, в,которых эта высота меняется от 3,7 до 17,8 км в тропиках и от 8 до 24,5 км у экватора. Характерно при этом, что в каждой из разновидностей этой двухслойной схемы уровень обращения ветра у экватора выше, чем в тропиках. Данные табл. 3 показывают также, что при двухслойной схеме в экваториальной зоне нижний восточный поток может распространяться на всю тропосферу и нижнюю стратосферу до высот 24—25 км (разновидность «г») или занимать лишь нижнюю половину тропосферы, в то время как в остальной части тропосферы и в нижней стратосфере до высот 25—30 км включительно господствует западный перенос (разновидность «а»).
Как следует из данных табл. 4, разновидность «а» встречается даже чаще (26,9%), чем разновидность «г» со значительным по толщине слоем восточного ветра. Кроме того, данные этой таблицы показывают, что двухслойная модель Е, W значительно чаще встречалась у экватора (83,9%), чем в тропиках (16,1%).
В противоположность этому, как показано в работе [41], двухслойная схема W, Е, т. е. начинающаяся с западного ветра на уровне моря, у экватора повторяется лишь в 5% случаев, а в троп и к а х — в 95%, причем средний уровень обращения западного ветра на восточный находится на высоте 18,3 и 19,7 км соответственно. Во внетропической зоне Тихого океана (30—42° с. ш.) Рис. 3. Четырехслойная схема (IV) — Е, W, Е, W — и ее разновидности средний уровень обращения западного ветра на восточный находится примерно на той же высоте (18,7 км).
В настоящее время хорошо известно [7, 22, 31, 141, 155], что на высоте около 20 км во внетропической зоне любого летнего полушария находится уровень обращения западного ветра на восточный, а зимой здесь располагается слой с минимумом скоростей ветра. Приведенные выше данные о среднем уровне обращения западного ветра на восточный над внетропической зоной Тихого океана характеризуют летние и зимние условия в этих районах. Зимнее обращение ветра с западного на восточный на севере Тихого океана, как теперь известно [22, 28, 40,; 67, 93, 116, 150], обусловлено появлением здесь зимнего стратосферного антициклона, нашедшего отражение и на разрезе рис. 1 в виде восточных ветров севернее 20° с. ш. и выше 18 км.
Вариации уровней обращения ветра в тропической зоне характерны не только для двухслойной модели циркуляции, но и для других схем. Например, рис. 2 и табл. 5 и 6 характеризуют Средняя высота (км) обращения ветра в двухслойной схеме Е, W 5—30° с. щ. и 5—30° ю. ш.
Повторяемость разновидностей (а, б, в, г) схемы Е, W 5—30° с. ш. и 5—30° ю. ш.
Средняя высота (км) обращения ветра в трехслойной схеме Е, W, Е и в ее соответствующие варианты трехслойной схемы, которая в тропической зоне Тихого океана (табл. 2) имеет наибольшую повторяемость (35,8%). Из данных табл. 5 видно, что и в этом случае уровень первого (Hi) и второго (Н2) обращения ветра в тропической зоне колеблется в довольно широких пределах.
В среднем для трехслойной модели, как и для двухслойной, эти уровни у экватора выше, чем в тропиках. При этом средний уровень второго обращения (Н2), выше которого в нижней стратосфере сохраняется одно и то же направление зональной составляющей ветра у экватора и в тропиках, находится на высотах 20—23 км. В среднем здесь же обнаруживается последнее обращение ветра при переходе из тропосферы в нижнюю стратосферу также в четырехслойной (Я 3, табл. 7 и 8) и пятислойной (H i t табл. 9 и 10) схемах.
Наряду с указанной общностью рассмотренных наиболее часто встречающихся моделей вертикального распределения зональных составляющих ветра в тропической тропосфере и нижней стратосфере между ними имеются и весьма существенные Повторяемость разновидностей (а, б, в, г, д ) схемы Е, W, Е Повторяемость разновидностей (а, б, в, г, д ) схемы Е, W, Е, W (числитель — число случаев, знаменатель — %) Средняя высота (км) обращения ветра в пятислойной схеме Е, W, Е, W, Е 5—30° с. ш. и 5—30° ю. ш.
Повторяемость разновидностей (а, б, в, г) схемы Е, W, Е, W, Е (числитель — число случаев, знаменатель—% ) 5—30° с. ш. и 5—30° ю. ш.
различия. Если в двухслойной Е, W и четырехслойной Е, W, Е, W моделях в нижней стратосфере ветер западный, то в трех- и пятислойной (Е, W, Е и Е, W, Е, W, Е), как и в двухслойной W, Е, он восточный. Всего на указанные схемы приходится около 90% случаев (табл. 1), из них на группу с западными ветрами в нижней стратосфере — 33%, а на группу с восточными ветр а м и — 5 7 %. Таким образом, западная составляющая ветра в нижней тропической стратосфере, в отличие от внетропической, встречается реже, чем восточная.
Рис. 4. Пространственно-временной разрез атмосферы над центральной Если разрез на рис. 1 представляет типичную трехслойную модель для экваториальной зоны центральной части Тихого океана, то на рис. 4 приведен вертикальный меридиональный разрез, который иллюстрирует четырехслойную модель ветра (Е, W, Е, W) в том же районе. Сравнение этих разрезов между собой показывает наличие как общих, так и существенно отличных особенностей. Наибольшее сходство у них в характеристиках тропосферной циркуляции — в обоих случаях в тропической и субтропической зонах северного и южного полушарий располагаются западные струйные течения со скоростями до 60 м/сек на высотах 8—13 км. Наибольшие различия обнаруживаются в нижней стратосфере. На рис. 1 и на аналогичном разрезе для центральной части Тихого океана в работе Пальмера [193] изолированные слабые экваториальные западные ветры нижней стратосферы (ветры Берсона) расположены в слое 18— 23 км, в то время как на разрезе рис. 4 они смещены в слой 14—19 км и в северном полушарии не изолированы от тропосферных западных ветров более высоких широт.
Рис. 5. Пространственно-временной разрез над Атлантическим океаном 1 — изотахи западной составляющей {W), 2 — изотахи восточной составляющей (Е).
В слое 18—28 км, т. е. почти там же, где на рис. 1 располагались западные ветры Берсона, на рис. 4 отмечаются довольно значительные (до 40 м/сек) восточные ветры, которые на больших высотах снова сменяются западными ветрами именно в том слое атмосферы, где на рис. 1 отмечались сильные (до 40 м/сек) восточные ветры Кракатао.
Выявленные на рис. 4 особенности вертикальных наслоений ветра в экваториальной стратосфере носят не локальный характер. В этом можно убедиться при сравнении рис. 4 и 5. Разрез (рис. 5), построенный для экваториальной зоны Атлантического океана за осенний период 1963 г. по данным радиозондирования с и/с «Михаил Ломоносов» [104], отражает, по существу, те же основные черты вертикальной структуры зональных составляющих ветра, которые показаны на рис. 4, хотя,на нем имеются и некоторые своеобразные детали.
На рис. 5 видно, что в экваториальной зоне Атлантического океана также отмечается четырехслойная модель ветра Е, Wr Е, W. При этом восточные ветры Кракатао, как и на рис. 4, занимают промежуточное положение (слой 17—24 км) между западными ветрами. Однако по сравнению с весенним тихоокеанским разрезом (рис. 4) на осеннем атлантическом разрезе (рис. 5) восточные стратосферные ветры слабее, а западные, особенно верхние, значительно сильнее. Максимум последних достигает 68 м/сек на высоте 24 км в непосредственной близости от экватора [104]. Кроме того, здесь экваториальных западных ветров Берсона в нижней стратосфере практически уже нет, тонкий слой их объединен с западными ветрами тропосферы на высотах 10— 15 км. В слое этих западных ветров отчетливо вырисовываются два струйных течения, расположенных симметрично по обе стороны от экватора в непосредственной близости от него. В южном полушарии эти западные ветры ограничены 5° ю. ш. и изолированы узкой полосой слабых восточных ветров от западных тропосферных ветров более южных широт (рис. 5), в то время как в северном полушарии они простираются и в более высокие широты.
В работе [104] приведен вертикальный временной разрез атмосферы над экваториальной частью Атлантики за весенний период 1963 г., с 27 марта по 5 апреля, т. е. за отрезок времени, охватываемый также весенним (1963 г.) тихоокеанским разрезом (см. рис. 4). На этом разрезе видно, что и весной над экватором в Атлантическом океане ветры Берсона со скоростью до 15— 20 м/сек располагались в основном, в том же слое, что и над Тихим океаном (рис. 4).
Разрез на рис. 5 показывает, что в экваториальной верхней тропосфере и нижней стратосфере иногда развиваются очень интенсивные процессы, сопровождающиеся появлением даже струйных течений. Н а д экватором и в непосредственной близости от него возможно даже вертикальное наслоение струйных течений с противоположно направленными зональными составляющими ветра. Аналогичное явление встречалось и в экваториальной тропосфере и нижней стратосфере над Тихим океаном [43].
7 июня 1965 г. при пересечении и/с «А. И. Воейков» экватора в районе 150° в. д. температурно-ветровой радиозонд достиг высоты 40 км. Обработка данных этого радиозондирования, во-первых, подтвердила данные радиозонда за 6 июня в районе 3°ю. ш.
о наличии западного течения в слое стратосферы от 34 до 36 км (вершина подъема). Во-вторых, этот зонд (табл. 11) зафиксировал в слое до высоты 40 км точно над экватором наличие \ / о д н о в р е м е н н о двух противоположных струйных течений — восточного в нижней стратосфере и западного в средней (возможно, что ось его находилась даже в верхней стратосфере).
Стратосферные восточные ветры Кракатао могут достигать значительных скоростей (30 м/сек и более) [193]. Восточное струйное течение в экваториальной стратосфере неоднократно наблюдалось летом 1962 г. во время VIII рейса и/с «А. И. Воейков» [40, 41]. По данным Гесса [158], восточное струйное течение обнаруживается на 20° с. ш. выше 16 км. Алака [108] на материалах зондирований во Флориде, на Багамских и Больших Антильских островах показал, что восточные струйные течения в тропиках наблюдаются на южной периферии субтропического антициклона. Котесварам [165] в 1958 г. исследовал восточные струйные течения над югом и севером Африки и пришел к выводу, что в теплое время года вдоль южной границы Азии наблюдается сильное течение вблизи 15° с. ш., которое формируется у восточного побережья Китая и, проходя над Индией и Аравией, достигает Судана* Над Тихим и Атлантическим океанами, по мнению Котесварама, восточное струйное течение в верхней тропосфере не обнаруживается.
В. Р. Дубенцов и А. А. Унукова [32] отмечают, что на высотах 24—30 км в зоне от экватора до 14° с. ш. над Тихим океаном в стратосфере обычно в летние месяцы примерно через два года обнаруживаются довольно устойчивые восточные стратосферные струйные течения. Непосредственно вблизи экватора в этих же слоях стратосферы в течение коротких периодов могут существовать западные приэкваториальные струйные течения, которые обнаруживаются также примерно через каждые два года.
X. П. Погосян [66], классифицируя струйные течения, кроме внетропических и субтропических западных струйных течений, выделил также экваториальные и стратосферные струйные течения. При этом он отметил, что экваториальные струйные течения возникают на южной периферии высоких субтропических антициклонов северного полушария. Летом они значительно более интенсивны, чем в переходные сезоны. На уровне 50—30 мб восточная экваториальная струя обнаружена вблизи экватора на юге Аравии, Индии, на Тихом океане. Наиболее сильная восточная струя находится на южной периферии летнего высокого антициклона над Аравией и Северной Африкой. Здесь на широтах 10—20° средняя скорость ветра на уровнях 100—30 мб превышает 100—120 км/час.
^Приведенные, на рис. 1, 4 и 5 вертикальные разрезы показывают, что оси восточных стратосферных струйных течений могут располагаться непосредственно над экватором или вблизи него.
На рис. 5 видно, что в непосредственной близости от экватора (0—3° с. ш.). могут наблюдаться также западные струйные течения. В верхней тропосфере (12—16 км) расположено одно западное струйное течение со скоростями до 35 м/сек-, на той же широте в стратосфере (22—26 км) расположено другое струйное течение со скоростями 65—68 м/сек, а между ними, в слое 17— 20 км, наблюдаются восточные ветры со скоростями до 25 м/сек.
Так как ветры Кракатао часто имеют скорости более 30 м/сек, можно считать, что на рис. 5 представлена одна из моделей трехслойного напластования по вертикали струйных течений противоположных направлений. Во всяком случае, данные табл. показывают, что в экваториальной стратосфере имело место наслоение восточного (на высоте 30 км скорость 36» м/сек) и западного (на высоте 40 км скорость 37 м/сек) потоков со скоростями, характерными для струйных течений. Так как максимум скорости западного ветра в этом случае был отмечен на потолке радиозондирования, то возможно, что выше были еще более сильные западные ветры.
Существование одновременно противоположных струйных течений в тропической тропосфере и стратосфере, особенно верхнего западного струйного течения, указывает на необходимость ' уточнения некоторых представлений о вертикальной структуре экваториальных течений, их происхождении, эволюции и взаимосвязи с циркуляцией.-внетропических широт.
К сожалению, малочисленность высоких радиозондирований атмосферы в экваториальной зоне затрудняет изучение пространственной структуры экваториальных струйных течений. Поэтому по данным, полученным в экспедиционных рейсах исследовательских судов «А. И. Воейков» и «Ю. М. Шокальский» за 1960— 1965 гг., проведен лишь анализ отдельных характеристик ветров (более 30 м/сек) в экваториальной зоне (табл. 12). В известной мере данные табл. 12 могут характеризовать также повторяемость струйных течений.
В результате анализа выяснилось, что в экваториальной зоне встречаются как западные, так и восточные струйные течения.
Как те, так и другие могут наблюдаться и в тропосфере,, и в стратосфере, особенно если рассматривать широтную зону до 7—10° Некоторые характеристики воздушных потоков со скоростями более 30 м/сек в экваториальной зоне Тихого Океана (147 случаев) по материалам радиозондирований в V—XII рейсах и/с «А. И. Воейков» и II—V рейсах Тропосферное •Стратосферное ло обе стороны от экватора. Так, в период с 23 марта по 5 апреля 1961 г. в верхней экваториальной тропосфере наблюдалось западное струйное течение, в центре которого 4 апреля на 0° 41'с. ш.
и 154° з. д. на высоте 13 км скорость ветра достигала 50 м/сек.
В противоположность этому 3 февраля 1962 г. на 3° ю. ш. и 179° в. д. отмечалось восточное струйное течение со скоростью 33 м/сек на высоте 11,6 км.
В стратосфере западное струйное течение, подобное наблюдавшемуся 7 июня 1965 г., отмечалось 19 января 1961 г., 2 апреля 1961 г. и 8 июля 1961 г., а восточное — многократно в течение летних рейсов исследовательских судов «А. И. Воейков»
и «Ю. М. Шокальский», проводившихся в 1962 г. При этом максимальная скорость 64 м/сек была- отмечена на высоте 30 км (потолок зондирования) 22 июля 1962 г. в районе 2° с. ш.
и 172° з. д.
Особый интерес представляют уже упоминавшиёся данные радиозондирования в экваториальной зоне за март—апрель 1961 г. 23—24 марта в слое 11—17 км отмечалось западное струйное течение и одновременно на высоте 21—22 км — восточное. Выше этого восточного переноса с высоты 24—25 км снова наблюдался западный поток, в котором 2 апреля на высоте 27 км (потолок радиозондирования) в точке 9° с. ш. и 154° з. д. западный ветер достигал скорости 33 м/сек. Подобные сочетания отмечались и в других случаях. 19 января 1961 г. в точке 3° с. ш.
и 180° в. д. радиозонд зафиксировал на высоте 22 км восточный (85°) ветер со скоростью 34 м/сек, а на высоте 27 км (потолок подъема)—западный (254°) ветер со скоростью 31 л/сек. 3— 4 февраля 1962 г в той же точке'отмечался восточный ветер со Серостью 33 м/сек как в тропосфере (11 6 км), так и в стратоctbeoe (35 м1сек на потолке зондирования 2У,1 км.).
Приведенные данные убедительно показывают, что в тропосфере и стратосфере экваториальной зоны наблюдается многосложность воздушных течений противоположных направлении с к о р о д и которых могут достигать значений, характерных для струйных течений, одновременно в нескольких таких слоях.
Пбэтому целесообразно различать тропосферные экваториальные западные и восточные струйные течения, а также стратоэкваториальные западные и восточные струйные тесферные Очевидно, что малая повторяемость различных струйных течений в экваториальной зоне обусловлена не столько редким.их появлением, сколько недостатком наблюдении в этой зоне в том числе и из-за преобладающего низкого потолка радиозондирования Ясно также, что количество имеющихся пока наблюдении недостаточно для статистических оценок характеристик экваториальных тропосферных и стратосферных струйных течении^ Приведенные в табл 12 данные позволяют получить некоторое косвенное представление об отдельных особенностях экваториальных струйных течений. Из рассмотренных экспедиционных м а т е р и а л о в можно заключить, что в экваториальной з о н е Т и хого океана наиболее часто встречаются сильные восточные ветры (62% всех 147 случаев со скоростями 30 м/сек) в стратосфере и западные (32% случаев) в тропосфере.
Сильные восточные ветры в тропосфере и западные в стратосфере, которые можно условно считать соответственно экваториальными восточными тропосферными струями и вкваториальными западными стратосферными струями, встречались значительно реже. Очевидно, что восточные тропосферные струйные таенга чаще всего (но не всегда) представляют собой периферию стратосферных восточных струйных течении в тропической ^ Н е б о л ь ш а я повторяемость западных стратосферных экваториальных струйных течений обусловлена значительно меньшей повторяемостью вообще западных ветров в н и ж н е и экваториальной стратосфере (см. табл. 3 - 1 0 ) и недостаточной высотой радиозондирования. Анализ разрезов, приведенных в главе IV, показывает, что в среднем оси западных стратосферных струиных течений располагаются не в нижнеи, а в верхней стратоСфе Э к в а т о р и а л ь н ы е западные тропосферные струйные течения чаще всего представляют собой ответвления субтропических западных тропосферных струйных течений северного и южного полушарий, оказывающихся в экваториальной зоне в результате значительных меридиональных преобразований в тропосфере каждого полушария. Их частота (32%, табл. 12), превосходящая частоту экваториальных восточных тропосферных струйных течений (3%), обусловлена преобладанием на протяжении всего года в обоих полушариях тропосферных циркумполярных циклонических вихрей.
На многих меридиональных разрезах, приведенных в работе [66], тропосферные западные субтропические струйные течения нередко находятся в зоне 20—30° с. ш. При меридиональных преобразованиях эти струйные течения могут проникнуть и в экваториальную зону. Поэтому западные струйные течения в экваториальной тропосфере благодаря такому происхождению имеют значительно меньшую протяженность, чем субтропические и внетропические. Тропосферные субтропические струйные течения зимой располагаются на 10—12° южнее, чем летом [66], поэтому в экваториальной зоне зимой они появляются более часто.
Западные или восточные струйные течения в нижней экваториальной стратосфере не имеют хорошо выраженного сезонного хода. Например, экваториальные восточные стратосферные струйные течения отмечались в январе—феврале 1961 и 1962 гг.
и в летние месяцы 1962 и 1965 гг. Экваториальная западная стратосферная струя отмечалась, например, в январе и июне 1961 г. и в июне 1965 г. Однако по имеющимся данным, восточные струи встречались значительно чаще.
Как следует из данных табл. 12, экваториальные стратосферные западные и восточные струйные течения в среднем располагаются примерно на одних и тех же высотах (29,7 и 26,0 км соответственно). При раздельном анализе случаев с восточными и западными стратосферными потоками эти средние характеристики, как будет показано далее, существенно меняются в зависимости от стадии эволюции течений.
Вертикальная структура меридиональных потоков Меридиональная циркуляция играет огромную роль в системе общей циркуляции атмосферы. Крупномасштабные волны и вихри, а также средняя меридиональная циркуляция являются важными механизмами формирования зональной циркуляции [33, 53, 55, 57, 102, 213, 228], поддержания баланса количества движения [20, 195, 196], тепла [78, 182] и влаги [27] в атмосфере.
Поэтому изучению меридиональной циркуляции посвящена обширная литература. Обстоятельный обзор ее дан в монографии И. Г. Гутермана [22]. Там же приведены табличные данные и карты средних меридиональных составляющих скоростей ветра в северном полушарии для различных изобарических поверхностей (от уровня моря до уровня 100 мб), а также вертикальные разрезы средних меридиональных составляющих по широтным кругам от уровня моря до уровня 30 мб.
Следует отметить, что во многих работах, посвященных анализу меридиональных составляющих циркуляции ([55, 78, 79} и др.), данные для экваториальной зоны, как правило, ограничиваются широтными кругами 10—13 или 15—20°, между тем для изучения характера воздухообмена между полушариями наибольший интерес представляют данные о меридиональных составляющих в непосредственной близости от экватора, Кроме того, расчет этих составляющих по осредненным по вреб) мени данным о фактическом ветре, как было показано в работе [40], сглаживает существенные особенности циркуляции в экваториальной зоне. Оорт [192], исследовавший меридиональную циркуляцию на уровнях 100, 50 и 30 мб северного полушария за период МГГ, отмечает, что картина меридиональной циркуляции, основанная на реальных наблюдениях ветра, существенно отличается от упрощенной картины, ном [186] на основе расчетов
Рыг fi ЙРПТМКЯ ПКНПР ПЯСППРТТРПРНИР
ее по распределению в этих зональных"(af"и"мёрйди^альнь7х"(б) атмосферы очагов составляющих ветра 14 июля 1962 г.СЛОЯХ нагревания и охлажде- (f: the Southern Hemisphere. Q. J.'Roy. Met. Soc.,: 89, 478—489, 169. L a b i t z к e K. "Beitrage zur Synoptyk der Hochstratosphare. Met. Abhandl.
Inst. Met. und Geophys. Freien Univ., Berlin, 1961—1964.
171. L a n d s b e r g H. E. Biennial pulses in the atmosphere. Beitr. Phys.
172. L a n d s b e r g H. E., u. a. Surface signs of the biennial atmospheric pulse. Mon. Weather Rev., 91, 1963.
173. L e t t. a u H. Theoretical notes on the dynamics of the equatorial atmosphere. Beitrage zur Physik der Atmosphare, 29, 1956.
,174. M a s t e r s o n J. E., H u b e r t W. E., T h o m a s R. Wind and temperature measurements in the mesosphere by meteorological rockets. J. Geophys. Res., 66, No. 7, 1961.
175. M c C r e a r y F. E. A Christmas Island climatological study. I T. F.
7 Met. Centre T. P. 11, Pearl Harbor, 1959.
176. M c C r e a r y F. E. Mean monthly'upper tropospheric circulation over the tropical Pacific during 1954—1959. I. T. F. 7 Met. Centre, University 177. M c C r e a r y F. E. Variations of the zonal winds in the equatorial stratosphere. I. T. F. 7 Met. Centre T. P. 20, University of Hawaii, 1961.
178. Meteorologische Abhandlungen, Bands XIII—XL, 1960—1963.
•179. M i e r s В. I. Zonal wind reversal between 30 and 80 km over the Southwestern United States. J. Atm. Sci, v. 20, No. 2, 1963.
180. M i e r s В. Т., B e y e r s N. J. Rocketsonde wind and temperature measurements between 30 and 70 km for selected stations. J. Appl. Met., v. 3, 181. M i n t z V. The observed zonal circulation of the atmosphere. BAMS, 182. M i n t z V. Total energy budget of the atmosphere. (Investigation of the general circulation of the atmosphere). Los Angeles, 1959.
183. M o r r i s I. E., M i e r s В. T. Circulation disturbances between 25 and kilometers associated with the sudden warming of 1963. J. Geophys. Res., 184. M u r g a t r o y d R. J. Winds and temperature between 20 km and 100 km. A review. Q. J. Roy. Met. Soc., v. 83, No. 358, 1957.
185. M u r g a t г о у d R. J., G o o d y R. M. Sources and sinks of radiative energy from 30 to 90 km. Q. J.. Roy. Met. Soc., 85, 1958.
186. M u r g a t r o y d R. J., S i n g l e t o n F. Possible meridional circulations in the stratosphere and mesosphere. Q. J. Roy. Met. Soc., 87, No. 372, 187. N e w e l l R. E. The transport of trace substances in the atmosphere and their implications for the general circulation of the stratosphere. Geophys. pure a appl., N 2, 1961.
188. N e w e l l R. E. A note on the 26-month oscillation. J. Atm. Sci., 21, 1964.
189. N e w e l l R. E. 26-month oscillation in atmospheric properties and the apparent solar diameter. Nature, 204, 278, 1964.
190. N o r d b e r g W;, ' S t r o u d ' W. G. Results of IGY rocket-grenade experiments to measure temperatures and winds above the Island of Guam.
J. Geophys. Res., v. 66, No. 2, 1961.
191. O h r i n g G. The radiation budget of the stratosphere. J. Met., v. 15, 192. O o r t A. H. Direct measurement of the meridional circulation in the stratosphere during IGY. Archiv fflr Meteorologie, Geophysik und Bioklimatologie, Serie A, Bd 14, H. 2, Wien, 1964.
193. P a l m e r С. E. The general circulation between 200 mb and 10 mb over the Equatorial Pacific. Weather, vol. IX, No. 11, Nov. 1954.
194. P a l m e r G. E. The stratospheric polar vortex in winter. J. Geophys. Res., 195. P a l m e n E. On the mean meridional circulation in low latitudes of the N. Hemisphere in winter and the associated meridional and vertical flux of angular momentum. (Investigations of the general circulation of the atmosphere). Los Angeles, 1959.
196. P a l m e n E., A l a k a M. A. On the angular momentum in the zone between Equator and 30° N. Tellus, 4, 1952.
197. P a l m e n E., V u o r e l a L. A. On the mean meridional circulation in the N. Hemisphere during the winter season. Q. J. Roy. Met. Soc., v.. 89, 198. P a l m e n E., R i e h l H., V u o r e l a L. A. On the meridional circulation and release of kinetic energy in the tropics. J. Met., v. 15, No. 3, 1958.
199. P a n t P. S. Circulation in the upper atmosphere. J. Geophys. Res., 61, 200. P e i x o t o I. P., S a l t z m a n В., T e w e l e s S. Harmonic analysis of the topography along parallels of the earth. J. Geophys. Res., No. 8, 201. P e t к о v s e к L. Ein Beitrag zu den Betrachtungen des stratospharischen Windes oberhalb des Aquators. Berliner Wetterkarte, Beilage 45/63, SO 202. P r o b e r t — J o n e s J. R. An analysis of the fluctuations in the tropical stratospheric wind. Q. J. Roy. Met. Soc., v. 90, No. 383, 1964.
203. R a m a n a t h a n K. R., К u 1 к a r n i R. N. Mean meridional distribution of ozone. Q. J. Roy. Met. Soc., v. 86, 1960.
204. R a m a n a t h a n K. R. Biennial variation of atmospheric ozone over the tropics. Q. J. Roy. Met. Soc., 89, 1963.
205. R a n g a r a j a n S. Variations in ozone associated with the oscilations of equatorial stratospheric wind. Nature, 201, 1964.
206. R e e d R. J. Evidence of geostrophic motion in the equatorial stratosphere.
Q. J. Roy. Met. Soc., v. 88, No. 377, 1962.
207. R e e d R. J. Some features of the annual temperature regime in teh tropical stratosphere. Monthly Weather Review, v. 90, No. 6, 1962.
208. R e e d R. J. On the cause of the 26-month periodicity in the equatorial stratospheric winds. Meteorologische Abhandlungen, Bd XXXVI, 1963.
209. R e e d R. J. A tentative model of the 26-month oscillation in tropical latitudes. Q. J. Roy. Met. Soc., v. 90, No. 386, 1964.
1/210. R e e d R. J. The present status of the 26-month oscillation. BAMS, v. 46, 211. R e e d R. J., a. o. Evidence of a downward propagating annual• reversal.
in the equatorial stratosphere. J. Geophys. Res., v. 66, No. 3, 1961.
212. R e e d R. J., R o g e r s D. G. The circulation of the tropical stratospherein the years 1954—1960. J. Atm. Sci., v. 19, No. 2, 1962.
213. R o s s b y C. G. Relation between variations in the intensity of the zonal.
circulation of the atmosphere and the displacement of the semipermanent centers of action. J. Marine Res., v. 2, No. 1, 1939.
214. S c h e r h a g R. Die explosionsartigen Stratospharenwarmungen des Spatwinters 1951/1952. Ber. Dtsch. Wetterdienstes der U. S. Zone, 6, 38, 1952..
215. S c h e r h a g R. Stratospheric temperature changes and the associated!
changes in pressure distubution. J. Met., v. 17, No. 6, 1960.
216. S h a p i г о R., W a r d F. A. A neglected cycle in sunspot numbers. J. Atm.
217. S m i t h L. B. The measurement of wind between 100 000 and 300 000 ft by use of rockets. J. Met., 17, No. 3, 1960.
218. S m i t h J. W., V a u g h a n W. W. High-altitude wind observations above Cape Canaveral. Aerospace Engng, 20, No. 10, 16—17, 1961.
219. S t a c e y F. D., W e s t с о t t P. Possibility of a 26- or 27-month periodicity in the equatorial geomagnetic field and its correlation with stratospheric winds. Nature, 196, 1962.
220. S t a 11 e у D. О. A partial theory of the 26-month oscillation of the zonal wind in the equatorial stratosphere. J. Atm. Sci., v. 20, No. 6, 1963.
221. S t r o u d W. G., a. o. Rocket-grenade observation of atmospheric heating in the Arctic. J. Geophys. Res., v. 64, No. 9, 1959.
222. S t r o u d W. G., a. o. Rocket-grenade measurements of temperatures and winds in the mesosphere over Churchill. Canada. J. Geopys. Res, v. 65, 223. T e w e l e s S. Anomalous warming of the stratosphere over North America in early 1957. Monthly Weather Review, v. 86, No. 10, Oct. 1958.
224. T e w e l e s S. Meteorological analysis of Churchill rocket sounding data.
225. T e w e l e s S. Time section and hodograph analysis of Churchill rocket and radiosonde winds and temperatures. Monthly Weather Review, 226. T e w e l e s S., F i n g e r F. G, An abrupt change in stratospheric circulation beginning in mid-January 1957. Monthly Weather Review, v. 86, the 10-millibar constant surface over North America and adjacent ocean areas—July 1957 through June 1958. Monthly Weather Review, 88, 1960.
.- 228. T u c k e r G. B. The atmospheric budget of angular momentum. Tellus, \i 229. V a r y a r d R. G. and E b d o n R. A. Fluctuations in tropical stratospheric 230. V a г у a r d R. G. and E b d o n. ' R. A. The 26-month, tropical stratospheric wind oscillation and possible causes. Met. Abhandl., Bd XXXVI, 1962.
231. V u o r e l a L. Contribution to the aerology of the tropical Atlantic. J.
Met., v. 5, No. 3, 1948.
232. W a d a H. A study on the behavior of the polar vortex and its application to long-range weather forecasting. Geophysical Magazine, v. 31, No. 2;
233. W a r n e c k e G. Ein Beitrag zur Aerologie der arktischen Stratosphere.
Met. Abhandl. Inst. Meteorol. und Geophys. Freien Univ., Berlin, 3, 234. W a r n e c k e G. Ober den Teraperaturlauf in der Stratospharen der Polargebiete. Polarforschung, Band V, 32, 1962.
235. W e b b W. L. Stratospheric solar response. J. Atm. Sci., v; 21, No. 6, 236. W e s t c o t t. The 25- or 26-month periodic tendency in sunspots. J. Atm.
237. W e x l e r H. On the effects of: volcanic dust on insolation and weather.
238. W e x l e r H. Seasonal- and other temperature changes in the Antarctic atmosphere. Q. J. Roy. Met. Soc., v. 85, No. 365,'1959.
«